? ? 類器官在2017年被nature methold評選為生命科學(xué)領(lǐng)域的年度技術(shù),目前是科研領(lǐng)域熠熠生光的新星,逐漸取代細(xì)胞系,取代一部分動物模型。其在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用也在逐步展開,旨在提高新藥研發(fā)的效率,減少前期研發(fā)投入,提高新藥面世概率。
? ? ?類器官屬于三維(3D)細(xì)胞培養(yǎng)物,包含其代表器官的一些關(guān)鍵特性。此類體外培養(yǎng)系統(tǒng)包括一個自我更新干細(xì)胞群,可分化為多個器官器官特異性的細(xì)胞類型,與對應(yīng)的器官擁有類似的空間組織并能夠重現(xiàn)對應(yīng)器官的部分功能,從而提供一個高度生理相關(guān)系統(tǒng)。類器官最成熟的技術(shù)是腸類器官。類器官的臨床人源性和結(jié)構(gòu),功能特性使其未來一定會成為藥學(xué)研究不可或缺的神器。
? ?目前類器官的應(yīng)用主要在以下方面:
1.藥物快速研發(fā)
1.提升藥物藥效可信度,提升延誤研發(fā)效率:? ? ?類器官可以撐得上藥物研發(fā)神器,因為其臨床病人來源的屬性,結(jié)構(gòu)和功能與真實器官相似,其結(jié)構(gòu)相對細(xì)胞來說,具有更強的功能指征性,相對于動物模型來說,其臨床指征性更強,能夠更好的模擬病灶對藥物的反應(yīng),探究藥效反應(yīng),藥代動力學(xué)參數(shù),探究藥物起效的分子機制。
? ? 同時可以構(gòu)建類器官芯片測試藥物的毒性,明確藥物累受器官和損傷機制,協(xié)助藥物改良,降低藥物毒性。選擇癌旁組織構(gòu)建類器官,可以觀察藥物對癌旁組織是否有毒害作用。提高藥物的安全性,提高一期通過率。
? ? 很多疾病屬于罕見病,沒有可用的細(xì)胞系和動物模型,類器官可以作為一種很好的選擇。
? ?藥效學(xué)結(jié)果可以和類器官來源病人的臨床數(shù)據(jù)結(jié)合,確定藥物的適應(yīng)癥,輔助臨床藥物的選擇,進行更有目標(biāo)性和針對性的研究和藥物篩選。
類器官在藥物研發(fā)目前的認(rèn)可度優(yōu)于細(xì)胞系,稍遜于動物模型。
2.指導(dǎo)二期臨床入組病人選擇
?類器官最厲害的地方是她來源于臨床組織,他的藥效學(xué)結(jié)果可以和現(xiàn)用的臨床指標(biāo)結(jié)合,協(xié)助研發(fā)人員和醫(yī)學(xué)專家確定藥物的適應(yīng)癥,更加細(xì)化,合理的選擇具有某些臨床特征的病人進行藥效學(xué)研究,進行更精準(zhǔn)的治療,提升臨床二期的通過率。
2.?通過類器官技術(shù)構(gòu)建發(fā)育和疾病模型
? ? 研究人員可以通過類器官來模擬人類發(fā)育和疾病,因為類器官是從人類干細(xì)胞或成年細(xì)胞產(chǎn)生的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞生長而來的,它們的成分和結(jié)構(gòu)也與原發(fā)組織相似,并且易于操作和冷凍保存。這意味著類器官可以用于研究源自干細(xì)胞的人體組織且難以通過動物模型建模研究的人類疾病,這個是類器官優(yōu)于細(xì)胞系和動物模型的核心優(yōu)勢之一,另外還有人源性,類似器官的結(jié)構(gòu)和功能。
3.?工程化干細(xì)胞類器官
? ? 類器官工程正需要通過直接添加細(xì)胞因子,修飾干細(xì)胞或控制微環(huán)境來模擬體內(nèi)干細(xì)胞分化,從而實現(xiàn)定向分化,形成類器官,這一層面AI可能模擬實驗條件,起到快速獲取對應(yīng)類器官所需配方的作用。工程化最大的期許和野望是人造器官?,F(xiàn)在,科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)了更精確的合成環(huán)境,通過用信號蛋白修飾基質(zhì)的生物惰性區(qū)域,可以更好地控制干細(xì)胞的活性。類器官工程技術(shù)對于一些體內(nèi)環(huán)境成分復(fù)雜、需要精確建模的發(fā)育機制特別有用,也可以協(xié)助我們獲得,正常組織無法獲取的發(fā)育瞬間。
4.?精準(zhǔn)用藥
? ? 采用活檢技術(shù)就可以培養(yǎng)獲得月病人具有遺傳高度相似的類器官模型,進行個性化藥物功效測試,拒絕無效治療,為患者提供更加精準(zhǔn)的治療方法。類器官具有巨大的治療潛力
類器官目前比較大的缺陷:
? ? ?目前常用的類器官培養(yǎng)都是需要基質(zhì)膠,而基質(zhì)膠是來源于腫瘤細(xì)胞,屬于生物材料,具有一些幾個確定:腫瘤細(xì)胞來源具有無法預(yù)知的免疫原性,潛在的誘導(dǎo)細(xì)胞癌變的可能性,批次的穩(wěn)定性,價格昂貴,這些也是限制類器官大規(guī)模使用的限制條件。不過目前也有一些商業(yè)化或者處于研發(fā)階段的用于類器官培養(yǎng)的水凝膠等材料涌現(xiàn),逐步改善以上問題,進一步提升類器官的價值。
? ?目前也有一些商業(yè)化的類器官服務(wù)公司涌現(xiàn),未來會有更多,特別是一些制藥金主們的目光的聚焦,更會導(dǎo)致該行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
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