JP2018533931A - がん転移をモデル化するためのin vitroでの方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その両方の開示がそれらの全体として参照により一部をなすものである、2015年10月2日に出願した米国仮特許出願公開第62/236,361号および米国仮特許出願第62/241,872号の恩恵を主張するものである。
(a)一次チャンバー、
(b)少なくとも1つの二次チャンバー、
(c)一次および二次チャンバーを接続し、かつ、その間の流体連通(例えば、増殖培地の流れのような)をもたらす、少なくとも1つの一次導管、
(d)前記一次チャンバー内に、哺乳類がん細胞を含む一次オルガノイド、
(e)前記二次チャンバーそれぞれの内に、少なくとも1つの二次オルガノイド、ならびに
(f)任意選択的に、前記一次チャンバー、前記二次チャンバーのそれぞれ、および前記一次導管中において、増殖培地
を含む装置である。
(a)本明細書で述べる装置を用意するステップと、
(b)第1のチャンバーから第2のチャンバーに増殖培地を循環させるステップと、
(c)試験化合物を(例えば、試験化合物を増殖培地に加えることにより)一次オルガノイドに投与するステップと、
(d)試験化合物が投与されない場合に第2のオルガノイドに存在するがん細胞の数と比較して、第2のオルガノイドにおけるがん細胞の存在の減少(数または密度の変化)を判定するステップと
を含む方法である。
本発明で用いる「細胞」は、一般的に、動物細胞、とりわけ哺乳類および霊長類細胞であり、その例には、ヒト、イヌ、ネコ、ウサギ、サル、チンパンジー、ウシ、ブタ、ヤギが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、細胞は、がんの治療を受けている対象または患者から得られる。細胞は、好ましくは少なくとも一部は、肝臓、腸、膵臓、リンパ節、平滑筋、骨格筋、中枢神経、末梢神経、皮膚、免疫系等のような、特定の細胞または組織型に分化している。一部の細胞は、下でさらに議論するように、がん細胞であり得、その場合、それらは、これも下でさらに検討するように、任意選択であるが、好ましくは検出可能な化合物を(天然で、または組換え技術により)発現する。
本発明の組成物は、「バイオインク」中の生きた細胞を含み得るものであり、「バイオインク」はさらには、架橋性ポリマー、堆積後架橋基または剤、および増殖因子、(例えば、架橋の)開始剤、(バランスのための)水等を含むが、これらに限定されない、他の任意選択の構成要素から構成される。組成物は、好ましくはヒドロゲルの形態である。組成物の様々な構成要素および特性は、下でさらに検討する。
上で言及したように、本発明を実施するために用いられる細胞は、好ましくは動物細胞(例えば、鳥、爬虫類、両生類等)であり、いくつかの実施形態において、好ましくは哺乳類細胞(例えば、イヌ、ネコ、マウス、ラット、サル、類人猿、ヒト)である。細胞は、分化または非分化細胞であり得るが、いくつかの実施形態において、組織細胞(例えば、肝細胞のような肝臓細胞、膵臓細胞、心筋細胞、骨格筋細胞等)である。また上述のように、いくつかの実施形態において、細胞は、がんの治療を受けている対象または患者から得られる。
(i)第1のオルガノイドが、結腸がん細胞と組み合わされた腸上皮細胞を含み、第2のオルガノイドが肝臓、中枢神経、末梢神経もしくは骨オルガノイドを含む場合;
(ii)第1のオルガノイドが、小細胞肺がんもしくは肺腺がん細胞と組み合わされた肺気道上皮細胞を含み、第2のオルガノイドが末梢神経、中枢神経、肝臓もしくは骨オルガノイドを含む場合;
(iii)第1のオルガノイドが、乳がん、腺がんもしくは肉腫細胞と組み合わされた乳腺上皮細胞を含み、第2のオルガノイドが肝臓、末梢神経、中枢神経(例えば、脳組織)、骨、肺、リンパ節、平滑筋、骨格筋もしくは皮膚オルガノイドを含む場合;
(iv)第1のオルガノイドが、前立腺腺房もしくは導管腺がん細胞と組み合わされた前立腺細胞を含み、第2のオルガノイドが肝臓、末梢神経、中枢神経、骨、肺もしくはリンパ節オルガノイドを含む場合;
