芯片上的心脏模仿人体中的药物反应
纽约,2019年8月6日 - 来自TARA Biosystems,Inc。和GlaxoSmithKline(GSK)的研究人员今天公布了数据,证明TARA设计的心脏芯片系统复制了成人中发现的药物反应。发表在“毒理学科学杂志”上的研究结果显示,TARA的3D心脏组织平台可以预测人类心脏对多种药物的反应,这一直是现在临床前模型的挑战。
“研究中产生的心脏组织是第一个提供高保真人类药物反应的组织,并证明了评估新疗法在临床前开发中的安全性和有效性的潜力,”Michael P. Graziano博士,研究作者和首席科学家TARA Biosystems的官员。
几乎一半的新药召回都会导致心脏毒性。法规规定新药在人体检测前经过严格的心脏安全性评估,但预测人类心脏如何应对潜在的药物毒性一直很困难。传统的体外系统和动物模型不能完全捕捉人类心脏的生理学。
人类诱导的多能干细胞(iPSCs)作为桥接人类翻译间隙的基础具有很大的前景。然而,仅依赖于iPSC的实验模型缺乏在人心肌中看到的相关生理学标志和药物反应。
TARA利用iPSC的强大功能,使其在其专利的Biowire™II系统上经受严格的成熟过程,生成称为Cardiotype™组织的3D人类心脏组织。在今年早些时候在Cell发表的一项研究中,TARA的科学创始人验证了Biowire™II平台能够创造生理相关的人类心脏组织。与仅依赖iPSC的模型不同,研究人员可以测量Cardiotype™组织收缩的力量,通过测量心脏泵血的程度来更好地反映人类心脏生理。该研究还展示了该平台如何通过使用来自患者的iPSC来模拟不同的心脏疾病。
在目前的研究中,GSK的研究人员与TARA合作,在心脏中选择一组具有已知功效和毒性特征的临床相关药物,用于Cardiotype™平台的筛查。选择这些药物及其浓度来评估Cardiotype TM测定的预测性,与目前的药物研发中的临床前药物筛选方法进行比较。
这些组织对按预期选择的心脏治疗和心脏毒性药物的范围作出反应,首次复制了对其他实验室模型未能捕获的药物的类似人类反应。研究人员还在分子水平上证实了这一发现,表明这些药物沿人体心脏组织中的相同分子途径发挥作用。
“在TARA,我们很自豪能够以有意义的方式解决心脏安全问题,最终将提高向患者提供的新药质量,”TARA Biosystems首席执行官Misti Ushio博士说。“通过使用TARA的心脏工程组织,药物开发公司能够在药物开发周期的早期获得人类相关数据。”