新一代芯片上药物测试

京都大学的研究人员的综合测量科学研究所(iCeMS)在日本设计了一个小“body-on-a-chip”设备可以测试药物的副作用在人类细胞。与当前设备解决了一些问题,类似的微流控设备和为下一代提供了保证临床前药物测试。

集成芯片上的心脏/癌症(iHCC)被用来测试的毒性反癌症药物阿霉素心脏细胞。iCeMS的静香Ken-ichiro为首的研究人员发现,尽管药物本身是无毒的心脏细胞,药物的代谢物造成其与肿瘤细胞相互作用。

设备小于显微镜载玻片。它包含六个小室;每两个连接通过巩膜的一系列端口入口和阀门。气动泵控制运动流体的通道。每两室和他们单独的微通道系统构成一个测试床。三个测试床在设备允许的引入每个床上的微小改变,同时比较结果。

团队首先测试了阿霉素的影响心脏细胞和肝癌细胞单独培养小水井。这种药物对癌细胞的影响预期的抗癌并未造成心脏细胞。

然后他们跑测试使用iHCC设备。心脏细胞被安置在一室,肝癌细胞被放置在另一个。阿霉素是引入一个细胞培养基循环通过式微通道连接两院的闭环系统,模拟血液的循环系统。通过这种方式,药物通过两院单向连续循环流动。

研究小组发现在癌症和心脏细胞毒性的迹象。他们假设一个化合物,doxorubicinol,阿霉素与癌细胞的代谢副产物,导致毒性的效果。

为了验证这一点,他们补充说doxorubicinol心脏细胞和肝癌细胞单独培养小水井。这是有毒的心脏细胞而不是癌细胞。

当阿霉素单独添加到肝脏癌症细胞doxorubicinol生产的数量太小,会毒害人的心脏细胞。团队认为,这是因为细胞培养基的数量需要建立测试稀释代谢物。

相比之下,当引入iHCC阿霉素,代谢物不稀释时穿过微通道循环系统因为一个小体积的细胞培养是必要的。因此,药物确实有心脏细胞通过其代谢产物的毒性作用。

设备需要进一步改进,但研究表明这种设计概念可以用来研究有毒副作用的抗癌药物在心脏细胞之前昂贵的临床试验。该研究发表在《华尔街日报》皇家化学学会的进步。

---

---