莱德伯特(北京)生物科技

一个新兴的技术——类器官芯片

发布时间:2022-11-01 14:06      浏览量:1243

众所周知,新药是一个风险大、周期长、成本高的艰难过程。国际上有一句传统的说法“双十”——成功研发一种新药需要10年10亿美元。即便如此,只有约10%的新药被批准用于临床,药物需要在动物模型中进行疗效和安全性测试,才能进入临床试验。类器官芯片研究作为一种“可能改变未来的颠覆性技术”正在兴起。总的来说,类器官芯片整个领域的基础研究已经发展了近20年,在模型模仿程度上已经有了相当的研究和技术积累。

2011年,美国NIH、FDA和国防部启动了“微生理系统”计划(MPS计划),将芯片上组织技术的开发和应用提升到国家战略的高度。他们认为,“高度仿生的人性化芯片模型”可以显著降低新药发现的成本和周期时间,并在新药开发领域带来重大革命。与此同时,欧洲发达国家也看好类器官芯片技术在新药和精准医疗发展中的前景,并继续支持该领域的发展。2021,中国也开始从科学研究和监管层面系统地推动类器官芯片技术的发展。

与此同时,制药公司正在加入竞争,成为该领域的另一个推动力。制药巨头强生计划使用Emulate的人体凝血模拟芯片进行药物试验,并使用肝脏芯片测试肝脏毒性。FDA还宣布,将与Emulate合作,将该技术用于研究食品、化妆品或膳食补充剂中潜在的化学和生物毒性。当然,这一点的直接表现是,越来越多的资金涌入世界各地的类器官芯片。例如,美国国家转化科学促进中心(NCATS)就投入巨资开发了11个人体芯片上器官系统。

然而,总体而言,类器官芯片仍处于基础研究阶段,在药物开发中的真正应用仍然相对较少。原因是,这种器官芯片可以分为芯片技术和模型构建两个方面,其中涉及医学、生物医学工程、生物学、医学、材料科学、流体力学等多学科知识,是一个高技术壁垒、多学科交叉的行业,其开发过程从芯片的设计、技术开发和生产,到模型构建和功能评估,最后到药物测试。

因此,目前,类器官芯片研究主要集中在大学实验室。然而,实验室的研究产品往往针对一个非常具体的地方问题,在系统层面缺乏通用性,而且在商业化方面仍然缺乏可以强调的大规模生产和使用。然而,大学的研发与市场需求之间存在脱节,因此这项技术的商业化仍需要更多的初创企业和大型制药公司来推动。

当然,总的来说,类器官芯片可以以一种全新的方式再现人体器官的生理和病理活动,使人们可以直观地观察和研究身体的各种生物学行为,并为理解新药靶点的生物学机制和疾病研究提供新的视角。同时,它为预测新药的疗效和安全性、探索物种差异和意外的临床表现提供了一种新的方法。

随着创新药物的不断发展以及细胞治疗和mRNA等新疗法的出现,传统的药物评估模型将不再适用。类器官芯片以微型结构为特征,高通量和高灵敏度的特点。Emulate Bio所提供的开放灵活的器官芯片平台,它已应用于许多生物学领域,如开发或疾病模型构建、药物开发、免疫反应治疗、微生物感染等。它使临床治疗方案更具预测性,并大大提高了实验效率。未来,类器官芯片技术仍需取得技术突破,开发更复杂、更仿生的人性化模型,甚至取代一些人体试验,以进一步探索医学。

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