我们展示了多器guan肠肝MPS-TL6,由MPS器官芯片平台英国CN-Bio的PhysioMimix多器guan设备控制,可以概括抗yan药双氯芬酸的药代动力学。PHHs在肝脏MPS的3D工程支架中培养,然后加入肠MPSTranswells孔,后者是肠上皮细胞和杯状细胞的混合物,形成屏障。在给药实验期间,肝功能标志物CYP3A4、白蛋白和尿素维持在MPS-TL6中。肠屏障的完整性也通过TEER测量得到了证实。双氯芬酸被添加到肠器官芯片Transwells的顶端,在那里它通过屏障渗透,主要由肝脏代谢。我们证明了肠道屏障对双氯芬酸的生物利用度的影响,以及随后通过PHHs消除。通过在MPS-TL6中培养单个和多个器guan的组织模型,我们可以评估肝脏、肠道和联合培养时对代谢产物产生的贡献。值得注意的是,在共培养的肠-肝MPS中产生的代谢物水平较高,大于单个器guan器官芯片的总和,表明器guan-器guan串扰促进组织功能。目前已经构成成熟的器官芯片包括肝、肺、肾、心脏、肠道、脑、皮肤,以及多器官芯片等。OOC器官芯片protocol

器官芯片协会在过去20年,学术界,企业和的药物研发机构的深入参与的支持下逐渐成熟。有很多不同的机构和财团帮助提升和促进器官芯片系统的使用。例如,Orchard财团,他们的目的是创建一个器官芯片技术发展的路线图,这可以鉴别出潜在的路障和解决方案,提高意识,将器官芯片实施入欧盟或其他地方的科学研究,R&D,以及法规指导原则中。学术机构研发并且发表了很多创新的器官芯片系统,器官芯片公司收购这些系统,并且继续开发直至商业化或者提供服务。伴随着工业合作伙伴的支持通过技术**的开发和财政支持,以及通过合作获得技术,一个生态系统开始发展。我们开始看到器官芯片系统开始被接受,在药物开发项目中得以积极的使用。英国CN-Bio过去10年是这个协会的一部分,和学术界强烈连接,生物技术和药企。肝脏器官芯片市场现状与2D和3D细胞培养相比由于器官芯片的采用率激增,北美在全球器官芯片领域占主导地位。

目前各个国家的监管机构都在鼓励使用器官芯片的数据作为药物IND申报的辅助材料,这一政策在未来也将逐渐支持减少使用动物的数量。美国guo fang高级研究计划局在过去的8年中资助了多个器官芯片项目(包括基于英国CN-Bio的Physiomimix平台上的开发),用于评估其作为临床前药物评估,以及提供足够可信的数据用于支持药物申报。药物筛选中对器官芯片的需求增加,特别是在美国,北美研发计划的增加以及OOC关键参与者的增加预计将推动未来几年市场的增长。目前,北美在器官芯片市场占据主导地位,这是因为主要参与者提供了多项的服务(包括定制设计具有特定器guan排列的新芯片)以及增加了对不同类型器guan细胞的化学品毒理学测试。公共和私人机构正在为其研究进行巨额投资。这进一步促进了所研究市场的增长。
单器guan和多器官芯片MPS技术旨在模仿器guan功能和/或交流的特定方面,而不是复制整个器guan或人体(10)。例如,与肾脏排泄相关的研究可能无法完全捕获肾脏功能的复杂性,但是在开发用于研究肾脏生理学特定方面的芯片模型和主要肾小管上皮类器guan方面已经取得了进展。多器官芯片MPS可以提供有关器guan之间相互作用的见解,并可以同时研究不同的过程;合并肝组织或其他易受毒性影响的器guan,为同时研究疗效和毒性提供了独特的机会。英国CN Bio的PhysioMimix器官芯片技术来自于MIT,用于在单器guan和多器guan实验中对细胞培养条件进行实时控制,以模拟体内生理学。器官芯片研究使科学家能够专注于药物靶点、毒性机制,将药物推向临床试验,避免代价高昂的失败。

鉴于I期试验中只有十分之一的临床前候选药物可能会获得市场认可,因此迫切需要更好的临床成功预测指标。由于药代动力学和药效学(PK/PD)的物种差异,体外模型过于简化以及对基本病生理的了解不足,将体外研究的结果转化为体内情况仍然是一个挑战。终止通常归因于动物研究中发现的安全问题,可以通过更准确地预测吸收,分布,代谢和排泄(ADME)谱来很大程度地减少。尽管2D单层细胞培养实验和动物模型已深深地嵌入到药物基础设施中,但仍然存在明显的差距,效率低下和不准确之处,因此需要新的替代和补充研究模型。在生物工程和细胞生物学的交叉中,存在着一种新的发现和开发药物的方法,人们正在寻求这种新方法来克服众所周知的低临床成功率。微生理系统(MPS),也即器官芯片系统是一类新兴的体外模型,有望通过在研发的关键阶段提供可靠的生理相关数据来加快药物开发。英国CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于实现此远大目标而应运而生。器官芯片是一种微流控细胞培养设备,包含连续灌注室.人体类器官芯片protocol
器官芯片的应用还需遵循伦理规范和实验原则,如知情同意、保护个人隐私等。OOC器官芯片protocol
CN-Bio使得器官芯片在药物研发的一系列流程中得以应用,从早期的靶点开发一直到支持临床前开发。比如可以用于疾病建模,早期研发,鉴定新的药靶,理解疾病进展的机制。同样的疾病模型还可用于支持临床开发以及非正式的临床设计。在CN-Bio,我们研发了先进的HBV和代谢性肝脏疾病模型。在DMPK中,CN-Bio的器官芯片被用于鉴定化合物的代谢,并且在未来多器g系统,比如器g间交流,比如肝肠模型,将被用于更高等级的转化。我们很快今年年初除了一款肝-肠模型芯片TL6,后面我们将讨论相关细节。OOC器官芯片protocol
微物理系统(MPS)又称OrganonChip(OOC)、器官芯片,旨在表征人体组织的结构和功能特征...
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