image: The multi-organ system filled with green dye for visualization. Each numbered chamber houses different biological components, such as liver cells and cancer cells. This material relates to a paper that appeared in the Jun. 19, 2019, issue of <i>Science Translational Medicine</i>, published by AAAS. The paper, by C.W. McAleer at Hesperos Inc. in Orlando, FL; and colleagues was titled, "Multi-organ system for the evaluation of efficacy and off-target toxicity of anticancer therapeutics." view more
Credit: [Credit: C.W. McAleer <i>et al., Science Translational Medicine</i> (2019)]
Christopher McAleerらが、標準的な細胞培養前臨床薬物開発では通常観察できない、肝臓で代謝される化学療法の毒性作用を正確に捉えることができる新しい多臓器チップシステムを開発した。この技術は科学者が、既存薬および新薬の有効性および可能性のある副作用を、標準的な前臨床モデルよりも迅速かつ正確に評価するうえで役立つ。動物モデルを用いて試験している薬物候補は、臨床での失敗率が高く、個別のヒト細胞に基づく安全性試験は、肝臓や心臓などの大きい臓器系での毒性を見逃す可能性がある。その結果、最初は有望な安全性プロファイルを示していた候補化合物が、臨床試験では予期せぬ有害な副作用により不良な結果となることがある。今回、McAleerらが複数の臓器に対する化学療法のon-target効果およびoff-target効果を同時に高い信頼性で評価する人体チップ（body-on-a-chip）モデルを開発した。このシステムには異なるヒト癌細胞および臓器細胞集団を入れることができる5つのチャンバーがあり、そのうち一部は血流を真似て培地を循環させる電気モジュール上で増殖させる。重要なことに、このシステムは組成の異なる新しいチップを挿入することで容易かつ迅速に改造でき、異なる器官系を柔軟に試験できる。実験から、骨髄癌を示すシステムで、化学療法薬ジクロフェナクが肝細胞に対して毒性作用を持つ（肝臓の生存能力を30%低下させる）ことが明らかになった。別の構成では、化学療法薬タモキシフェンが心臓の細胞の機能に影響を与え、血圧薬ベラパミルと併用すると薬剤耐性外陰部癌に対してより有効なことが明らかになった。薬物の試験での利用可能性に加えて、このチップモデルは、患者由来の細胞を組み込むことで個別化治療のデザインにも利用できるとMcAleerらは述べている。
###
Journal
Science Translational Medicine