小鼠or类器官？6大案例了解人源化模型新进展( 四 ) _健康小知识

在最近的一项研究中， Emulate公司对其肝脏芯片进行了预测性毒理学测试。利用780个肝脏芯片，对27种已知的肝脏毒性和非毒性药物进行了盲法组合评估。
“我们想知道，对于预测药物引起的肝损伤，人类肝脏芯片的有效性有多高， ”Ewart说， “结果显示，在区分肝脏毒性和非肝脏毒性的小分子时，人类肝脏芯片具有87%的敏感性和100%的特异性[1] 。 ”
值得注意的是，本次测试的所有22种肝毒性药物以前都被列为“安全药物” ，因为它们在动物模型中没有显示出毒性。而这些化合物却总共导致了208名病人死亡和10例肝脏移植。 Ewart表示，如果在临床前筛选过程中使用了人类肝脏芯片，那么就可能可以避免部分死亡事件。
一个财务框架分析评估了该技术的经济影响，结果显示，在新的候选药物的医药开发项目中使用肝脏芯片，可以节约相当于30亿美元的研发生产力[4] 。

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图.CNBioInnovations公司开发的器官芯片（OOC）平台。
⑦案例6：多器官微生理学系统
替代动物模型的潜在方法包括多器官微生理系统（MPS）。除了提供一种符合3R原则的方法外， MPS还可以产生比动物模型的研究结果更具有临床意义的体外研究成果。
目前， MPS的主要应用包括疾病建模，吸收、分布、代谢和排泄（ADME）测试，以及毒理学/安全性测试。
CNBioInnovations公司的MPS可能包含几个器官芯片系统，比如肺部、肝脏和肠道系统。代表单个器官的系统可以连接成多器官系统，以模拟药物吸收和代谢等过程，或推进器官间相互作用的研究，如炎症。
CNBio公司的经营范围，包括MPS、经过验证的3D细胞培养物、配套的耗材和研究服务。该公司认为，其产品可以解决许多治疗领域的药物开发瓶颈，包括代谢和传染病、肿瘤和炎症。
PhysioMimix系列的单器官和多器官MPS ，利用微流控技术来模拟血流并精确控制细胞微环境。
在一项合作研究中， CNBio公司和FDA的科学家共同证明了使用PhysioMimix肝脏芯片系统得出的数据适用于药物安全和代谢应用，证明了其相对于标准体外模型的增强性能[5] 。
目前有许多器官芯片系统是互补的。 CNBio公司首席执行官DavidHughes博士说：“生理相关性和通量之间存在着反比关系。 ”
Hughes继续说道：“这种器官芯片的培养最长可达四周，这可以支持研究人员对长期用药的研究，研究长期用药与药物诱导的肝损伤之间的潜在联系。 ”
此外，新的、相互连接的多器官（肠道和肝脏）模型在实验室中重现了人体内的生理过程，如用于评估药物生物利用度的首过代谢。
开放式架构系统提供了灵活性。新的PhysioMimix模型经过微调，通过应用器官间和器官内的特定流速，提供与人体相关的剪切力，以尽可能地与人类的对应器官相匹配。专门设计的硬件和耗材可支持组织的特定要求，如对肠道菌群至关重要的氧气梯度。
参考文献：
1.SoragniC,NgCP,HeijmansJ,etal.Arobotised1546compoundscreeninaperfused3Dmicrofluidicangiogenesisassay.PosterpresentedatSLASEurope2021;June22–25,2021;Vienna,Austria.
2.DeHaanL,SuijkerJ,vanRoeyR,etal.AMicrofluidic3DEndothelium-on-a-ChipModeltoStudyTransendothelialMigrationofTCellsinHealthandDisease.Int.J.Mol.Sci.2021;22(15):8234.DOI:10.3390/ijms22158234.
3.TrietschSJ,NaumovskaE,KurekD,etal.Membrane-freecultureandreal-timebarrierintegrityassessmentofperfusedintestinalepitheliumtubes.Nat.Commun.2017;8(1):262.DOI:10.1038/s41467-017-00259-3.
4.EwartL,ApostolouA,BriggsSA,etal.QualifyingahumanLiver-Chipforpredictivetoxicology:Performanceassessmentandeconomicimplications.bioRxiv.PreprintpostedonDecember29,2021.DOI:10.1101/2021.12.14.472674.