(v)第1のオルガノイドが、ケラチノサイト、任意選択的にメラノサイトおよび黒色腫細胞を組み合わせて含み、第2のオルガノイドが肝臓、末梢神経、中枢神経、骨、肺、皮膚もしくはリンパ節オルガノイドを含む場合;
(vi)第1のオルガノイドが中枢神経系腫瘍細胞(例えば、神経膠芽腫細胞、星状細胞腫細胞等)、任意選択的に分化した中枢神経系細胞(例えば、星状細胞、ニューロン等)を含み、第2のオルガノイドが中枢神経オルガノイドを含む場合;
(vii)第1のオルガノイドが、肝がんもしくは肝細胞がん細胞と組み合わされた肝臓細胞を含み、第2のオルガノイドが末梢神経、中枢神経、リンパ節、肺もしくは骨オルガノイドを含む場合;
(viii)第1のオルガノイドが、膵臓腺がん細胞と組み合わされた膵臓細胞を含み、第2のオルガノイドが末梢神経、中枢神経、リンパ節、肝臓、肺もしくは骨オルガノイドを含む場合;
(ix)第1のオルガノイドが、子宮内膜がん、子宮肉腫もしくは子宮がん肉腫細胞と組み合わされた子宮内膜細胞および任意選択的に子宮筋層細胞を含み、第2のオルガノイドが肺、リンパ節、肝臓、骨、中枢神経、皮膚、平滑筋もしくは骨格筋オルガノイドを含む場合;または
(x)第1のオルガノイドが、子宮頸部扁平細胞がんもしくは腺がん細胞と組み合わされた子宮頸部粘膜細胞および任意選択的に平滑筋細胞を含み、第2のオルガノイドが膀胱、骨、肺、肝臓、平滑筋、骨格筋もしくは腸オルガノイドを含む場合
を含む。
本明細書で述べる方法に用いる場合、堆積後にその弾性係数を増加させるためにそれをさらに架橋させることができる限り、適切なプレポリマーを用いて、本発明を実施することができる。
いくつかの実施形態において、組成物は、堆積後架橋基(post−deposition crosslinking group)を含む。ポリエチレングリコールジアルキン、他のアルキン官能基化基、アクリレートまたはメタクリレート基等のようなマルチアームチオール反応性(multi−arm thiol−reactive)架橋剤を含むが、これらに限定されず、それらの組合せを含む、適切な架橋基を用いることができる。
本発明の組成物は、任意選択的に、ただし、いくつかの実施形態においては、好ましくは、開始剤(例えば、熱または光開始剤)を含み得る。上記プレポリマーと第2の(または堆積後)架橋基との間の反応を触媒するあらゆる適切な開始剤を(例えば、加熱時または光への曝露時に)用いることができる。
本発明の組成物は、任意選択的に、ただし、いくつかの実施形態においては好ましくは、(例えば、含められる特定の細胞および/または生成される個別の組織代替物に適切な)少なくとも1つの増殖因子を含み得る。いくつかの実施形態において、増殖因子および/または他の増殖促進タンパク質は、組織細胞に対応する組織に由来する脱細胞化細胞外マトリックス組成物(「ECM」)(例えば、生きている動物細胞が肝臓細胞である場合には、脱細胞化細胞外肝臓マトリックス;生きている動物細胞が心筋細胞である場合には、脱細胞化細胞外心筋マトリックス;生きている動物細胞が骨格筋である場合には、脱細胞化骨格筋マトリックス;等)に加えることができる。追加のコラーゲン、グリコサミノグリカン、および/またはエラスチン(例えば、細胞外マトリックス組成物を補うために加えることができる)等も含めることができる。
組成物は、好ましくは、どのような堆積方法が用いられるとしても(例えば、押出堆積)、操作し、基材上に堆積させることができるような、室温かつ大気圧で十分に低い弾性係数を有する。さらに、任意選択的に、ただし、いくつかの実施形態においては、好ましくは、それが、後に架橋するまで(架橋が自発的、熱または光開始等かを問わず)堆積される形状または構造を実質的に保持するように再び室温かつ大気圧で十分に高い弾性係数を有する。いくつかの実施形態において、組成物は、堆積の前に、室温かつ大気圧で0.05、0.1または0.5から1.5または10キロパスカルまで、またはそれ以上の剛性を有する。
1つの非限定的であるが、好ましい使用方法において、組成物は、本明細書で述べたオルガノイドを製造する方法に用いられる。そのような方法は、
