用于静脉注射药物和免疫细胞输送的精确肿瘤芯片模型

总部设在芬兰，奥卢的器官芯片制造商AKITA，by Finnfadvance，成立于2019年。系统搭载拥有高通量器官芯片板，该板可被设计成单器官和多器官，兼容多种成像模式，高人体相关性的下一代人体体外模型，加速药物开发，降低临床前试验失败的风险，也可用于个性化医疗。77779193永利是AKITA，by Finnfadvance授权的中国经销商。

概要

肿瘤通常由高度异质的细胞群组成，这导致其对化疗的反应存在差异。此外，多数抗癌药物具有毒性，且毒性可能超过其潜在的抗癌效果。本研究开发了一个可靠的系统--AKITA微流控肿瘤芯片系统，其使用患者自己的细胞在体外重建循环系统（如下图），能够更准确地预测患者对药物的反应，并帮助医生为患者选择有效的治疗方案。

如上图可见，物理上分离的开顶室和微流体通道允许测量细胞或药物通过芯片内构建的内皮屏障的渗透。在一项试验性研究中发现该系统可以用于复制静脉给药的癌症药物的系统给药。该模型的预测能力目前正在通过回顾性的共临床试验中使用患者的癌症样本进行测试。这项研究的想法是比较患者在临床接受的化疗/放化疗治疗的反应，以及在芯片系统中或常规的3D培养条件下培养的患者来源的器官样本对治疗的反应。

初步结果显示，这些不同的细胞培养条件影响了癌症样本的药物敏感性。此外，本研究还通过跟踪免疫细胞从微通道通过类似血管的内皮屏障向开顶室中培养的肿瘤细胞的迁移,验证了AKITA微流控系统用于研究系统性抗.肿瘤免疫的适用性，这个免疫活跃的系统有助于提高77779193永利对免疫细胞通过生物屏障的迁移和在体外模拟抗.肿瘤免疫活动的理解。

结果一：肿瘤类器官 vs 器官芯片--评估药物的敏感性

01 胰腺癌：吉西他滨治疗对癌症胰腺类器官生存能力的影响

在药物治疗前培养了两个患者来源的类器官4天，并在药物治疗后使用 calcein-AM 和 Pl 染色，细胞存活率是使用活细胞/死细胞染色评估的（图 1），并以药物浓度的可存活细胞数比例进行绘制（图 2）。

图1

图2

根据研究结果，两个患者来源的模型对吉西他滨显示出不同的药物反应，其中患者-1对治疗更敏感。此外，相较于标准静态培养，微流体中的胰腺肿瘤类器官对药物的反应也稍差（更不敏感）。

02 肺癌：联合化疗对患者来源的肿瘤类器官的活力影响

患者来源的肺癌类器官通过肿瘤芯片（“microfluidic”）和通过微流控通道内构建的类血管内皮屏障（“intravenous”）比标准静态培养（“Static”）条件下对联合化疗处理更具有抵抗力。此外，总体上，这两位患者对联合化疗的敏感性存在差异（图 3）。

图3

03 结直肠癌：化疗放疗对患者来源的结肠直肠癌类器官的大小和存活能力的影响

在放化疗前，患者来源的类器官培养了4天，在放化疗3天后，对细胞的存活能力进行评估。结果显示这位患者的两种结直肠癌模型均在体外表现出对化疗和放化疗治疗的高度抵抗性（图 4）。在大小尺寸方面，初步结果显示放化疗都影响了癌症类器官体（Syn026 模型）的整体大小，在化疗/放化疗治疗后，它们的大小分布向较小的方向偏移（图 5）。

图4

图5

患者来源的肺转移结直肠癌类器官对放化疗治疗表现出高度敏感性，LUNG-27类器官在悬浮状态下进行了辐照，并移植到板上。在培养2天后，向新形成的器官样体中添加了卡铂/培美曲塞（Carboplatin/pemetrexed）。治疗5天后，使用DNA损伤标记物pH2aX和增殖标记物Ki-67对DNA损伤进行了分析（图 6、图 7）。