|?類器官Organoid/Patient Derived Organoid,PDO

? ? ? 目前研究人員傾向于使用體外模型進(jìn)行藥物篩選和評(píng)估。除了避免動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的倫理問題，還可以縮短研究周期并降低成本，構(gòu)建適當(dāng)?shù)捏w外模型能準(zhǔn)確地反映體內(nèi)環(huán)境，并在此基礎(chǔ)上可以準(zhǔn)確反映目的藥物的藥效學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)。憑借對(duì)類器官的深入研究，海星生物一直在追蹤最前沿的技術(shù)創(chuàng)新并將其創(chuàng)造性地應(yīng)用于其藥物開發(fā)平臺(tái)，為我們的客戶提供最高質(zhì)量和可靠的研究服務(wù)。類器官（Organoid）是我們提供體外藥理學(xué)和安全性評(píng)估的重要工具之一。

|?類器官Organoid

? ? ? 類器官是一個(gè)三維“微器官模型”，它是通過Self-organization的不同類型的干細(xì)胞而制備的，可以模擬天然器官的結(jié)構(gòu)和功能。與傳統(tǒng)的二維培養(yǎng)模型相比，類器官可以代表整個(gè)生物體的生理過程，具有更接近體內(nèi)細(xì)胞組成和行為，基因組更穩(wěn)定，更適合生物轉(zhuǎn)染和高通量篩選的優(yōu)點(diǎn)。與動(dòng)物模型相比，類器官模型的操作不僅更簡(jiǎn)單，而且還可以用于研究疾病發(fā)生和發(fā)展的機(jī)制。

?|?患者衍生類器官(Patient Derived Organoid,PDO)

? ? ? 癌癥作為對(duì)人類健康的最大威脅，近年來，已占據(jù)了科學(xué)家的大部分精力，有效評(píng)估抗癌藥物的模型是成功開發(fā)抗癌藥物的重要工作。目前患者衍生的類器官無疑是最有前途的研究模型。憑借多年的藥物研究服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，海星生物建立了先進(jìn)的患者衍生類器官平臺(tái)，該平臺(tái)不僅具有全面的患者衍生類器官庫(kù)，而且還基于此為您提供廣泛的藥物評(píng)估服務(wù)（目前可以提供：肺癌、腸癌、胃癌等模型）。

? ? ?到目前為止，已經(jīng)開發(fā)了多種以上的PDO模型。表型和基因型分析表明，PDOs與天然腫瘤的特征相似，具有相同的基因突變譜，其預(yù)測(cè)藥物反應(yīng)性與臨床一致性大于90％。從形態(tài)上講，PDO也類似于原發(fā)性腫瘤。用于診斷腫瘤的免疫組織學(xué)標(biāo)記物和免疫組織學(xué)標(biāo)記物也可以在PDO中以相同的模式表達(dá)。

? ? ? 因此，單個(gè)PDO具有與相應(yīng)患者相同的組織學(xué)和遺傳學(xué)特征，因此每個(gè)PDO都可以作為小型患者試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試，目前廣泛用于臨床腫瘤藥物的測(cè)試。此外，PDO的生產(chǎn)周期短，可確保在藥物評(píng)估期間有充足的供應(yīng)，并使患者能夠獲得更適合他們的個(gè)性化治療。

| 基于PDO技術(shù)積累

? ? ? 到目前為止，已開發(fā)了7種的PDO模型。表型和基因型分析表明，PDOs與天然腫瘤的特征相似，具有相同的基因突變譜，其預(yù)測(cè)藥物反應(yīng)性和非反應(yīng)性的準(zhǔn)確性達(dá)到95%。目前主要涵蓋的PDO模型包括：

