可實現(xiàn)接近現(xiàn)實情況藥物測試的3D細胞培養(yǎng)

文/ MA Alexander Stark

位于德累斯頓市的初創(chuàng)公司Neuron-D正在開發(fā)一種高通量系統(tǒng)——用以篩選出治療神經(jīng)退行性疾病的候選藥物。該系統(tǒng)采用了由德國神經(jīng)退行性疾病研究中心（DZNE）和國際專利家族（IPF）共同開發(fā)的3D細胞培養(yǎng)技術(shù)。

開發(fā)新藥需要進行全面的測試。在將有開發(fā)前景的有效成分進行人體試藥之前，必須先在實驗室證明它的可靠性。為了使實驗更趨近于現(xiàn)實水平，以便真實地測試出藥物的效果，實驗室會用到特殊的分析設(shè)備，即所謂的Assays。Neuron-D使用了一種特殊的方法來進行細胞培養(yǎng)。Neuron-D的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Caghan Kizil博士介紹道：“在大多數(shù)人體神經(jīng)細胞培養(yǎng)的方法中，細胞僅在平面上相互連接。而基于新型生物材料starPEG肝素水凝膠的培養(yǎng)方法使得細胞能在3D空間上實現(xiàn)相互連接。這將能夠創(chuàng)建出與大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非常相似的結(jié)構(gòu)。經(jīng)培養(yǎng)的單個神經(jīng)細胞的發(fā)展方式也更符合人類大腦內(nèi)部的實際情況。因此，我們正在研究一種簡化的實驗性大腦模型。”

Neuron-D公司利用3D細胞培養(yǎng)技術(shù)篩選用于治療神經(jīng)退行性疾病的候選藥物

Caghan Kizil博士是位于德累斯頓的DZNE的研究小組負責人，他參與了細胞培養(yǎng)方法的開發(fā)。他補充說：“與傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)方法相比，利用這種新方法我們可以更好地模擬大腦的重要特性，所測物質(zhì)造成的影響也更一目了然，進而能得出更加切合實際的結(jié)論。這項技術(shù)已經(jīng)獲得相關(guān)專利，其適應(yīng)性強、價格合理并且可以快速地提供結(jié)果。在獨特性和創(chuàng)新性方面可以說是首開先河。”

針對藥物研究的服務(wù)提供商

由于該技術(shù)可量身定制細胞培養(yǎng)物，因此可以根據(jù)需求模擬大腦健康和患病時的狀況。Caghan Kizil說道：“我們的技術(shù)在篩選治療神經(jīng)退行性疾病（如阿爾茨海默氏病）的有效成分時尤其適用。我們很高興成為制藥公司和研究機構(gòu)的服務(wù)提供商和技術(shù)合作伙伴。”此外，該技術(shù)還可以進行神經(jīng)毒性測試。他解釋說：“利用我們的細胞培養(yǎng)模型，可以檢測化學(xué)物質(zhì)是否會引發(fā)不良反應(yīng)。例如，在測試藥物有效性和耐受性時，就需要進行此類分析。”

DZNE和IPF共同開發(fā)了這項技術(shù)，并于2016年申請了專利。該項專利的基礎(chǔ)是IPF開發(fā)的水凝膠技術(shù)，神經(jīng)模型以健康成人或患者的干細胞為基礎(chǔ)。在使用這種方法時，人體的神經(jīng)細胞將在一種充當載體材料的特殊凝膠中生長，以此形成3D網(wǎng)絡(luò)。這些培養(yǎng)出來的細胞中都包含數(shù)以萬計的神經(jīng)細胞，但是體積卻還沒有一塊方糖大。根據(jù)簽訂的許可協(xié)議，Neuron-D現(xiàn)在可以將此技術(shù)用于商業(yè)目的。

技術(shù)的進一步發(fā)展

Caghan Kizil博士與兩位來自IPF的科學(xué)家Carsten Werner博士和Uwe Freudenberg博士于2019年共同成立了Neuron-D。這兩位IPF的研究人員先前開發(fā)了水凝膠技術(shù)，并在這一領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗。這家初創(chuàng)公司現(xiàn)在已經(jīng)吸引了超過100萬歐元的私人投資。Caghan Kizil表示：“我們希望以我們的細胞培養(yǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立一個高通量篩選平臺。這意味著，幾乎可以在協(xié)議范圍內(nèi)進行成千上萬種物質(zhì)的測試。該系統(tǒng)將搭載最新的技術(shù)以實現(xiàn)完全自動化。我們的平臺將通過提供類似于人腦的微環(huán)境來提高臨床前體外測試的可靠性。這可以為用戶節(jié)省大量的成本。我們的篩選平臺將于2022年投入使用。雖然如今還處于開發(fā)階段，但用戶的需求也為我們改進此項技術(shù)提供了可能。感興趣的用戶可以通過Neuron-D與我們建立聯(lián)系。” ●