ریز ساخت بافت های کبدی و قلبی برای تولید دارو
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 08 خرداد 1397
| امتیاز:
سمیت کبدی و قلبی ناشی از داروها، به عنوان یکی از دلایل رد داروها در مراحل پیش درمانگاهی و بالینی، جمع آوری آن ها از بازار و هشدارهای خطرناک در مورد مصرف داروهای موجود در بازار، کماکان باقی است. متاسفانه، ثابت شده است که تست های جانوری برای پیش بینی صحیح سمیت کبدی و قلبی ناشی از داروها در بین کلاس های دارویی مختلف کافی نیستند که احتمالا به دلیل تفاوت های قابل توجه در عملکرد بافت ها در گونه های مختلف است. بنابراین، زمینه مهندسی بافت انسانی در آزمایشگاه، ظرف ده سال گذشته از اهمیت فزاینده ای برخوردار شده است. تکنولوژی هایی مانند ریز آرایی پروتئینی، میکروفلوئیدیک، داربست های سه بعدی و زیست پرینت پلت فرم های آزمایشگاهی را منقلب کرده و ثبات فنوتیپی طولانی مدت سلول های اولیه و سلول های تمایز یافته مشتق از سلول های بنیادی را افزایش دده اند. در این جا، ما پیشرفت ها در رویکردهای مهندسی بافت برای ساخت مدل های آزمایشگاهی کبد و قلب انسانی برای استفاده در تکوین داروها را مورد بحث قرار می دهیم. ویژگی طراحی و اعتبار بخشی به داروها در مدل های ارائه شده برای تاکید به تمایل اصلی در این زمینه ارائه شده و با بحث در مورد چالش های موجود ادامه می یابد. به طور کلی، مدل های کبدی و قلبی زیست مهندسی شده به طور قابل توجهی درک ما از عملکرد و آسیب های اندامی را افزایش داده اند و برای کاهش خطر سمیت اندامی ناشی از داروها برای بیماران انسانی مفید خواهند بود و منجر به کاهش استفاده از جانوران برای تست های دارویی پیش درمانگاهی خواهند شد، به کشف درمان های جدید برای بیماری های انسانی کمک می کنند و در نهایت در طب بازساختی کاربرد خواهند داشت.
Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2018 Jul 5;373(1750). pii: 20170225. doi: 10.1098/rstb.2017.0225.
Microfabrication of liver and heart tissues for drug development.
Brown GE1, Khetani SR2.
Abstract
Drug-induced liver- and cardiotoxicity remain among the leading causes of preclinical and clinical drug attrition, marketplace drug withdrawals and black-box warnings on marketed drugs. Unfortunately, animal testing has proven to be insufficient for accurately predicting drug-induced liver- and cardiotoxicity across many drug classes, likely due to significant differences in tissue functions across species. Thus, the field of in vitro human tissue engineering has gained increasing importance over the last 10 years. Technologies such as protein micropatterning, microfluidics, three-dimensional scaffolds and bioprinting have revolutionized in vitro platforms as well as increased the long-term phenotypic stability of both primary cells and stem cell-derived differentiated cells. Here, we discuss advances in engineering approaches for constructing in vitro human liver and heart models with utility for drug development. Design features and validation data of representative models are presented to highlight major trends followed by the discussion of pending issues. Overall, bioengineered liver and heart models have significantly advanced our understanding of organ function and injury, which will prove useful for mitigating the risk of drug-induced organ toxicity to human patients, reducing animal usage for preclinical drug testing, aiding in the discovery of novel therapeutics against human diseases, and ultimately for applications in regenerative medicine.This article is part of the theme issue 'Designer human tissue: coming to a lab near you'.
PMID: 29786560