肺癌（15個(gè) 基因型涵蓋EGFR/ALK/ ROS1/KRAS/BRAF/NTRK）

腸癌（26個(gè) 基因型涵蓋?KRAS /NRAS/PIK3CA/BRAF?）

肝癌（30個(gè) 基因型涵蓋BRAF /ROS1 /KRAS /EGFR /RET?）

胰腺癌（8個(gè) 基因型涵蓋BRCA1/BRAF/KRAS/ EGFR /RET?）

胃癌（12個(gè) 基因型涵蓋HER-2 /ROS1 /NTRK/ EGFR /RET?）

可以按照客戶的需求提供PDOs模型定制和研發(fā)服務(wù)。

|?類器官模型優(yōu)勢(shì)

與多種現(xiàn)有腫瘤模型相比，類器官具有多種優(yōu)勢(shì)，克服了傳統(tǒng)模型的缺點(diǎn)。

? 直接來源于患者，表征更一致;

??藥物臨床響應(yīng)高，更具預(yù)測(cè)性;

??滿足高通量篩選，高成功率;

??周期短，可實(shí)現(xiàn)從體外到體內(nèi);

? ? ? 臨床研究表明，類器官在預(yù)測(cè)藥物臨床響應(yīng)性方面，預(yù)測(cè)藥物有效性陽性率 88% ，預(yù)測(cè)藥物無效或耐藥率100%。

? ? ? PDO直接來源于患者腫瘤組織，包含原發(fā)腫瘤的腫瘤干細(xì)胞（CSC），CSC能夠自我更新并分化，所以PDO再現(xiàn)了原發(fā)腫瘤內(nèi)的細(xì)胞多樣性，且能夠真實(shí)反應(yīng)其親代腫瘤的基因組、形態(tài)和病理生理學(xué)特征。例如，已證明胰腺腫瘤類器官可保持致癌基因突變，如KRAS、TP53、SMAD、CDKN2A及擴(kuò)增的MYC等，以及腫瘤抑制基因TGFBR2和DCC的缺失。

| 基于PDO的技術(shù)服務(wù)：

1.?藥物篩選

2.?藥物功效測(cè)試

3.?體外藥代動(dòng)力學(xué)評(píng)估

4.?藥物毒性測(cè)試

5.?抗癌藥物發(fā)現(xiàn)

目前僅提供肺癌、腸癌、胃癌、肝癌的PDO模型，其他器官的PDO需要定制。

| 已有的PDO模型：

??常見癌種的200+ 例高質(zhì)量PDO模型庫(kù)

??按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模型的分子鑒定（NGS）和CAP認(rèn)證的病理檢測(cè)

??一系列特殊突變和耐藥PDO模型：如腸癌類器官KRAS突變、NTRK融合等

??新的PDO模型構(gòu)建

??PDOX腫瘤模型構(gòu)建

? ? ?? 我們已經(jīng)建立了用于藥物篩選和評(píng)估的體內(nèi)和體外模型庫(kù)，可以根據(jù)此模型提供全面的藥物評(píng)估服務(wù)，請(qǐng)電話詳詢400-990-0791。

> 案例分析

|?腫瘤類器官在免疫療法開發(fā)中的優(yōu)勢(shì)

? ? ? 體外腫瘤類器官在腫瘤免疫學(xué)中增強(qiáng)了腫瘤類器官的臨床相關(guān)性。異質(zhì)性的三維結(jié)構(gòu)和空間排列形成了微型器官，可以體現(xiàn)原始腫瘤的基因組、形態(tài)和生理特征。有助于為I/O藥物產(chǎn)生更準(zhǔn)確的療效和效力數(shù)據(jù)，確認(rèn)耐藥機(jī)制或了解治療失敗的原因，了解模型多樣性/異質(zhì)性。