(a)上述の押出し可能なヒドロゲル組成物を含む貯槽を用意するステップと、次いで
(b)ヒドロゲル組成物を(例えば、注射器による押出しにより)基材上に堆積させるステップと、次いで
(c)上記ヒドロゲルの剛性を増加させ、かつ、上記3次元臓器構築物を形成するのに十分な量で、上記第2の架橋基により、(例えば、ヒドロゲルを加熱すること、ヒドロゲル組成物に光(例えば、環境光、UV光)を照射すること、ヒドロゲルのpHを変化させること等により)上記プレポリマーを架橋するステップと
を含む。
製造されると、上述の部分的組合せまたは「カートリッジ」は、直ちに使用する、または貯蔵および/もしくは輸送のために用意することができる。
上述のように、本発明のさらなる態様は、がん細胞に対する抗転移(または他の生理学的もしくは薬理学的)活性について試験化合物をスクリーニングする方法であって、
(a)本明細書で述べる装置を用意するステップと、
(b)第1のチャンバーから第2のチャンバーに増殖培地を循環させるステップと、
(c)試験化合物を(例えば、試験化合物を増殖培地に加えることにより)一次オルガノイドに投与するステップと、
(d)試験化合物が投与されない場合に第2のオルガノイドに存在するがん細胞の数と比較して、第2のオルガノイドにおけるがん細胞の存在の減少(数または密度の変化)を判定するステップと
を含む方法である。
<材料および方法>
細胞培養:ヒト結腸がん細胞(HCT−116、赤色蛍光タンパク質[RFP]を事前にトランスフェクトした)、ヒト腸上皮細胞(INT−407)、およびヒト肝がん細胞(HepG2)を、10%ウシ胎児血清(FBS、Hyclone、Logan、UT)含有ダルベッコ最少必須培地(DMEM、Sigma、St.Louis、MO)を含む15cm組織処理皿を用いて、組織培養プラスチック上に2Dで90%集密度まで増殖培養した。トリプシン/EDTA(Hyclone)を用いて細胞を基材から脱離させ、さらなる試験に用いる前に培地に再懸濁した。
MOCシステムにおける腫瘍オルガノイドは腸から肝臓に移動する:オルガノイドは、3D培養11,15、腫瘍モデル10およびバイオファブリケーション技術12−14のような応用において組織工学および再生医療16,24で広範に用いられているヒアルロン酸(HA)およびゼラチンベースのヒドロゲル、HyStemを用いた細胞封入(図1A)により作製した。架橋剤の形状(直鎖、4アームおよび8アーム)の調節は、後に述べる、オルガノイドの弾性係数を調節するために用いることができる。各マイクロ流体デバイスは、通常のソフトリソグラフィー、レプリカモデリングおよび層ごとの積み重ねを用いて作製された、流体流路により接続された2つの円形チャンバー(直径10mm、厚さ3mm)から構成されていた(図1B)23。各組のチャンバーは、回路を経る流れを駆動するためのマイクロ蠕動ポンプおよび培地貯槽に接続された入口および出口を有していた(図1C−D)。密封デバイスにおいて、25μLの腸−腫瘍オルガノイドおよび肝臓オルガノイドを形成し、次いで、マイクロ蠕動ポンプにより貯槽から供給された一定の流れ(10μL/分)のもとで維持した。一次オルガノイド内の腫瘍病巣を含む培養されたRFP標識HCT−116細胞は、時間の経過とともに増殖し、典型的には培養のほぼ14日目に、オルガノイドから循環中への播種が起こるまでRFP陽性腫瘍領域のサイズが成長した(図2A)。循環に入った後、転移細胞は、二次肝臓オルガノイドに到達し、生着し、増殖し続けた多細胞の突出および凝集体を介してそれらに浸潤することができた(図2B)。播種から生着までの時間にはばらつきがあるが、典型的には循環中への播種後2〜3日以内に起こる。腫瘍により占有されたオルガノイド面積の百分率は、特注MatLabセグメンテーションコードを用いて各部位における複合画像を評価し(図2C)、一次オルガノイドにおける腫瘍の増殖の傾向をさらに実証した。蛍光HCT−116細胞は、1日目の評価では視野の低い割合(0.05%未満)を占めていたが、時間の経過とともに増殖し、評価した視野のほぼ20%となった。重要なことに、このデータは、転移下流部位における定着後の腫瘍増殖の開始および継続も示している。この第2の増殖曲線において、14日目(本発明者らが、腫瘍細胞が循環に入ることを初めて認めた時点である)にはHCT−116細胞はゼロであったが、それらは、18日目までに急速に足場を確立し、続く6日間にわたって数と腫瘍の割合が速やかに増加している。
