مدل های اندام روی چیپ: تاثیرات در کشف دارو و کاربردهای بالینی
تاریخ انتشار: یکشنبه 18 آذر 1397
| امتیاز:
قبل از این که یک ترکیب سربی وارد کارآزمایی های بالینی شود، مطالعات پیش درمانگاهی از مدل های آزمایشگاهی دو بعدی(2D) و مدل های جانوری برای مطالعه فارماکودینامیک و فارماکوکینتیک ترکیب سربی استفاده می کنند. با این حال، این مطالعات پیش درمانگاهی فعلی ممکن است کارایی و بی خطر بودن ترکیب سربی مورد نظر را به درستی در انسان نشان ندهند. همه این نارسایی ها به همراه هزینه های مربوطه نیاز به مدل های بهتر از سیستم های اندامی انسان برای غربالگری ها در فازهای پیش درمانگاهی تکوین داروها را ضروری می سازد. در این مطالعه، ما پیشرفت های اخیر در مدل سازی آزمایشگاهی شامل ارگانوئیدهای سه بعدی(3D)، ریز ساخت سه بعدی و زیست پرینت سه بعدی برای اندام های مختلف از جمله قلب، کلیه، ریه، مجرای معدی روده ای، کبد، جفت، چربی، شبکیه، استخوان و مغز و هم چنین مدل های چند اندامی را مرور می کنیم. در دسترس بودن مدل های اندام روی چیپ(organ-on-chip) فرصت عالی را برای درک پاتوژنز بیماری های انسانی فراهم می آورد و مدل به طور بالقوه بهتری را برای غربالگری داروها فراهم می کند زیرا این مدل ها از ریز محیط سه بعدی شبیه بدن انسان استفاده می کنند. اگرچه محدودیت هایی برای مدل های اندام روی چیپ وجود دارد، ظهور تکنولوژی های جدید قابلیت های آن ها برای تحقیقات کاربردی و هم چنین پزشکی دقیق را بهبود بخشیده است.
J Cell Physiol. 2018 Nov 15. doi: 10.1002/jcp.27729. [Epub ahead of print]
Organ-on-chip models: Implications in drug discovery and clinical applications.
Mittal R1, Woo FW1, Castro CS1, Cohen MA1, Karanxha J1, Mittal J1, Chhibber T2, Jhaveri VM1.
Abstract
Before a lead compound goes through a clinical trial, preclinical studies utilize two-dimensional (2D) in vitro models and animal models to study the pharmacodynamics and pharmacokinetics of that lead compound. However, these current preclinical studies may not accurately represent the efficacy and safety of a lead compound in humans, as there has been a high failure rate of drugs that enter clinical trials. All of these failures and the associated costs demonstrate a need for more representative models of human organ systems for screening in the preclinical phase of drug development. In this study, we review the recent advances in in vitro modeling including three-dimensional (3D) organoids, 3D microfabrication, and 3D bioprinting for various organs including the heart, kidney, lung, gastrointestinal tract (intestine-gut-stomach), liver, placenta, adipose, retina, bone, and brain as well as multiorgan models. The availability of organ-on-chip models provides a wealth of opportunities to understand the pathogenesis of human diseases and provide a potentially better model to screen a drug, as these models utilize a dynamic 3D environment similar to the human body. Although there are limitations of organ-on-chip models, the emergence of new technologies have refined their capability for translational research as well as precision medicine.
PMID: 30443904