在非臨床和臨床研究中,為了避免尖端扭轉(zhuǎn)型室速 (TdP) 等不良反應(yīng),評估藥物誘導(dǎo)的心臟毒性仍然具有挑戰(zhàn)性。大量研究表明,人類誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞 (hiPSC-CM) 是檢測藥物誘導(dǎo)的 TdP 風(fēng)險的有力平臺。
綜合體外致心律失常評價 (CiPA) 驗(yàn)證研究表明,hiPSC-CM可以比人類 ether-a-go-go 相關(guān)測定和 QT 間期延長更準(zhǔn)確地評估臨床 TdP 風(fēng)險。對于心律失常事件,如hiPSC CMs的早后除極(EAD),綜合體外致心律失常評價(CiPA)和日本iPS心臟安全性評估(Japan iPS Cardiac Safety Assessment)已經(jīng)進(jìn)行了驗(yàn)證研究,以評估多個實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的藥物誘發(fā)心律失常風(fēng)險。CiPA研究評估了28種藥物的療效,根據(jù)專家共識,這些藥物被分為三個臨床TdP風(fēng)險組(高、中、低)。與hERG檢測和QT間期延長相比,hiPSC CMs可以更準(zhǔn)確地評估臨床TdP風(fēng)險。然而,在CiPA評價的 28個化合物中,仍有一些異常值,如苯丙地爾、美西律和雷諾嗪。因此,研究其他方法提高h(yuǎn)iPSC CMs中TdP風(fēng)險的可預(yù)測性很重要。
日本國家健康科學(xué)研究所和岡山大學(xué)的科學(xué)家評估了陽性化合物多非利特、陰性化合物阿司匹林和幾種CiPA化合物(bepridil、美西律和雷諾嗪)對在 hiPSC-CM 中電-機(jī)械窗口(E-M 窗口)的影響,并使用MED64微電極陣列分析和運(yùn)動分析。與之前的體內(nèi)研究類似,具有高TdP風(fēng)險的多非利特降低了hiPSC-CM的 E-M 窗口,而具有低 TdP 風(fēng)險的阿司匹林幾乎沒有效果。在CiPA中歸類為 TdP 高風(fēng)險組的 Bepridil 降低了 hiPSC-CM 中的 E-M 窗口,而在CiPA中歸類為低 TdP 風(fēng)險組的雷諾嗪和美西律略微降低或?qū)?E-M 窗口幾乎沒有影響hiPSC-CM的數(shù)量(見圖一)。因此,hiPSC-CM 中的 E-M 窗口可用于將藥物分為高風(fēng)險和低風(fēng)險TdP。

圖一 藥物導(dǎo)致E-M窗口改變
研究結(jié)果表明,E-M窗口提高了使用hiPSC-CM藥物誘導(dǎo)的TdP風(fēng)險的可預(yù)測性。
日本國家健康科學(xué)研究所和岡山大學(xué)的科學(xué)家使用日本AlphaMED公司的MED64微電極陣列系統(tǒng)去捕捉hiPSC-CM電信號,從而預(yù)測藥物誘導(dǎo)的TdP風(fēng)險。MED64微電極陣列是市場上最靈敏的高通量細(xì)胞外場電位記錄系統(tǒng),MED64放大器和微電極陣列電極都是專為靈敏度而設(shè)計。藥物研發(fā)過程中,心臟安全性評估是藥物申報的是必要資料。MED64可以記錄來自組織切片,類器官和細(xì)胞的電生理信號,獨(dú)特的低噪聲原始數(shù)據(jù),多個頻率分析能力,能產(chǎn)生更可靠和更可重復(fù)的數(shù)據(jù),低噪音和高靈敏度設(shè)計使其能靈敏的捕捉到心肌細(xì)胞T波的信號,為分析場電位時程提供必要數(shù)據(jù),目前已經(jīng)成為CiPA評估藥物致心臟毒性、藥物安全性評價的最佳工具。
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