1. Mirror, mirror on the wall, which is the best cell of them all?
如果您正在考慮將器官芯片 (OOC) 技術納入您的工作流程,您或您的團隊可能不知道從哪里開始。使用商用解決方案(例如CN-Bio的PhysioMimix OOC),可以輕松實現從 2D 或更簡單的 3D 類器官/球體檢測的過渡。如果您處于這個階段,您可能會發現CN-Bio的信息指南圖很(hen)有用。
對于已經選擇了解決方案的人來說,您的下一個考慮因素是確保您生成的數據有意義。
這里簡化為5P:Prior , Planning , Pre-validation to ensure , Perfect assay , Performance.
在此階段,我們無論怎么強調選擇正確細胞的重要性都不為過。
2. 預驗(yan)證(zheng)原代人(ren)類細胞對(dui)于 OOC 的重(zhong)要性
并(bing)非(fei)所有細胞在(zai) OOC中都表現良好,也(ye)并(bing)非(fei)所有細胞類型都具有最高程度(du)的(de)人(ren)類相(xiang)關(guan)性!
圖1-不(bu)同來源捐贈者(zhe)的(de)肝微組織
由于 OOC(也稱為微生理系(xi)統 (MPS))的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)盡(jin)可(ke)能地重現(xian)人(ren)(ren)類生理學,因此我們有(you)目(mu)的(de)(de)地選(xuan)擇使(shi)用原代人(ren)(ren)類細(xi)(xi)胞(bao),但是(shi),即使(shi)您嚴(yan)格遵循解凍/接種方(fang)案,也不(bu)意味著(zhu)您的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)在 3D OOC 培養中表現(xian)良好(圖(tu)1、圖(tu)2)。
圖2-良好/較差的(de)肝(gan)臟微組織
在過去的五年里,CN-Bio測試了來自不同細胞供應商的 50 多個原代人肝細胞批次,其中超過 60% 未能達到我們可接受的性能標準,其中大多數甚至未能形成 3D 肝臟微組織。
我們計算出,確定兩名通過驗證程序的捐贈者大約需要花費 10-15,000 美元,并需要科學家花費 100 多個小時的時間,但這些時間花得值。
通過(guo)使用預先(xian)驗(yan)證(zheng)的細(xi)胞(如源自 LifeNetHealth LifeSciences 或 Lonza,被CN-Bio驗(yan)證(zheng),隨附(fu)驗(yan)證(zheng)報告的細(xi)胞),您將從跨實驗(yan)的一(yi)致性和(he)增強的數據穩定(ding)性中獲益。
盡(jin)管我(wo)們鼓勵(li)客戶盡(jin)可(ke)(ke)能(neng)使用我(wo)們目(mu)錄中經(jing)過驗(yan)證的(de)(de)細胞,但我(wo)們了(le)解(jie)(jie)某些地理區域的(de)(de)進(jin)口限制(zhi)會影響這一點(dian)。此外(wai),您可(ke)(ke)能(neng)希望從頭開始開發(fa)自(zi)己的(de)(de)模型,擁有替(ti)代解(jie)(jie)決方案,甚(shen)至可(ke)(ke)能(neng)是內部開發(fa)的(de)(de)平臺。那么,在進(jin)行(xing)自(zi)己的(de)(de)內部預驗(yan)證檢測時需要考慮什么?請繼續移步閱讀,來看美國FDA的(de)研究,如何開(kai)始自己內(nei)部的(de)預驗證研究。
3. 驗證培(pei)養3D細胞的(de)流程示例是(shi)什么樣(yang)的(de)?
