您现在的位置是:首页 >新闻频道 > 新闻 > 2019-11-15 10:36:42

工程化的单芯片心脏复制了在成人中发现的药物反应

来自TARA Biosystems和GlaxoSmithKline(GSK)的科学家发表了数据,证明了TARA的人工心脏芯片系统能够复制在成年人体内发现的药物反应。这项发表在《毒理学杂志》上的研究(“ 在Biowire™II中产生的工程化心脏组织:一种基于人类的药物发现平台 ”)表明,TARA的3D心脏组织平台可以预测人的心脏如何应对心脏疾病。根据研究小组的说法,到目前为止,在临床前模型中一直存在挑战。

“用于区分人诱导多能干细胞(hiPSC)的技术的最新进展有望为健康和疾病人群提供无限量的人源性心肌细胞。通过观察发现,hiPSC衍生的心肌细胞(hiPSC-CM)通常会保留胎儿样表型,从而使这一希望得到了缓和,这引起了人们对体外数据对药物安全性,发现和开发研究的可转换性的担忧。写道。

“ Biowire II平台用于从hiPSC-CM和心脏成纤维细胞生成3D工程心脏组织(ECT)。长期电刺激用于获得具有与成人心肌相似的表型的ECT,包括缺乏自发搏动,存在1-4Hz的正向力-频率响应以及显着的休息后增强。

“在ECT中进行了药理学研究,以确认调节人类心脏收缩力的途径的存在和功能。对于通过β-肾上腺素/ cAMP介导的途径起作用的化合物,例如异丙肾上腺素和米力农,观察到了标准响应。L型钙通道,例如FPL64176和硝苯地平;并间接影响细胞内Ca 2+浓度,例如地高辛。对于调节心脏肌小节蛋白的化合物,例如omecamtiv mecarbil和levosimendan,观察到了预期的正性肌力反应。

在Biowire II平台上产生的ECT表现出类似成人的特性,并对通过多种机制影响人类收缩力的心脏治疗剂和心脏毒性剂产生规范反应。这些数据表明,这种基于人的模型可用于在药物发现和开发过程的早期评估新型化合物对收缩力的影响。”

研究作者兼首席科学官Michael P. Graziano博士说:“这项研究中产生的心脏组织是第一个提供高保真度人类药物反应,并展示了评估新疗法在临床前开发中的安全性和有效性的潜力。” TARA Biosystems的官员。

心脏毒性几乎占新药召回的一半。法规要求新药在经过人体测试之前必须经过严格的心脏安全性评估,但是很难预测人的心脏对潜在药物毒性的反应。传统的体外系统和动物模型不能完全捕捉人心脏的生理学。

hiPSC具有广阔的前景,可作为弥合人类翻译鸿沟的基础。但是,仅依靠iPSC的实验模型缺乏在人体心肌中看到的相关生理特征和药物反应。

Graziano解释说,TARA利用iPSC的强大功能,并对其获得专利的Biowire II系统进行了严格的成熟处理,生成了称为Cardiotype™组织的3D人体心脏组织。他指出,在今年早些时候发表在Cell上的一项研究中,TARA科学创始人验证了Biowire II平台创建生理相关的人体心脏组织的能力,并补充说,与仅依赖iPSC的模型不同,研究人员可以测量心脏型的作用力组织收缩,通过提供心脏可以抽血的程度来更好地反映人的心脏生理。研究还表明,如何通过使用患者的iPSC将平台用于建模不同的心脏病。

在当前的研究中,来自GSK的科学家与TARA合作,选择了一组在心脏中具有已知功效和毒性特征的临床相关药物,以便在Cardiotype平台中进行筛选。与目前用于药物研发的临床前药物筛选方法相比,选择这些药物及其浓度来评估心脏型试验的可预测性。

格拉齐亚诺说,这些组织对按预期选择的一系列心脏治疗药物和心脏毒性药物产生了反应,这是人类对其他实验室模型未能捕获的药物的类似人的反应的首次复制。研究人员还在分子水平上证实了这一发现,表明该药物沿人类心脏组织中所见的相同分子途径起作用。

TARA Biosystems首席执行官Misti Ushio博士说:“在TARA,我们以能够以有意义的方式解决心脏安全问题而感到自豪,这将最终改善交付给患者的新药的质量。” “通过使用TARA的心脏工程组织,药物开发公司可以在药物开发周期的早期获得与人类有关的数据。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。

相关文章