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器官晶片—加強藥物研發未來發展

2017-10-12

我堅定地相信在藥物研究中使用動物模型的必要性。原因有很多,一位化學家也是我的老師曾說道:「成功的藥物研發必須要有一個肝和循環系統」。

舉例來說,在腫瘤學中,癌症不是一個癌細胞的集結體。它是一個複雜且互動極多的細胞類型。我曾經見證了癌細胞與其周圍一些關鍵的互動,如內皮細胞、免疫細胞、或是其他輔助基質細胞,而我曾經研究的藥物計畫就需要仰賴這些細胞複雜互動所促成的結果。

所以當我看到在「將器官與晶片結合」的新興話題時,認為這是個玩笑,甚至懷疑他的真實性。任何一個器官的成長與功能都是生物學裡令人驚艷的存在,生物學真是太令人驚艷了!我不得不說,這樣的過程令人著迷,讓我不禁想挑戰在離體與晶片中重現這個過程。

而隨著時間發展,我發現自己對這項研究已經沉醉到無法自拔了。

將器官與晶片連結的技術能夠了解細胞體驗到的運作機制

在物體、微流道晶片、與細胞生物學中,將器官與晶片連結的技術目的是為了重現器官功能,因為在一般二維與單層組織培養中是沒有辦法表現出來的。同時也有可能發現,器官晶片科技能夠展現出細胞在器官內所感受到的運作機制。

內皮細胞所感受到的流動與剪切應力、肺上皮感受到的氣道擴張與收縮、以及腸上皮感受到的蠕動,皆是定義這些器官細胞的主要來源,並以晶片的形式下在像是肺上皮製作出黏液與纖毛,設下了未來的基準。

我鼓勵正在閱讀這篇文章的你前往以下的連結,由器官晶片界中的研究先驅Donald Ingber來更深入的介紹。



腫瘤免疫學—藥物研發的應用

其實不會很難去想像離體技數可以更完整重現器官的細胞生物學。藥物傳遞至中樞神經系統會因為血腦屏障而變的困難。更好的模型可以製作出個好的中樞神經藥物。

擁有能夠進入到癌細胞與免疫細胞中的能力,並有著清晰的解析度,將會幫助我們了解T細胞耗竭的原因。這樣將可以讓我們更孰悉臨床腫瘤免疫研究中療法的異質性。

新科技將減少使用動物模型

這個技術還有另外一個好處,那就是可以有效減少動物模型的使用數量。即使我相信「藥物研發一定需要一個肝和循環系統」,但不代表肝和循環系統需要是附在一個動物上的。

藥物研發加強後的未來展望

如果你有看上面的影片,你會發現Ingber博士強烈感到目前藥物研發模型是「支離破碎的」。事實上藥物研發是非常困難的,這些模型不是每次都能順利預測臨床結果,有時候失敗,但也有時候會預測成功。

這類型疾病的模型持續進步,像是人源性腫瘤異種移殖在體內腫瘤模型或是持續性研究器官晶片技術中,藥物研究員將會有更好的移植工具來確定腫瘤的保真性。

Topics: Oncology