可實現接近現實情況藥物測試的3D細胞培養

文/ MA Alexander Stark

位于德累斯頓市的初創公司Neuron-D正在開發一種高通量系統——用以篩選出治療神經退行性疾病的候選藥物。該系統采用了由德國神經退行性疾病研究中心（DZNE）和國際專利家族（IPF）共同開發的3D細胞培養技術。

開發新藥需要進行全面的測試。在將有開發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。Neuron-D的聯合創始人兼首席執行官Caghan Kizil博士介紹道：“在大多數人體神經細胞培養的方法中，細胞僅在平面上相互連接。而基于新型生物材料starPEG肝素水凝膠的培養方法使得細胞能在3D空間上實現相互連接。這將能夠創建出與大腦神經網絡非常相似的結構。經培養的單個神經細胞的發展方式也更符合人類大腦內部的實際情況。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細胞培養技術篩選用于治療神經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，他參與了細胞培養方法的開發。他補充說：“與傳統的細胞培養方法相比，利用這種新方法我們可以更好地模擬大腦的重要特性，所測物質造成的影響也更一目了然，進而能得出更加切合實際的結論。這項技術已經獲得相關專利，其適應性強、價格合理并且可以快速地提供結果。在獨特性和創新性方面可以說是首開先河。”

針對藥物研究的服務提供商

由于該技術可量身定制細胞培養物，因此可以根據需求模擬大腦健康和患病時的狀況。Caghan Kizil說道：“我們的技術在篩選治療神經退行性疾病（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的服務提供商和技術合作伙伴。”此外，該技術還可以進行神經毒性測試。他解釋說：“利用我們的細胞培養模型，可以檢測化學物質是否會引發不良反應。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共同開發了這項技術，并于2016年申請了專利。該項專利的基礎是IPF開發的水凝膠技術，神經模型以健康成人或患者的干細胞為基礎。在使用這種方法時，人體的神經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網絡。這些培養出來的細胞中都包含數以萬計的神經細胞，但是體積卻還沒有一塊方糖大。根據簽訂的許可協議，Neuron-D現在可以將此技術用于商業目的。

技術的進一步發展

Caghan Kizil博士與兩位來自IPF的科學家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了水凝膠技術，并在這一領域擁有豐富的經驗。這家初創公司現在已經吸引了超過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技術為基礎，建立一個高通量篩選平臺。這意味著，幾乎可以在協議范圍內進行成千上萬種物質的測試。該系統將搭載最新的技術以實現完全自動化。我們的平臺將通過提供類似于人腦的微環境來提高臨床前體外測試的可靠性。這可以為用戶節省大量的成本。我們的篩選平臺將于2022年投入使用。雖然如今還處于開發階段，但用戶的需求也為我們改進此項技術提供了可能。感興趣的用戶可以通過Neuron-D與我們建立聯系。” ●