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細胞治療臨床前試驗如何確效? 細胞 GPS定位、定量、定性
2021-06-22

為確立細胞治療的安全性、生物分佈和推估治療效果,透過以胞吞作用標定細胞為原理開發之長時間細胞追蹤試劑、藥動學檢驗平台及影像與定量技術,可有效地監控細胞藥物在動物體內的狀態,精確定位移植細胞數量和位置……


| 路明思生技 |

 

      細胞治療是將細胞當作藥物來對人體進行治療,因此在細胞藥物開發前期,如果能對細胞藥物在動物疾病模式中的動態變化進行監控,會大大縮短早期摸索及評估的時間;以審查單位的角度來看,廠商也必須在申請臨床試驗前提供細胞的安全性(Safety)以及生物分佈(Bio-D)和細胞藥物動力學(PK/PD)等佐證資料,闡述對細胞藥物具有極高的掌握程度以及合理推估其發生治療效果的機制,但現行的檢測方式並無法全面地回答這類的問題,因此路明思生技開發出『細胞追蹤試劑』與『細胞藥物之藥物動力學檢驗平台』來解決目前細胞治療於臨床前評估的問題
 

▌以細胞追蹤標定、藥動學檢驗 佐證臨床前試驗成效

      『細胞追蹤試劑』具有良好的生物相容性及長效地螢光訊號輸出特性,因此適用於細胞標定及長時間(Long-term)追蹤,並結合『細胞藥物動力學檢驗平台』佐以影像及定量技術,將有效地監控細胞藥物在動物疾病模式的狀態,能精確地定位移植細胞數量和位置,亦可客制化進行試驗設計,包含材料製備、細胞標定、動物試驗、檢體處理、樣品分析等,同時整合進其他技術系統多方驗證,如:免疫染色、聚合酶連鎖反應 (PCR)、組織學染色(HE Stain)、IVIS系統、流式細胞儀、細胞影像分析…等分析技術,進而擴大此平台的應用性以協助研發單位或細胞治療公司完成法規所需之臨床前藥動數據,綜整本平台六大優勢:

  1. 可處理大型動物模型與精準地細胞體內定位
  2. 可追蹤細胞與相關製劑在動物體內的生物分佈(biodistribution, Bio-D)
  3. 可做到高通量(High throughput)定量
  4. 可分析細胞藥物的動力學分析(Pharmacokinetics, PK)、(Pharmacodynamics, PD)
  5. 可輔助客戶端大小動物的疾病模式試驗
  6. 此技術平台,無論在體外實驗(in vitro)或是活體內(in vivo)試驗,都不會對細胞的功能產生任何影響。

 

▌技術強項與優勢

1. 高生物相容性
目前細胞標定技術以螢光蛋白為主,其機制是對細胞核內的基因片段作改質,易有過量轉染之風險,造成細胞死亡,導致廠商開發時間拉長,大幅降低產品上市成功率。而創新的細胞追蹤試劑(LuminX Cell Tracking KitTM)藉由胞吞作用標定細胞,不須對細胞核進行改質,不具有細胞毒性,可避免開發過程中標定細胞死亡,維持細胞功能,且僅使用單一步驟即可完成細胞標定,無須依賴專業試驗人員操作,減少繁瑣的操作過程,提升實驗穩定度,有利於廠商後續的研發進展。

2. 長時間追蹤細胞
目前活體細胞追蹤以螢光蛋白或染料為主,其螢光訊號會因為環境或激發光源照射而使訊號會產生光漂白(Photobleaching),讓螢光訊號消逝,因此廠商無法有效地監控細胞狀態或位置,對於細胞產品後續的效應難以評估。LuminX『細胞追蹤試劑』,其螢光訊號穩定,不會因環境或激發光源照射產生變化,即使以雷射光激發照射長達20分鐘以上,仍能維持訊號穩定輸出,因此有效提供廠商長期監控細胞的狀態與位置,即使進到生物體內之後,其螢光依然穩定放光,有利於廠商做臨床前細胞產品於動物體內細胞定位測試,可進行細胞治療產品之細胞藥物動力學分析。

3. 無背景值干擾的顯影影像技術
目前檢測細胞組織切片通常是以螢光染色為主,隨著激發光源激發切片會同時激發到來自背景的螢光雜訊或組織自體螢光(tissue auto-fluorescence),另外用抗體進行組織切片染色也常常會有非專性標定的問題發生,造成難以判別是否為植入細胞的螢光訊號。而公司的『細胞追蹤試劑』結合『細胞藥物之藥物動力學檢驗平台』可將自體螢光的背景雜訊去除,僅讓標定好的螢光細胞發出螢光訊號,達到無背景值干擾的影像(Background-free image),且無需再使用抗體染色,其偵測到的螢光訊號即為當初標定好的螢光細胞,提供精準的螢光標定細胞於體內的影像定位,大幅降低非專一性影像干擾的問題。

4. 提供細胞量化數據
目前細胞量化分析通常使用即時聚合酶連鎖反應(qPCR),但其分析過程繁瑣,須從很大的組職中隨機取出一微小部位,再經過均質、純化、萃取,後續還要設計合適的引子(Primer)進行訊號放大,且再從反應過後所得到的Ct 值,利用線性校正迴歸的方式,去回推整個組織內有多少細胞數,但往往會有取樣的誤差,且每個步驟也都會有產生誤差的風險。公司團隊開發的『細胞藥物之藥物動力學檢驗平台』,利用材料光學特性,搭配量化儀器分析,不僅可以達到整個器官的量化分析,亦可針對同器官內不同的組織進行精準地局部量化檢驗。此高通量的定量細胞量化技術,可以回答細胞在整個生物體內隨著時間變化的動態分佈,協助廠商在研究初期得以追蹤細胞動態,驗證在其細胞治療適應症的成果,為後續的發展擬定策略方向。

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