מערכת כל-אנושית של תרביות כבד ליישומים לפיתוח תרופות
20 באוקטובר 2023
ההתקדמות הטכנית האחרונה אפשרה ייצור בקנה מידה גדול של פלטפורמת מבחנה עבור מטבוליזם של תרופות ויישומי רעילות. מערכת כבד דו-ממדית + אנושית (TV2D+) מספקת תוצאות רלוונטיות מבחינה פיזיולוגית באמצעות שיטות תרבית דו-ממדיות מסורתיות. פרוטוקול זה יתמוך במשתמשי קצה בהגדרה, תחזוקה ויישום של המערכת.
TruVivo פותחה כדי למלא את הצורך בפלטפורמת מבחנה נוחה אך חזקה השומרת על הפטוציטים האנושיים הראשוניים היציבים והפונקציונליים מבחינה פנוטיפית. בשל תכונות אלה, המערכת משמשת פלטפורמה בסיסית למענה על מגוון רחב של שאלות הנוגעות לפיתוח תרופות פרה-קליניות. אתגר אחד הוא הצורך ליצור מערכת רב-תאית בעלת המורכבות הביולוגית הנדרשת כדי לענות על השאלות של היום, אך עדיין קלה לשימוש.
המערכות הנוכחיות לעיתים קרובות אינן מצליחות לשמור על מורפולוגיה של הפטוציטים ולתפקד לטווח ארוך או מציבות אתגרים טכניים בקביעת תוצאות שגרתיות הניתנות לשחזור. עם TruVivo, משתמשים עדיין יכולים לסמוך על הפשטות והגמישות של טכניקות מסורתיות של תרביות תאים דו-ממדיות. בנוסף, אין צורך בציוד מיוחד, והמערכת מקובלת על שיטות אנליטיות מסורתיות.
עם TruVivo, אנו יכולים כעת לחזות פינוי מטבולי, מטבוליטים עיקריים, מסלולי מפתח של אלימינציה, ותכונות פרמקוקינטיות אחרות של תרכובות בצורה מדויקת יותר עם זמן מחצית חיים ארוך לפני הערכה פרה-קלינית.
סקירה כללית
מחקר זה מציג את TruVivo, פלטפורמה in vitro שתוכננה ליישומי מטבוליזם ורעילות של תרופות תוך שמירה על התפקודיות של הפטוציטים אנושיים ראשוניים. הפלטפורמה מאפשרת שימוש פשוט בטכניקות גידול דו-ממדיות (2D) מסורתיות, תוך הבטחת תחזיות מטבוליות מדויקות לפיתוח תרופות בשלב הפרה-קליני.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מחקר
- מטבוליזם של תרופות in vitro
- הערכת רעילות
- פיתוח תרופות פרה-קליני
רקע
- הצורך במודלים פונקציונליים של הפטוציטים ראשוניים מבני אדם.
- אתגרים במערכות רב-תאיות קיימות בשמירה על מורפולוגיית ההפטוציטים.
- חשיבותן של תוצאות הדירות בפיתוח תרופות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- טכניקות אספטיות לתרבית תאים
- שימוש בצלחת מצופה בקולגן לזריעת הפטוציטים
- תוספים שונים להכנת מצעי גידול לתאי מאכילה ולהפטוציטים
תוצאות עיקריות
- מערכת TruVivo משפרת את תחזיות הפינוי המטבולי.
- שומרת על מורפולוגיה ותפקוד כבדי טיפוסיים לאורך זמן.
- יכולת מאושרת להערכה יעילה של תכונות פרמקוקינטיות.
מסקנות
- המחקר מדגים את התועלת של TruVivo בפיתוח תרופות.
