關(guān)于器官芯片用途

為什么關(guān)注器官芯片的人越來越多，比較大的原因是進入臨床的藥物有90%失敗了，導致沒上市。因為目前的臨床前的傳統(tǒng)的模型，比如2D培養(yǎng)或者動物實驗，在預(yù)測藥物毒性和有效性上不總是有效。標準方法，例如2D培養(yǎng)的細胞通常過度喂養(yǎng)，不能展示一種細胞的體內(nèi)生理特征。有很多案例顯示小鼠或其他動物模型在預(yù)測人對新藥的反應(yīng)方面很差。動物和人源數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)化性的欠缺對藥企來說是一個挑戰(zhàn)。由于這些原因，新藥的臨床失敗導致無法估計的損失。為了降低藥物研發(fā)的成本，提高臨床前篩選的可預(yù)測性非常重要，以創(chuàng)造失敗越早失敗地越便宜的場景，越早地去除無效的候選藥物。把時間、人力和財力放到新的研究中。英國CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實現(xiàn)此遠大目標而應(yīng)運而生。相比于2D的細胞培養(yǎng)，靜態(tài)3D培養(yǎng)，以及動物模型，器官芯片具有更多的優(yōu)勢。關(guān)于器官芯片用途

CN-Bio是DARPA（美國**高級研究計劃局）授予麻省理工學院的10個器官芯片的“人體芯片”的資助項目的參與者。2018年3月，《自然科學報告》（Nature Scientific Reports）發(fā)布了該計劃的一個里程碑，成功連接了10個組織的工程組織，一次準確復制人體組織相互作用長達數(shù)周之久，并允許研究人員測量藥物對身體不同部位的影響。2018年2月，倫敦帝國理工學院（Imperial College London）的研究人員在《自然通訊》（Nature Communications）上發(fā)表了一篇文章，展示了CN-Bio該器官芯片技術(shù)（OOC、MPS技術(shù)）如何在芯片肝臟系統(tǒng)中實現(xiàn)病毒感ran（本例為乙肝）的研究。CN-Bio的器官芯片技術(shù)也在《生物世紀》、《經(jīng)濟學人》、《TechCrunch》、《英國廣播公司》和許多專業(yè)科技出版物中出現(xiàn)。多器官芯片模型在預(yù)測期（2020-2027年），全球器官芯片市場預(yù)計將以39.70%的高復合年增長率增長。

英國CNBio的PhysioMimix器官芯片用于在單和多器g實驗中對細胞培養(yǎng)條件進行實時控制，以模擬體內(nèi)生理學。利用器官芯片平臺PhysioMimix，我們生成了NAFLD的人源體外模型。PHH在含脂肪的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，該培養(yǎng)基誘導了臨床疾病早期階段的關(guān)鍵特征，包括細胞內(nèi)脂肪負載，白蛋白產(chǎn)生增加和關(guān)鍵基因表達的變化（包括那些與代謝和胰島素抵抗有關(guān)的基因）。由于乙型肝炎等肝病發(fā)病率的增加，死亡率的上升預(yù)計將推動對肝器官芯片微流控模型的需求。此外，用于藥物篩選的肝芯片設(shè)備的需求激增預(yù)計將推動市場增長。

器官芯片（OoC）系統(tǒng)是一種體外微流控模型，它比二維模型更精確地模擬整個組織的微觀結(jié)構(gòu)、功能和物理化學環(huán)境。盡管OOC仍處于嬰兒期，但預(yù)計它將為無數(shù)應(yīng)用帶來突破性的好處，使更多與人類相關(guān)的候選藥物療效和毒性研究成為可能，并為人類疾病的機制提供更深入的見解。藥物篩選中對器官芯片的需求增加，特別是在美國，北美研發(fā)計劃的增加以及OOC關(guān)鍵參與者的增加預(yù)計將推動未來幾年市場的增長。傳統(tǒng)上，環(huán)境毒物對人類健康的不良影響是通過體外試驗進行檢測的。器官芯片（OOC）是一個新的平臺，可以在體外分析（或3D細胞培養(yǎng)）和動物試驗之間架起橋梁。微環(huán)境、物理和生化刺激以及適當?shù)膫鞲泻蜕飩鞲邢到y(tǒng)可以集成到OOC設(shè)備中，以更好地再現(xiàn)體內(nèi)組織和器guan的行為和代謝。雖然OOC已被研究用于藥物毒性篩選，但其在環(huán)境毒理學分析中的應(yīng)用卻很少。器官芯片分析被譽為更快、更精確的藥物開發(fā)和精確醫(yī)學的關(guān)鍵。

我們評估了一種英國CN-Bio的微生理系統(tǒng)（MPS），也稱為器官芯片（OOC），其體外肝臟模型是否可用于了解肝臟毒性的詳細機制方面。MPS先前已被證明可在液流狀態(tài)下維持高度功能性的3D肝臟微組織長達4周，這可能使其非常適合評估DILI。我們使用了兩種抗糖尿病的噻唑烷二酮類藥物，曲格列酮（獲得市場批準，但后來因DILI而撤銷）和吡格列酮（批準的藥物，但已知具備DILI風險）以評估MPS是否可檢測急性和慢性毒性。這兩種化合物的DILI通常很難使用標準的體外肝臟分析實驗和體內(nèi)臨床前模型進行檢測。對于每種化合物，進行一系列功能性肝臟特異性終點（包括臨床生物標記物）的濃度反應(yīng)分析，以生成EC50曲線。對功能性肝臟特異性終點進行分析，以從MPS中創(chuàng)建一個獨特的機理的“肝毒性特征”，以證明其評估新型藥物的人類DILI風險的能力。GSK，諾和諾德，羅氏等均已投資多個器官芯片平臺以開發(fā)用于藥物篩選和評估的的創(chuàng)新模型。多器官芯片作用原理

和傳統(tǒng)的靜態(tài)2D細胞培養(yǎng)的方式相比，器官芯片能提供細胞自我組裝和生長的接近人體內(nèi)的環(huán)境。關(guān)于器官芯片用途

器官芯片協(xié)會在過去20年，學術(shù)界，企業(yè)和的藥物研發(fā)機構(gòu)的深入?yún)⑴c的支持下逐漸成熟。有很多不同的機構(gòu)和財團幫助提升和促進器官芯片系統(tǒng)的使用。例如，Orchard財團，他們的目的是創(chuàng)建一個器官芯片技術(shù)發(fā)展的路線圖，這可以鑒別出潛在的路障和解決方案，提高意識，將器官芯片實施入歐盟或其他地方的科學研究，R&D，以及法規(guī)指導原則中。學術(shù)機構(gòu)研發(fā)并且發(fā)表了很多創(chuàng)新的器官芯片系統(tǒng)，器官芯片公司收購這些系統(tǒng)，并且繼續(xù)開發(fā)直至商業(yè)化或者提供服務(wù)。伴隨著工業(yè)合作伙伴的支持通過技術(shù)**的開發(fā)和財政支持，以及通過合作獲得技術(shù)，一個生態(tài)系統(tǒng)開始發(fā)展。我們開始看到器官芯片系統(tǒng)開始被接受，在藥物開發(fā)項目中得以積極的使用。英國CN-Bio過去10年是這個協(xié)會的一部分和學術(shù)界強烈連接，生物技術(shù)和藥企。關(guān)于器官芯片用途