2010年前后，类器官与器官芯片技术逐渐受到医药行业的关注。经过十余年的发展，科研人员逐渐开发出功能更为完整和复杂、仿真度更高的模型，早期肺、肠、肝等单器官芯片，开始向多器官串联芯片发展，组织芯片、肿瘤芯片等更多种类的类器官芯片类型开始出现。
在多器官串联芯片领域，生物技术公司TissUse绝对拥有话语权。2010年， TissUse在德国柏林成立，开发出了独特的“多器官芯片”平台，这种多器官芯片提供了一种新方法来预测药物的毒性、药代动力学以及体外疗效，能够减少和替代实验室动物试验，并简化人体临床试验。
01
专注多器官串联芯片，首次推出组织芯片
相较于药物筛选所用的小动物模型或者单器官芯片，多器官串联芯片可以将多个类器官整合到通用的循环介质环境中，从而支持更复杂、更符合生理学意义的药物筛选。将药物靶器官和肝脏、肾脏等类器官芯片串联，可在测试药物效果的同时，检测药物在人体相关剂量下对肝脏、肾脏的毒副作用，以便在不安全药物到达临床应用前对其进行准确监测，保障临床患者用药的安全性。这让多器官串联芯片成为了医药行业更可靠和经济的研究工具之一。
TissUse最初由Reyk Horland与Uwe Marx共同创立。Uwe Marx在 2010 年至 2020 年期间担任首席执行官，创立TissUse前，在柏林工业大学领导多器官芯片开发项目。Reyk Horland在担任业务发展主管 8 年后，于 2020 年 10 月被任命为 TissUse 首席执行官，并在 2014 年领导了 HUMIMIC ® 技术的面世。
公司另外一位核心高管为Silke Hoffmann，为公司的知识产权与创新副总裁。Silke Hoffman，曾在德国CDMO企业ProBioGen AG担任知识产权经理，负责专利管理、运营研究等工作，拥有丰富的生物化学背景以及知识产权经验。
在类器官芯片最初受到关注时，虽然具有便利性，但是仍有问题不可避免。人体细胞的体外培养比较单一，并不能做到体系化和系统性，而模式动物虽然能够模拟人体的生理机理，人源化却是问题，这些都导致在做药物筛选时，无法进行准确的药效预测。
基于这些缺陷，TissUse成立后，不做单一器官的类器官芯片，而是做人体组织芯片，并做多器官串联培养。他们开发了一种 “Human-on-a-Chip”的技术平台，用于加速制药、化学、化妆品和个性化医疗产品的开发。 这项技术是有史以来，第一次使用人体组织在芯片上以提供临床前研究，并预测化学物质及其代谢对模型的影响。
TissUse 开发了专有的商业化 MOC （Multi-Organ-Chip）技术平台，这是一种微流体微生理系统，能够维持和培养微型器官等效物，长期模拟它们各自对应物的生物学功能。这项技术可在尽可能小的生物尺度上，模拟多个人体器官在真实生理环境中的活动。MOC结合了生物学主要特征，支持重复剂量毒性试验和长期疾病治疗的各种功效试验的进行。该技术允许基于一次性芯片微生理系统，灵活定制组合不同的组织结构或器官。
目前，TissUse 的MOC平台支持从单一器官到复杂多器官的培养，甚至已经可以做到四器官培养。 提供的器官模型涵盖了肝脏、肠道、皮肤、脉管系统、神经元组织、心脏组织、软骨、胰腺、肾脏、甲状腺、毛囊、肺组织、脂肪组织、肿瘤模型和骨髓等，现在还在开发更多的器官模型。
02
HUMIMIC日渐成熟，商业化道路已打通
基于MOC技术平台，TissUse在2014年推出了其类器官培养系统HUMIMIC。
HUMIMIC的系统化服务方案包括硬件、软件、特定细胞、芯片系统、技术服务，可以实现在没有病人的情况下进行疾病测试。为获取更高相关与准确的测试结果，HUMIMIC具备人体器官模型的自动芯片测试，配备具有指示相关性的器官模型芯片，以及为芯片配备的患者自身相关病变器官亚基，这一系列产品，为能够在接触生物体之前检测其安全性和有效性，以及评估整个个性化治疗效果奠定了基础。
HUMIMIC具有紧密的芯片设计，能够模拟逼真的人体内生理环境，包括温度，湿度，气流，压力，液体流动等，芯片底部有不同的微流道设计，针对不同的器官，可以单独设置提供相应的培养条件，提供精准的培养和分化环境。这能高效均一地获得用于研究或药物筛选的类器官，具有较好的重复性。
自动化细胞培养、分化一体设备可以提高类器官定向分化成功率。HUMIMIC系统能同时培养4种不同的类器官，并且通过微流控技术把这四种不同的类器官联系在一起，进行多器官串联培养相关的研究。
有了MOC技术平台以及HUMIMIC系统，TissUse已经开拓了较为完善的商业化道路。
此前， TissUse曾与多家企业达成合作 。TissUse与阿斯利康合作，基于其MOC技术建立相关的微生理系统（MPS）模型，用于研究基于胰岛素和葡萄糖调节的胰岛-肝脏串扰，构建2型糖尿病综合模型。
TissUse还与罗氏建立了新的合作伙伴关系，开发用于评估谱系特异性造血毒性和评估治疗性抗体药代动力学的检测方法。TissUse将其MOC技术作为一种高度通用工具来开发体外检测，以提高早期候选药物安全性的预测。
此外，TissUse还与拜耳合作建立了肝-内分泌组织多器官模型。在最近与PMI（Philip Morris International ）的合作中，共同开发人体气溶胶测试平台来模拟整个人体呼吸道。
与大企业的合作，让TissUse在2014 年HUMIMIC ® 技术上市以来，实现了可观的年销售增长率。
目前，类器官芯片仍有缺乏血管化结构、器官系统化程度低等问题有待解决。TissUse也正面临着全血供应和器官模型神经支配方面的技术突破，以及 HUMIMIC平台个性化免疫系统的不断成熟。TissUse将继续解决接下来的挑战，以在微型芯片上建立复杂的系统人类生物学。
*封面来源：123rf
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