3Dオルガノイドを用いるMOCシステムの概念は、がん研究における多くの現在の短所に対処するものである。第一に、動物モデルは、しばしば長い実験時間および試験規模の調節が困難であるため、迅速な試験および高処理能力シナリオには最適ではない。それらは、限定された機械的操作の能力を支援するにすぎず、結果をモニターする簡単な方法を提供するとは限らない。おそらく、最も重要なことに、動物における結果は、ヒトにおける結果を必ずしも予測するものでない。がん研究における他の最も一般的なツールである、伝統的な2D培養は、in vivo組織の3D微小環境を再現することができない3。多くの理由のため、2Dで有効であると見いだされる薬物の用量は、患者に拡大した場合、しばしばさほど有効ではない4,5。MOCシステムは、ヒトに由来する細胞を用い、それらを3Dヒドロゲル支持環境において用いることによってこれらの問題に対処する。本発明者らは、宿主組織または腫瘍領域によって適切な細胞間相互作用、および、腫瘍が薬物に適切に反応することを観察した。多くの研究アプローチにおいて欠けている他の面は、転移の原発腫瘍部位、および下流部位または転移の部位の両方を考慮しないことである。MOCは、研究者が起源組織から標的組織への転移性移動の動力学を再現することを可能にする、これらの部位を表す組織工学により作製された3Dオルガノイドを具体的に含むように概念化された。起源腫瘍および転移部における細胞の表現型がかなり異なり得る21,22ため、これは重要である。腫瘍型および微小環境の両方を研究する能力を有することは、転移をその全体として正確にモデル化(model)するために不可欠である。本発明者らのシステムは、原発部位オルガノイドにおける腫瘍の増殖を長期にわたり維持することに成功した。本発明者らが用いた転移性結腸がん細胞である、HCT−116は、オルガノイドから脱出し、次いで循環に入ることができた。さらに、また重要なことに、循環細胞は、デバイス内の下流オルガノイド中に生着し、オルガノイドの3D空間に浸潤し、サイズが成長し続ける。これは、転移性腫瘍が肝臓宿主組織内で時間の経過とともに成長した6、本発明者らが最近開発した肝臓腫瘍スフェロイドベースのオルガノイドモデルと一致している。重要なことに、これおよび以前に言及した試験からの免疫染色データは、両方が上皮オルガノイド環境と間葉マーカー発現腫瘍病巣との間の明確な差異を実証している。特に、これは、HCT−116細胞が間葉性および転移性ではなく、上皮のように見える、HCT−116細胞を伝統的な2D組織培養プラスチック上で培養する場合と劇的に異なる。本発明者らがここで述べたデータは、本システムを用いて実施された最初の妥当性確認および検証実験の集積である。しかし、本発明者らはまた、腫瘍微小環境の変化を作り出すためにモジュラーヒドロゲル技術を用いて、または化学療法薬を投与し、その後、これらの因子の効果を簡単な方法で観察し、記録することができ、ひいては、このプラットフォームが有すると本発明者らが考える重要な可能性が多くの機械的およびスクリーニング応用に用いられることを実証することによって、システムを操作する能力を実証した。
<転移の動的試験用の多重生体機能チッププラットフォーム>
がんの転移に関与する細胞現象は、「種子および土壌」仮説のもとに試験されまたは解剖学的および機械的ルーティングにより定義された[1]。大腸直腸がん(CRC)の場合、腫瘍細胞は、おそらく隣接リンパ液排出に起因して、主として肝臓に転移する。生体機能チップ(OC)プラットフォームのモジュールおよびマイクロ流体レイアウトの進歩は、統合細胞外マトリックス(ECM)ベースの足場とともに、in vivoでの環境組成物および力学を再現する助けとなっている[2−3]。in situでパターン化されたヒアルロン酸ヒドロゲル臓器であるHepG2/C3A(肝臓)、A549(肺)、HUVEC(内皮)およびHCT−116(結腸)細胞を、等距離マイクロ流体潅流チャンバー内に配置した。本発明者らは、3D−ECMベースの足場に埋め込まれた>500μmのin situパターン化臓器を用いた高度に精密な多重OCデバイスの作製を達成した。
