使用器官芯片平台对生殖和怀孕相关组织进行建模:挑战,局限性和高吞吐量数据前沿

科学领域:

• 生物技术和生物医学工程 生物技术和生物医学工程
• 生殖生物学和毒理学

背景情况:

• 器官在芯片 (OOC) 技术,也称为微生理系统或组织芯片,已经显著推进体外生理和病理建模和药物药物评估.
• 监管转变,如FDA现代化法案2.0,鼓励使用非动物模型,包括OOC平台和in silico模拟,用于临床前体外药物试验数据,推动微流体的增长.
• 这些监管变化对开发用于怀孕期间的治疗方法产生了深远的影响,这是OOC平台特别有前途的领域.

研究的目的:

• 审查现有的生殖和与怀孕相关的OOC平台及其目前生成终点数据集的方法.
• 识别和描述阻碍OOC领域进步的局限性,包括设备限制和测试缺陷.
• 突出突出新的方法和工程适应需要克服当前的挑战,并实现OOC技术的全部潜力.

主要方法:

• 关于生殖和怀孕相关器官芯片平台的现有文献的审查.
• 描述目前用于终点数据生成的方法,包括显微镜成像,免疫细胞化学,实时聚合酶连锁反应和细胞因子多重分析.
• 讨论新的方法,如空间转录学,飞行时间的成像细胞计和使用Exoview进行外体组分析.

主要成果:

• 在当前的OOC平台中发现了一些局限性,包括减少细胞数量,低超体积和制造材料限制.
• 描述了与生殖健康和怀孕相关的各种OOC平台,以及已建立的数据生成技术.
• 突出了旨在克服现有的OOC平台局限性和增强数据采集的新兴技术.

结论:

• 芯片上的器官平台准备提供生物相关和临床可翻译的数据,彻底改变体外建模,药物发现和毒理风险评估.
• 提高设备吞吐量 (例如设备阵列) 的工程调整和改善数据处理的生物进步对于OOC技术达到其全部潜力至关重要.
• 集成先进的OOC系统对于推进治疗开发至关重要,特别是对于与怀孕相关的应用,与监管现代化保持一致.