干细胞在药物发现
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NutriStem®hPSC XF媒介是定义,无血清培养系统xeno-free,旨在支持增长和扩张的臀部和他的细胞。
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”Nutristem®hPSC XF定义,无血清,xeno-free介质为多能干细胞的扩张在馈线细胞或feeder-free文化系统(人工基底膜、层粘连蛋白)。”
大卫•Fiorentini科学事务的副总裁
更多的信息.png "Celigo S")
Nexcelom的Celigo®是一个桌上型,micro-well板,明亮的领域和荧光成像系统。亮视场成像能力,4个荧光通道,提供高速,完全自动化的成像和悬挂的量化,依从性细胞,tumorspheroids, iPSC和癌症干细胞殖民地在6到1536孔板,T烧瓶,幻灯片。
”Celigo例证了我们扩展我们的技术平台与联合应用程序开发以及与我们的专家客户,满足不断发展的需要。”
斯科特博士克里布疯狂——应用程序和新兴技术总监Nexcelom
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安吉洛DePalma博士
制药开发人员通常采用添加生物相关化合物筛选细胞化验。
永生化细胞系直到最近这种化验的标准,主要是基于他们的可用性:他们几乎可以无限地扩张,使其广泛应用在几乎无限量。然而,通过不灭的过程,这些细胞发生基因变化随着时间的推移,和经验在后代基因漂移。
调查人员越来越多地选择主细胞,直接从组织或器官,药物目标:孤立心脏原发性心肌病的心肌细胞,肝细胞,肝毒性,对胰腺胰岛细胞,神经细胞对大脑功能,等等。
主细胞保持其自然的表型和生理行为但孤立,特别是培养他们,是乏味的,昂贵和耗时。
在这方面,人类诱导多能干细胞(万能)是一个改变。则来自于普通成人细胞,通常皮肤成纤维细胞,re-programmed成原始状态。后续培养这些多功能细胞转化为功能完整的人类细胞谱系,例如心肌细胞(心脏),肝细胞(肝),神经元(中枢神经系统)等。因为他们用几乎无限期(但不是没有困难),则提供了一个理论上无数的主要靶细胞。
“生理相关学术研究人员和药物发现的圣杯,”丹尼尔Schroen说,博士,副总裁细胞应用,Inc .(美国加州圣地亚哥)。主细胞来源于细胞则提供多在这方面,尤其是当结合新兴技术三维培养和细胞培养。
“这就是万能的时代,“Schroen告诉技术网络。188金宝搏备用
几个供应商现在生产万能,通常来源于人类皮肤成纤维细胞恢复到原始状态,通过包括仙台病毒感染的方法,实验方法,或其他新兴技术。介绍了2012年诺贝尔奖得主,Shinya Yamanaka博士的过程包括四个转录因子生成的使用万能皮肤细胞。
什么使诱导多能性方法特别是收获的成纤维细胞的能力从单一的个人利益与正常健康状况或疾病。则将发扬他们的后代基因与疾病。“这些细胞可能进一步扩大并存储在库,提供细胞亚型的研究人员可能希望,“Schroen说。“或者,研究人员和安检人员会要求iPSC从特定的捐赠者概要文件生成一个定制的基础。”
可编程性=多才多艺
干细胞存在于动物的一生中,在丰度很低,作为有机体的一部分细胞更新和组织修复的设备。两个主要的干细胞类型适用于研究、治疗和药物发现胚胎干细胞和诱导多能性。胚胎干细胞(ESCs)来自丢弃的胚胎,由未受精卵进行孤雌生殖,或通过体细胞核移植到卵细胞的细胞核已被移除。伦理性考量困扰embryo-derived细胞,免疫原性使他们作为治疗的问题。
重组成人细胞的细胞则是由原始的状态,他们可能诱导形成大多数体细胞通过化学信号的应用。万能开辟了研究和治疗领域以前ESCs问题或无法访问。
的适用性万能干细胞药物发现源自他们的可编程性。在某种程度上的细胞可以形成心脏,神经系统,或肝细胞。为更全面地测试系统的生物医学研究干细胞可能出现病变细胞的特征。实现这一目的的一种方法,可用于ESCs和万能,是对一种疾病表型通过基因编辑。这种技术是有效的在设计专门药物干扰或提高有限数量的基因的活性。
另一种方法涉及到收获细胞随后转换万能人曾被诊断出患有一种疾病。这种方法生成更大的遗传多样性在“病”或disease-prone细胞比将在编辑发现细胞,但一些科学家认为它更忠实地复制整个遗传曲目——已知的和未被发现的人类疾病,特别是在个人层面。
StemoniX(美国加州圣地亚哥)专门从事可称之为iPSC-derived干细胞产业化系统和化验加速药物发现。公司扩展人类万能干细胞,分化成心肌细胞和器官细胞神经元,并塑造和盘子在大规模筛选bio-relevant结构格式。
当培养到平坦的塑料,人类iPSC-derived心肌细胞非结构化和非晶态。“由于缺乏结构,细胞显示non-physiologic形态,”瑞安·戈登说,博士,副总裁的品质。缺乏本土的结构组织,培养细胞缺乏生理学、功能、结构和基因表达的组织代表。另一个传统敲iPSC-derived心脏细胞是他们缺乏成熟细胞的特性。