? ? ? ?腫瘤類器官共培養(yǎng)平臺(tái)的體外特性也使它們比體內(nèi)模型更具可擴(kuò)展性，這意味著可以同時(shí)測(cè)試多個(gè)藥物和供體/模型組合。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，對(duì)應(yīng)的健康的類器官也可以同時(shí)開發(fā)，以評(píng)估對(duì)人體組織的任何潛在的脫靶效應(yīng)，這在體內(nèi)模型是不可能實(shí)現(xiàn)的。

|?免疫細(xì)胞激動(dòng)雙特異抗體類器官模型

? ? ?? 雙特異性抗體藥物上市將為癌患者帶來巨大的福音。雙特異性抗體藥物可以結(jié)合兩個(gè)靶向位點(diǎn)，一個(gè)是腫瘤細(xì)胞表面的腫瘤抗原，另一個(gè)是免疫細(xì)胞表面的抗原。普通的單抗只能結(jié)合單一的抗原，其結(jié)合特異性相對(duì)較低，容易發(fā)生脫靶效應(yīng)。雙特異性抗體藥物可以募集和激活免疫細(xì)胞，擁有比單抗藥物更強(qiáng)大的療效。

|?類器官臨床前藥物活性檢測(cè)案例

腸癌類器官T細(xì)胞激動(dòng)雙特異抗體A活性實(shí)驗(yàn)

周期：2-3周

雙特異抗體模型測(cè)試某藥物活性試驗(yàn)展示：

? ? ? 根據(jù)客戶需求，構(gòu)建患者腫瘤類器官模型，與該患者外周血來源T-cell共培養(yǎng)，按照類器官+T-cell+CD3雙特異型抗體A、類器官+T-cell+Isotype抗體、類器官+CD3雙特異型抗體A分別處理，每組三個(gè)重復(fù)。

試驗(yàn)結(jié)果展示：

? ? ? 結(jié)果顯示，類器官+T-cell+CD3雙特異型抗體實(shí)驗(yàn)組，T-cell被招募與腫瘤類器官結(jié)合，并被激活殺傷PDO。表明T-cell-PDO模型能在體外反應(yīng)雙特異抗體的激活殺傷效應(yīng)。

CRC-07 模型信息展示

|?類器官臨床前藥物活性檢測(cè)案例

肝癌類器官模型檢測(cè)藥物MSJY-01、MSJY-02、MSJY-03活性周期：15個(gè)工作日客戶要求測(cè)試候選藥物MSJY-01、MSJY-02、MSJY-03在某癌種類器官模型上的活性。根據(jù)客戶需求討論設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案：取庫(kù)中XX株腫瘤類器官模型，實(shí)驗(yàn)藥物進(jìn)行X個(gè)梯度濃度，X個(gè)重復(fù)處理，觀察類器官生長(zhǎng)狀態(tài)，記錄明場(chǎng)形態(tài)，測(cè)定類器官細(xì)胞活率并計(jì)算藥物IC50值，統(tǒng)計(jì)分析XX株患者來源腫瘤類器官的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，出具報(bào)告

HCC-28模型候選藥測(cè)活結(jié)果：MSJY-03敏感，MSJY-02輕度敏感，MSJY-01不敏感。

HCC-28模型信息展示

? ? ?? HCC-28 （Hepatocellular carcinoma, HCC）對(duì)Sorafenib藥物敏感性檢測(cè)，IC50值 2.26 μM，顯示該藥物敏感，其結(jié)果與臨床對(duì)照相符。

| 類器官敏感隊(duì)列和耐藥隊(duì)列模型

肝癌PDO的藥物測(cè)試數(shù)據(jù)：

腫瘤類器官庫(kù)中敏感株和耐藥株模型，KRAS、RAF1、PIK3CA和BRAF 都是野生型。

>?參考文獻(xiàn)

1.?Driehuis, E., Kretzschmar, K. & Clevers, H. Establishment of patient-derived cancer organoids for drug-screening applications. Nat Protoc 15, 3380–3409 (2020).

2.?Fusco, P. et al. Patient-derived organoids (PDOs) as a novel in vitro model for neuroblastoma tumours. BMC Cancer 19, 970 (2019).

作者：海星生物 公眾號(hào)：Cas9X細(xì)胞基因編輯

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