CN-Bio已經開(kai)發了一(yi)個人體代謝紊亂疾病----非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的(de)模型,使用了人肝細(xi)胞(PHHs)、肝星狀細(xi)胞(HSC)和庫普弗細(xi)胞(KCs)。讓我們(men)以此(ci)為例,為您介紹這三種細(xi)胞培養(yang)驗(yan)證過程(cheng):
首先,您需要預(yu)先選擇(ze)5-10個PHH供體(ti),并確定所需的(de)關鍵細胞健康和功(gong)能標(biao)志(zhi)(zhi)物(wu),以(yi)比較每個供體(ti)的(de)表現,包(bao)括通過(guo)/失(shi)敗的(de)閾值。為了評估 3D 支(zhi)架上的(de)組織形成,我們還(huan)建(jian)議進行組織特異性的(de)免疫熒光染色(se)和隨后的(de)共聚焦(jiao)顯微(wei)鏡/分析,以(yi)從(cong)視覺方面確認您的(de)3D培養物(wu)的(de)質量。對于PHHs,我們隨后量化各種功(gong)能性生物(wu)標(biao)志(zhi)(zhi)物(wu),包(bao)括LDH、尿素、白蛋白和CYP3A4。
為了確保肝組織培養的持久性,使用您的OOC平臺對選擇的所有PHH供體進行為期14天的培養。每2-3天收集培養基樣品,以監測細胞健康和功能,以評估供體培養是否在每個時間點保持在可接受范圍內或之外,并表現出持續的功能。通常會運行此過程兩次,以確保供體特性的可重復性。
以類似的方式,第二步涉及選擇幾個KCs供體,并測試它們對炎癥刺激的反應,例如脂多糖(LPS)。為了評估它們的反應,我們量化炎癥標志物,如白細胞介素-6(IL-6)和腫瘤壞死因子α(TNFα)。與一個或兩個成功驗證的PHH供體一起進行的共培養,為期14天,同時使用LPS作為KCs誘導劑。為了確保共培養細胞的性能保持在可接受范圍內,我們在不同的時間點評估PHH的健康和細胞功能,以及KCs的炎癥反應。
第三(san)步(bu)是獲取(qu)幾個HSC供體(ti),與(yu)經過驗(yan)證(zheng)的(de)PHHs和(he)KCs一起進行(xing)共(gong)培(pei)養。建立一個三重培(pei)養實(shi)驗(yan),測試多種PHHs、KCs和(he)HSCs的(de)組(zu)合,理想情況下創(chuang)建不同的(de)供體(ti)組(zu)合。在驗(yan)證(zheng)實(shi)驗(yan)期間,我們(men)使(shi)用CN-Bio的(de)高脂培(pei)養基(HEP-Fat)培(pei)養細(xi)胞以(yi)誘(you)導NASH表型。與(yu)之(zhi)前(qian)的(de)階段一樣,我們(men)將實(shi)驗(yan)培(pei)養14天,以(yi)確保培(pei)養的(de)持久性(xing)。然后選(xuan)擇HSC誘(you)導劑,如轉化生(sheng)長因子(zi)β(TGFβ),這些誘(you)導劑特異性(xing)激活HSCs。用這些誘(you)導劑處理細(xi)胞,以(yi)確定共(gong)培(pei)養在誘(you)導后是否產生(sheng)更高級(ji)的(de)纖維(wei)化表型。
選(xuan)擇的(de)終點測定與預定的(de)通過(guo)/失(shi)敗閾值(zhi)需要(yao)包括纖維連接蛋白、組織抑制金屬蛋白酶1(TIMP-1)等纖維化標志(zhi)物以及脂(zhi)肪和(he)HSC激活的(de)免疫(yi)熒(ying)光(guang)染色(se)。那些在14天內表現穩定(即符合(he)每種(zhong)細胞類型的(de)選(xuan)擇標準(zhun)限度)的(de)三細胞培養現在已經(jing)驗證可供使用(yong)。
雖然一旦您獲得經驗,驗證過程在程序中是合乎邏輯和簡單的,但程序中最關鍵的步驟是第一步。如前所述,大約60-70%的PHH供體無法在3D OOC環境中培養。當與良好的PHH供體一起培養時,其他細胞類型更有可能成功驗證并接種。在CN-Bio的實驗中,大約四分之一的三細胞培養組合失敗。
提前告訴您,您需要預算數萬(美)元,并考慮運行這樣的研究,需要四到六個月的測試期。然而,對于NASH,如果您愿意,也可以繞過這個過程!CN-Bio已將這一驗證原則應用于一款名為“NASH in-a-box”的獨特產品,該套件不僅提供了經過3D驗證的共培養原代細胞,還包括解凍培養基、肝小組織質控試劑盒、專有的誘導NASH細胞培養基、Multi-chip Liver-12+芯片培養板耗材以及細胞培養用的培養基/補充劑。
結合(he)軟件(jian)引導(dao)的(de)協議(可逐步(bu)引導(dao)您完(wan)成實驗過程),該套件(jian)簡化了(le)整個(ge)工(gong)作流程,使您能夠受益于CN-Bio十(shi)多年的(de)經驗。更重(zhong)要的(de)是(shi)(shi),它們還為您提(ti)供(gong)了(le)一個(ge)選擇 ---- 是(shi)(shi)將寶貴的(de)時間用于做(zuo)出新的(de)發(fa)現,還是(shi)(shi)用于驗證(zheng)細(xi)胞(bao)!
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