相比之下,Stemonix即食microHeart试验板的心肌细胞self-align成杆状结构类似生活心脏组织成熟的特点:增强sarcomeric组织,针对心脏细胞连接组件的远端插入光盘,和增强的关键心脏生理基因的表达水平。
戈登解释说:“为了提高药品批准的机会,药物发现和开发模式必须改变,从动物模型不准确生物相关体外人体模型。十年前“诱导多能性”细胞的发现支持这一转变,领先的生物相关的人类细胞模型,提供更好的预测药物毒性和有效性。结构很重要,”
就像高通量筛选技术和基因组学创建基本药物发现的变化,生物相关的人类ips的衍生模型表示一个基础的转变。
戈登指出,尽管人类工业化的努力为药物筛选细胞培养,现有技术仍然是昂贵的。StemoniX相信他们已经攻克了人类“诱导多能性”细胞的代码工业化使巨大的规模经济效应,最终将导致大批量,低成本,现成的人类细胞化验适合早期大规模筛选。
打一场头号杀手
为研究心肌干细胞心肌细胞已成为不可或缺的行为从生理和药理学的角度。易卜拉欣域。哈佛医学院助理教授(剑桥,麻萨诸塞州,美国)使用这些细胞来研究力量如何生成和心肌细胞的收缩性集成了电子信号控制活动。域的组织已经开发出平台并发检查多个生理参数来确定疾病状态,文化条件,生成和电活动和药物影响力量。
“我们感兴趣的是药理学影响细胞表型在体外,”域解释道。
几个因素影响心脏细胞功能和对药物的反应。细胞形状,控制通过缩微成像心肌细胞从细胞的前体细胞分化时,允许装配两到三维结构更紧密地模仿心脏组织生活。信息交互也同样更逼真的三维细胞培养。
“培养你采用哪种方法取决于你问这问题,和你正在寻找的吞吐量,域补充道。“
基于单个细胞允许更多的测试和化验复制比涉及数以百万计的细胞,但他们经常提供更少的信息。
“这取决于应用程序域仍在继续。“信息交互是可取的,或者当结果是影响细胞的数量和生理相关性,你必须与这些因素设计您的系统。”
“在干细胞被广泛使用之前,分析总是涉及动物细胞,”域解释道。“我们像啮齿动物,我们并不相同,我们的心脏细胞的行为不同。如果你感兴趣的人类的药理学和生理学,您必须使用人类细胞。干细胞是人类心肌细胞的唯一来源准确概括生理学在体外”。
-,为动物细胞并不总是开发的丰富的化验工作与人类细胞来自万能。“方法并不总是可转让的,”域。
“人类细胞的可用性是什么在推动整个船。”
进入大数据
细胞分析一般的好处,和生物细胞和细胞系统具体地说,是能够量化一个刺激许多并发和顺序的影响,例如成熟肝细胞的实验药物。因为药物可能引起多个响应(表型,代谢组、转录组、基因组),离散的数量甚至实验中包含一个适当大小的,多维的,高通量sequencing-based屏幕很容易淹没人类的计算能力。
输入计算生物学,使“大数据”从不同的角度。
基因杨教授,加州大学圣地亚哥分校(美国加州)研究RNA转录是如何修改或加工的单碱基突变的存在。选择建模这些疾病通路的方法是首先来源于患者的成纤维细胞的细胞则已经拥有这些突变。
杨研究神经退行性疾病,所以他把ipcs分化成神经元。这项研究的一个关键方面是使用这些神经元来确定化合物反在这些突变细胞异常的分子变化。“我们试图确定这些化合物的情况下导致细胞恢复到正常的分子签名和细胞表型。”
例如,药物屏幕iPSC-derived神经元生成tb的数据,”杨说。
本文的总体主题已经简化,降低临床前药物测试的成本。记得临床试验”菜。”
考虑到他们的成本,以及工业化的难度iPSC-derived细胞化验,实用技术如何?行业感兴趣吗?
“从成本和战略的角度来看,大型制药公司更愿意通过收购获得这样的技术,而不是通过内部研发。这些小公司从学术实验室购买通常剥离。“换句话说,这些资源是成熟的商业化和不仅仅被视为研究的好奇心。
“如果你建立一个针对疾病的干细胞系,这本身是一个很好的资源,为药物筛选,“杨补充说。“制药公司化合物但并不总是最好的细胞和分子化验,这就是我们可以与他们合作,提供洞察相关的系统。”
“新”发现
在干细胞的方法将继续进行改进实现其产业化作为新药发现的平台。新药发现和个性化医疗的影响——一种个性化的“治疗发现”——已经实现。
Nissim Benvenisty教授,在耶路撒冷的希伯来大学(以色列),指出,医生有一天选择正确的药物的病人通过测试所有的药物,说,对一个病人的高血压,iPSC-derived细胞。而不是连续开代理直到有一提供最大的好处和最少的副作用,病人接受最好的药物治疗的第一天。
另一个“发现”应用程序涉及到药物已经上市一个条件显示另一个疾病的潜在好处。2016年3月出版的《自然评论Benvenisty写道:“如果测试药物已经批准的监管机构另一种疾病,临床试验可能是启动速度较快。这种方法的一个例子是最近出版的肌萎缩性侧索硬化症。研究人员发现,病人iPSC-derived运动神经元显示超兴奋性降低生存。他们表明,这种表型的钾通道激动剂可以纠正已经fda批准的癫痫患者。”
安吉洛DePalma是一个自由作家生活在牛顿,新泽西,美国。
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