新细胞生物技术有限公司开发了一种在体外视网膜色素上皮模型，以评估新型眼部化合物的安全性和有效性。这项技术可以更好地预测人眼的结果，并减少用于评估眼部药物毒性的动物数量。一家最终用户制药公司，能够提供已知的眼部化合物和数据在体内/体外毒性剖面，是为了验证模型。
视网膜色素上皮(RPE)是一层面向神经感觉视网膜的色素细胞(图1)。RPE形成了眼睛的血液-视网膜屏障之一，对维持视网膜的稳态至关重要(Straub, 2016)。它参与光吸收，生长因子的分泌，视黄醇循环和色素的产生。RPE细胞的重要功能之一是吞噬光感受器外段(POS)。这一过程保护光感受器免受氧化损伤和脂褐素积累，从而维持健康的视网膜下环境。RPE的一个或多个功能的破坏可以通过突变、环境或药理学干扰发生，并导致一系列疾病状态或毒性反应(德拉贝拉et al。， 2015，梅克伦堡et al。, 2007)。
动物模型被广泛用于评估局部和全身应用药物的毒性，尽管常用的调节物种(大鼠和狗)的结构和生理学与人类不同(Shafaieet al。, 2016)。培养是有规程的体外人类细胞，但这些细胞很难获得，并具有固有的可变性，这意味着研究很难进行比较(库兹涅佐娃et al。, 2014)。目前还没有建立和验证在体外人类RPE模型，但是针对眼部疾病的治疗方法的不断发展意味着对它的迫切需求。通过一种具有良好特征的、高通量的、以人体细胞为基础的测定方法来研究眼部药物毒性和药效学特性的能力，将显著提高工业界研究药物安全性和有效性的能力。
图1。显示RPE层位置的人类视网膜示意图
参考文献
- Strauß O(2016)。视网膜色素上皮的药理学，视网膜和身体系统之间的界面。欧J药典15: 787-84-93。doi: 10.1016 / j.ejphar.2016.03.066。
- 王晓燕，王晓燕，王晓燕(2015)。全身药物治疗的眼部毒性。美国制药．40 (6): HS19-HS24。
- 杨晓东，王晓明(2007)。全身给药后视网膜色素上皮毒性形态学改变的研究综述。毒物学的病理变化。35(2): 252 - 267。doi: 10.1080 / 01926230601178199。
- Shafaie S Hutter V Cook MTet al。(2016)。在体外用于眼科药物开发应用的细胞模型。生物研究开放获取5(1): 94 - 108。doi: 10.1089 / biores.2016.0008。
- Kuznetsova AV, Kurinov AM, Aleksandrova MA(2014)。研究视网膜色素上皮病变中细胞转化调控的细胞模型。眼科杂志．2014: 801787。doi: 10.1155 / 2014/801787。
新细胞生物技术有限公司开发了一种在体外RPE模型来自健康和患病的人类诱导多能干细胞(iPSC)系，开辟了评估健康细胞模型安全性和疾病细胞有效性的潜力。使用来自单一供体的人诱导多能干细胞克服了原代细胞培养的局限性，即可用性和可变性。
该模型由单层RPE细胞在24孔板transwell插入物中培养而成。这与闭塞带蛋白表达形成上皮屏障，这是维持渗透平衡所必需的。此外，跨上皮电阻(TEER)大于250欧姆/厘米2，这与在体外人眼(奎因et al。, 1992)。研究人员还通过评估一些关键蛋白的表达，包括MERTK和Collagen IV(图2)，证明了顶端-基底极性(Buskinet al。, 2018)。这些特征证实，RPE单层是一个紧密的模型在活的有机体内人类的RPE。
图2。对照组和MertK的免疫组化图像-(F119)来源于iPSC细胞系的视网膜色素上皮细胞显示关键蛋白的极化表达，包括Collagen IV, DAPI和MertK。
Newcells生物技术有限公司利用流式细胞术建立了POS的RPE细胞吞噬功能模型，可以测量健康和患病患者iPSC系(Buskinet al。, 2018)。这种吞噬能力的测量可用于监测药物的效果，并确定RPE支持视网膜功能的能力。该模型的其他读数包括使用ELISA测量分泌蛋白，监测TEER 's和免疫染色。也有可能使用单细胞RNAseq来询问毒性机制，以提供有关毒素诱导的途径的信息。这个模型应该对制药行业有很大的兴趣，以评估新化合物的安全性和有效性。
参考文献
- Buskin A, Zhu L, Chichagova V，et al。(2018)。剪接和纤毛发生相关基因的选择性剪接中断导致PRPF31视网膜色素变性。自然通讯9(1): 4234。doi: 10.1038 / s41467 - 018 - 06448 - y
- 奎因RH，米勒SS(1992)。天然人视网膜色素上皮离子转运机制研究。调查眼科学与视觉科学。33(13): 3513 - 27所示。
该模型需要针对一系列异种生物物质进行进一步验证，以评估RPE单层评估药物安全性达到工业标准的能力。
最终用户制药公司或公司联盟，能够提供已知的眼部化合物和数据的访问在体内/体外毒性剖面，是为了验证模型。跨物种数据将特别有价值，因为研究人员可以获得非人类的iPSC系，包括大鼠和非人类灵长类动物。此外，对感兴趣/有价值的分析终点的输入将确保模型格式的开发能够最好地匹配内部临床前决策流程的需求。
作为回报，合作者可以以优惠的商业条款获得技术。
IP信息
有限的自由操作检索表明，在其设想的开发格式下，该检测方法的商业化没有明显的限制。如果通过这个项目产生了知识产权，其目的是由Newcells拥有，任何合作者都可以通过谈判优惠准入条款受益。iPSC系(健康对照或患病状态)的所有权将保留给Newcells。
目前没有经过验证在体外该模型可用于评估药物安全性或对可影响RPE的各种疾病进行建模。总体眼部毒性和疾病模型的评估通常在小鼠、大鼠或猪的视网膜外植体模型中进行，典型的眼部安全性评估将使用每种化合物20只动物。新细胞的试验可用于进行药物的大容量筛选，促进去除不合适的化合物之前在活的有机体内研究。从管道中移除的每一种化合物将减少眼部毒性研究所需的动物数量约20只。
对当前(2019年1月)针对眼病的处于发现和临床前阶段的药物管道的分析显示，全球有438个项目(Biopharma-Insight数据库，http://www.biopharminsight.com/)．Newcells生物技术有限公司估计，在这些项目的先导鉴定和优化阶段，通常会使用60-80%的动物(纳菲尔德生物伦理委员会，2005)，大约需要5万只动物。这一数字是基于正在评估的化合物的2.5%在活的有机体内(每一种化合物需要20只动物)，从早期发现到后期临床前的大约10万种化合物中筛选出。考虑到采用新测试制度的时间尺度，Newcells生物技术有限公司预测，在其模型的积极验证数据公布后，他们可以在2年内减少该领域的动物使用量约10%(5000只动物)。
参考
- Nuffieldbioethics.org。(2005)。涉及动物的研究伦理．可在:http://nuffieldbioethics.org/wp-content/uploads/The-ethics-of-research-involving-animals-full-report.pdf(2015年5月1日访问)。
