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基于干细胞3-D心脏组织的检测使心脏病药物更安全
作者: 来源:Medicalxpress 2017-06-09


 
ASTAR生物工程和纳米技术研究所(IBN)的研究人员设计了一种来自人类干细胞的三维心脏组织,以测试新药物在心脏上的安全性和有效性。

 
“心脏毒性可导致心力衰竭甚至死亡,是药物失去作用的主要原因,抗生素,抗癌药和抗糖尿病药物可能对心脏造成意想不到的副作用,因此尽早检测新开发的药物是否对人的心脏安全是很重要的,但在药物开发的早期阶段难以预测心脏毒性,“IBN执行董事Jackie Y Ying教授说。

 
问题的一大部分是动物或动物来源的细胞在临床前心脏毒性研究中的使用,因为人类心肌细胞的可用性有限。动物和人之间存在着巨大的遗传和心脏差异。已经出现了大量的情况,当从动物研究转移到人类临床试验中时,测试未能检测到心血管毒性。

 
基于2-D心脏结构的现有筛选方法不能准确预测药物毒性,而目前可用于筛选的3-D结构难以以商业应用所需的量制造。

 
打破干细胞工程的心脏组织

 
为了解决这个问题,IBN研究团队从人类诱导的多能干细胞生长的心肌细胞的细胞自组装中制备了它们的3-D心脏组织。他们还开发了一种荧光标记技术,用于使用实时录像系统来监测心脏频率的变化。与2-D结构中的细胞相比,新的心脏组织显示出更多的心脏特异性基因,更强的收缩和更高的搏动速率。

 
“使用3-D心脏组织,我们能够根据跳动速度的变化正确预测心脏毒性作用,即使在常规测试中未检测到这些情况,该方法简单,适合大规模评估药物副作用它也可以用于使用患者自己的细胞设计个性化治疗,“IBN的团队负责人和首席研究科学家Andrew Wan博士说。

 
研究人员对人体心脏组织模型提出专利,希望与临床医师和制药公司合作,将该技术推向市场。

 
最近在Biofabrication杂志上报道了这一发现。