以下文章最初发表于2018年6月13日的《选择科学》(SelectScience)在这里．
StemoniX公司业务发展和商业化副总裁Ryan Gordon博士讨论了人体球状体在预测分析中的潜力。
在一个一分为二的领域在活的有机体内而且在体外在研究中，科学家经常在设计实验前权衡各自的注意事项。而二维在体外实验未能概括人体结构的复杂性，无法通过药物化合物的安全性和有效性进行测试在活的有机体内使用动物模型的研究经常在人体临床试验中失败。为了克服这些缺点，科学家们最近致力于在培养皿中培育一种三维的、自组织的人体器官——人体球体。
在本次SelectScience®采访中，我们采访到了StemoniX公司业务发展和商业化副总裁Ryan Gordon博士，该公司专门提供均质3D球体。Gordon讨论了类器官的应用，特别是三维皮质球状体，在早期的药物发现中，并详细阐述了可以建立或破坏制药中可重复数据的因素。
StemoniX建立在创建生理相关的以人为基础的前提下在体外提高药物发现的预见性的模型，”Gordon说。“我们的微器官平台更好地反映了它们所代表的器官的结构、形态和功能，我们这样做是为了满足药物发现和毒理学筛选的高通量要求。
最近刚刚庆祝了四周年的StemoniX是在联合创始人叶平(音)经历了一次个人健康斗争之后成立的。在被诊断出霍奇金淋巴瘤后，叶了解到医学领域的一个令人震惊的现状:在接受化疗之前，没有测试来测量他的心脏是否能承受化疗的毒性。唯一可用的测试是在他接受最大剂量化疗后进行的测量——他必须冒着治愈癌症的风险。现在已经是癌症幸存者的平发现了预测分析的机会，他创建了一个团队，开发并开始提供3D人体球体来辅助在体外临床发展的测试。这个团队就是StemoniX。
StemoniX提供的“microBrain 3D”平台包括成熟的人类ipsc衍生的皮质球状体，其中神经元和星形胶质细胞一起生长，以模仿人类大脑的环境，而他们的“microHeart”平台由人类心肌细胞组成，排列成纤维，与人类原生心脏组织相匹配。StemoniX提供microBrain 3D和microHeart作为检测准备板，交付给他们的客户作为预镀的检测，准备进行筛选实验。
自2006年人类iPSCs问世以来，它们显然是研究人类疾病的优秀转译模型。然而，目前的协议没有经过优化，可能导致球体大小和功能的变化，这使得将iPSCs的好处扩展到筛选药物非常困难。“我们不仅对开发具有预测性的分析方法感兴趣——这是这些模型的主要目标——而且我们还必须能够提供一致和可重复的分析方法。由于在药物发现过程中基于ipsc的分析具有很高的可变性，这一直是制药行业的一大担忧，”Gordon说。
通过与制药公司的合作，microBrain 3D球形体已被验证为高通量系统，可用于一系列的发现和毒理学应用。当每口井只有一个球面时，球面尺寸分布分析表明，球面尺寸一致大于直径575 μ m，变异系数小于2.7%。免疫染色显示球状体中皮层神经元和星形胶质细胞数量平衡，钙动员实验捕捉到自发的同步钙振荡，可以很容易量化和调节。最近一项对LOPAC 1280®化合物库(1280个化合物的集合)的筛选研究显示变异性低，重复间的变异系数小于15%，证实了其在高通量环境中的使用。
为了让microBrain 3D产生高度一致的结果，钢板的质量是至关重要的。”
——Dr. Ryan Gordon
StemoniX
“基本上，我们代表发现和毒理学科学家接受了高质量的挑战。我们为他们提供了一种预先电镀的、成熟的基于细胞的检测方法，使他们无需维持数周或数月的细胞培养，这种方法可以很容易地集成到他们的筛选工作流程中。”Gordon解释道。microBrain 3D细胞不像大多数细胞株那样冷冻保存，而是采用现成的384孔格式。这一选择促使StemoniX与康宁合作，康宁是3D细胞培养和其他细胞培养产品的行业领导者。
“与康宁的合作非常棒。为了使microBrain 3D产生高度一致的结果，平板的质量是至关重要的，”Gordon说。“因此，选择康宁(Corning)这样与高质量钢板相关的高质量供应商对我们来说是至关重要的。”
康宁的球形微板在所有井中都具有一致性，并具有超低的附着表面，减少了细胞与井的粘附。这些平板还可以在同一个微板上分析球体，而不需要转移它们。“这些盘子的图像质量非常高，”戈登说。微板具有光学清晰的圆底和黑色不透明的微板体，更有利于成像和消除边缘效应。“康宁微板也与我们客户使用的各种微板阅读器和设备兼容，”Gordon补充道。
人体球状体将继续存在，并很可能在临床应用中发挥重要作用。Gordon解释说:“由于人类iPSC技术只有十多年的历史，它仍然是一个新的行业，我们只是触及了iPSC衍生球形体在制药行业的应用潜力的表面。”“当基于ipsc的平台上发现和开发的化合物不仅常规地进入人体临床试验，而且成功地以比之前更高的速度通过监管批准时，这一新兴行业的变革力量将得到真正的考验。”
