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3D 細胞培養技術でリスクを軽減しつつ、自信を持って薬剤候補を次の段階へ

3D 細胞培養技術は、腫瘍微小環境が腫瘍の進行や治療抵抗性に与える影響を考慮することで、2D(単層)細胞培養アッセイの限界を克服します。2D In vitro モデルを使用した前臨床試験で高い有効性を示す抗癌剤候補でも、そのうち約 95%1 が有効性の欠如と高い毒性により臨床試験に失敗しています。これは、2D 細胞培養アッセイが腫瘍の成長・増殖における生理的条件を忠実に再現できないため、臨床反応を正確に予測することができないのが理由です。したがって、In vivo での細胞間/細胞-細胞外基質(ECM)の相互作用や、低酸素症、壊死、血管形成、細胞粘着などの現象を含む、ヒト組織環境を模倣した腫瘍特異的 3D 培養モデルの使用が不可欠です。これにより、人体をより正確に再現したシステムで抗癌剤をテストできるようになります。

当社ポスターを表示

In vivo 反応を予測する、再建プレートベースの 3D スクリーニングアッセイ

AACR 2022 にて発表

当社サービス:3D 細胞培養技術を活用し、前臨床研究を促進

正確な臨床反応データを得るために不可欠な、Predictive Oncology® 患者由来、組織特異的、腫瘍特異的 3D 培養プラットフォーム

当社の使命は、お客様が先進的な腫瘍特異的 3D In vitroモデルを利用できるようにして、臨床試験における抗癌剤候補の治験の失敗率を低く抑えることです。当社は、オンコロジー医薬品の創薬と研究を促進する革新技術への投資を続けています。Predictive Oncology® 3D In vitro モデルは、より信頼性の高い結果をもたらす新しいツールで、オンコロジーおよび Immuno-Oncology 治療に対する反応を早期に評価することができます。

これらのユニークな細胞培養モデルを活用することで、ヒト組織を 3D で再構成することができるうえに、各疾患の状態を正確に表現し、In vivo で得られると予想される薬物反応をよりリアルにシミュレーションできる環境が整います。この包括的な 3D 培養プラットフォームは、組織特異的な細胞および細胞外要素を統合し、腫瘍とその周辺環境間の重要な相互作用を維持することができます。この技術により、医薬品開発プロセスの早い段階で効果のない化合物を排除し、有望な候補化合物で研究を進めることができます。

Predictive Oncology® 組織特異的 3D 培養モデルを使用するメリット

Predictive Oncology® モデルを活用することで、そこから得られる結果と臨床反応との相関性を高レベルで示すことができます。つまり、さまざまな癌モデルや組織において、治療薬候補で見込まれる臨床アウトカムを確実に予測することができます。Predictive Oncology® モデルの特徴は以下の通りです:

  • 固形腫瘍および血液悪性腫瘍由来の癌細胞株の 3D 回転楕円モデル(表 1)
  • 急性骨髄性白血病や多発性骨髄腫などの適応症に対する、3D ECM で増殖した原発腫瘍からの患者由来モデル
  • 共培養 / マルチコンパートメントモデル:例えば、再構成された転移(r-Met)マルチコンパートメントモデルは、標的発見と医薬品検査向けに転移細胞集団を利用できる唯一のモデルです。
  • 目的の腫瘍や組織に合わせて完全にカスタマイズ可能:複数の細胞タイプ、薬剤クラス(低分子、抗体、抗体薬物複合体(ADC)、免疫調節薬、CAR-T 細胞などを含む)、および下流の分析方法に対応可能

表 1: 3D モデルシステムあり

モデル

TUMOROIDS

ヒト | マウス

共培養*

(腫瘍細胞株を含む)

初代細胞 / 初代共培養モデルタイプ
r-Bone(骨髄)

NCI-H929

RPMI-8226

U266

KMS-12

XG-6

J558(開発中)

5TGM1(開発中)

MSC

BMMC

PBMC

T 細胞

精製免疫細胞​​​​​​​

多発性骨髄腫 BMMC

AML BMMC

健康な BMMC

腫瘍

骨髄毒性

転移性固形腫瘍

ヒト

マウス

r-Breast

BT-474

CAL51

MCF10 進行

MCF7

MDA-MB-231

SK-BR3

T47D

ZR75

4T1

EMT6

E0071

PyMT

線維芽細胞

CAFs

 

MSC

PBMC

精製免疫細胞​​​​​​​
(T、B、樹状細胞)

HMEC

トリプルネガティブ(開発中)

ER+/PR+(開発中)

腫瘍

転移

ヒト

マウス

r-Lung

A549

NCI-H460

HCC827

 NSCLC(開発中)

腫瘍

転移

ヒト
r-Stomach

MKN-74

AGS

  腫瘍ヒト
管形成アッセイ   

HUVEC

内皮細胞

内皮管形成

ヒト

マウス

r-Liver(開発中)開催日未定開催日未定 

肝細胞(開発中)

星細胞

腫瘍

薬物代謝と毒性

ヒト

ラット

マウス

r-Pancreas(開発中)

MiaPaca2

Panc1

   腫瘍ヒト

*BMMC/骨髄単核細胞、CAF/癌関連線維芽細胞、MSC/間葉系幹細胞、PBMC/末梢血単核細胞

3D 細胞培養技術で実行可能なテスト

  • 抗がん剤および薬剤の組み合わせ(低分子およびバイオロジックス)の有効性スクリーニング
  • 抗体薬物複合体(ADC)、二重特異性/三重特異性抗体、CAR-T 細胞など、幅広いオンコロジー免疫療法の評価
  • 作用機序と免疫調節のメカニズムの解明
  • 薬剤耐性のメカニズムの解明
  • 失敗した薬剤候補の救済
  • 標的外毒性の評価
  • 腫瘍微小環境の再構築における評価
  • 原発性および転移性腫瘍における創薬

Predictive Oncology® との提携を通じて、3D 細胞培養技術の導入の推進に取り組む

オンコロジー治療における効率的な開発を促進するためのソリューションを提供するという取り組みの一環として、当社は Predictive Oncology® と提携し、同社の高度な技術に基づく腫瘍特異的な 3D 前臨床モデルの開発・市販化を進めていきます。一例として、再建骨(r-Bone)モデルは、多発性骨髄腫、急性骨髄性白血病、転移性固形腫瘍に見られる腫瘍内微小環境をシミュレーションしたプレートベースの 3D 培養アッセイです。このモデルの特徴について詳しくは、「Tech Spotlight」とウェビナーをご覧ください。

参照:

  1. Kola I, Landis J. Can the pharmaceutical industry reduce attrition rates? Nat Rev Drug Discov. 2004年8月;3(8):711-5. doi: 10.1038/nrd1470. PMID: 1528673

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