- רלוונטיות להערכות פרה-קליניות מדויקות יותר בפרומקולוגיה.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודלים כבדיים ארוכי טווח הרלוונטיים לבני אדם הם קריטיים להערכת רעילות ומטבוליזם חיזויים של תרופות בשלבים מוקדמים של פיתוח תרופות. מערכת התרבית הכבדית TV2D+ המבוססת כולה על תאי אדם מאפשרת הערכה חסונה וניתנת לשחזור של הפטוציטים ראשוניים מבני אדם תוך שימוש בתהליכי עבודה סטנדרטיים של 2D, ובכך תומכת בהפחתת סיכונים ברחבי תיק הפיתוח. פלטפורמה זו נותנת מענה לצורך במודלים ניתנים להרחבה ויציבים פנוטיפית, אשר מגבירים את הביטחון הטרנסלציונלי ומייעלים את קבלת ההחלטות בשלב הפרה-קליני.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשרת בחינה של מסלולי מטבוליזם של תרופות בכבד באמצעות תאים אנושיים ראשוניים.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות כבדיות באמצעות ביטוי סמנים וישימות ממושכים.
- מאפשר הפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי שמירה על רמות אלבומין ואוריאה רלוונטיות פיזיולוגית.
סריקה ופיתוח בדיקות (Assay)
- מספקת פלטפורמה הניתנת לשחזור ולהרחבה לסריקת תרכובות בהקשר של תאי כבד אנושיים.
- מבטיחה סטנדרטיזציה של הבדיקה ותוצאה כמותית לאורך מספר מנות של PHH וצפיפויות זריעה שונות.
- תומכת בהערכה מהימנה של פינוי מטבולי ותכונות פרמקוקינטיות.
מחקר תרגומי ופקליני
- מתאימה את התפקוד הכבדי in vitro לדרישות של סמנים ביולוגיים פרה-קליניים לצורך רציפות תרגומית.
- מאפשרת קבלת החלטות על קידום מבוסס התאמה לסיכונים על ידי חיזוי מטבוליזם של תרופות ורעילות הרלוונטיים לבני אדם.
- שומרת על שלמות ארכיטקטונית וחיוניות עבור מחקרים פרה-קליניים ממושכים.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת נתונים
מערכת ה-TV2D+ משתלבת ברצף השלב של הגילוי ועד למחקר הפרה-קליני, ובכך מגשרת בין תיקוף מוקדם של מטרות, סריקת תרכובות ומחקר תרגומי.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערות ובבירור מסלולים בתאי כבד אנושיים.
- סריקה: מספק מדדי מטבוליזם והיתרדות כמותיים הניתנים לשחזור לצורך מיון תרכובות.
- אנליטיקה: מאפשר מדידה של אלבומין, Urea ופינוי מטבולי לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מספק רציפות מממצאים in vitro להתאמה של סממנים ביולוגיים טרום-קליניים.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פלטפורמה סטנדרטית וגמישה הניתנת להתאמה בין תוכניות שונות לפיתוח תרופות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את ביטחון הניבוי לגבי תוצאות של מטבוליזם של תרופות ורעילות בבני אדם.
- ערך תפעולי: מפשט את זרימות העבודה באמצעות ציוד סטנדרטי ושחזוריות חזקה.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת ההחלטות לגבי המשך הפיתוח (go/no-go) ומפחית את הסיכון לנשירה בשלבים מאוחרים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מותאם סיכונים והקצאה יעילה של משאבים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בתרבית של הפטוציטים אנושיים ראשוניים ובטכניקה אספטית סטנדרטית.
- משתמש בציוד תרבית דו-ממדית (2D) קונבנציונלי ובתשתית אנליטית.
- דורש סטנדרטיזציה בין צוותים להשגת תוצאות הדירות בין מנות שונות של PHH.
- ניתן להתאמה לצפיפויות זריעה שונות ולעיצובים ניסיוניים מגוונים.
- תלוי באיכות ובזמינות של הפטוציטים אנושיים ראשוניים.
שאלות נפוצות בתחום הביופארמה
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:08
Media Preparation for Setting Up the All‐Human 2D+ Hepatic Culture System
2:16
Plating Human Feeder Cells for Setting Up the All‐Human 2D+ Hepatic Culture System
3:54
Plating Primary Human Hepatocytes for Setting Up the All‐Human 2D+ Hepatic Culture System