<精密医療主導の療法をスクリーニングするための腫瘍オルガノイド・オン・チッププラットフォーム>
精密医療、つまり患者の腫瘍遺伝子プロファイルに基づいて治療法を特定することは、かなりの影響力を獲得してきた。しかし、実際には、主要な突然変異の特定の後でさえ、腫瘍学者は、しばしばいくつかの薬物の選択肢があり、有効な治療法の予測のためのシステムが必要であることが示唆される。図7に概要を示したように、上記した方法および装置は、臨床で一般的に観察される突然変異を有する腫瘍細胞株の「ツールボックス」を用いて突然変異に固有の微妙な薬物反応を実証することにより、腫瘍オルガノイドを精密医療における使用に移行するためのプラットフォームを提供する。非限定的な実施例において、大腸直腸がん(CRC)オルガノイドは、CRC細胞(Caco2およびSW480はWT;HCT−116はKRASMT;およびHT29はBRAFMTである)をマイクロ流体デバイス中でヒアルロン酸およびゼラチンヒドロゲルに封入することによって作製した。次いで、それぞれのタイプのCRCオルガノイドを、5−FUまたはオキサリプラチン(WT腫瘍に有効な第一選択薬)、トラマチニブ(KRASMT腫瘍に有効なEGFR経路薬)およびソラフェニブまたはレゴラフェニブ(BRAFMT腫瘍に有効なEGFR経路薬)の臨床CRC薬のパネルにかけた。48時間の処置の後に、MTSアッセイにより、オルガノイドをミトコンドリア代謝について評価した。EGFR遺伝子状態と相関して、薬物反応性の明確な差異があると思われた。Caco2およびSW480オルガノイド(WT)の両方が5−FUに対して特に感受性であり、他の薬剤に対してさほど感受性でなかった。HCT−116オルガノイドは、5−FUおよびソラフェニブの両方に対して特に感受性であった。HT29オルガノイドは、ボードにわたって一般的により抵抗性であったが、レゴラフェニブに対してわずかに感受性の傾向を示した。ここで述べた結果は、腫瘍の遺伝子プロファイルに基づいて薬剤をスクリーニングするのに3D腫瘍オルガノイドを用いて成功を収めることができることを実証するものである。方法およびシステムは、患者生検由来の腫瘍細胞への移行と同様に、転移の動力学を評価するために有用であり、個々の患者に合わせた上述のような腫瘍・オン・チップシステムを用いて潜在的に有効な薬物をスクリーニングし、最も有効で、投与するのに最も安全である治療薬を決定するために実行に移すことができる。
Claims (20)
- がん細胞の転移を検討するのに有用な装置であって、
(a)一次チャンバー;
(b)少なくとも1つの二次チャンバー;
(c)前記一次および二次チャンバーを接続し、かつ、その間の流体連通をもたらす、少なくとも1つの一次導管;
(d)前記第1のチャンバー内の、哺乳類がん細胞を含む一次オルガノイド;
(e)前記二次チャンバーの1つ以上について、チャンバーごとに別個に選択され、かつ、そのチャンバー内にある、少なくとも1つの二次オルガノイド;ならびに
(f)任意選択的に、前記一次チャンバー、1つ以上の前記二次チャンバーのそれぞれ、および前記一次導管中の、増殖培地
を含む装置。 - 前記第1のオルガノイドが、
(i)任意選択的には細胞外マトリックス中にある、哺乳類組織細胞;または
(ii)前記がん細胞を支える細胞外マトリックス;
(iii)任意選択的に、前記第1のオルガノイドを少なくとも部分的に取り囲むかその上にある、血管もしくはリンパ内皮細胞の層;および
(iv)任意選択的に、免疫系細胞(例えば、クッパー細胞、マクロファージ、単球、好中球等)
をさらに含む、請求項1に記載の装置。 - 前記一次および/または二次チャンバーにおける光学的に透明な窓をさらに含む、請求項1または2に記載の装置。
- 前記一次および/または二次オルガノイドがヒドロゲル(例えば、架橋ヒドロゲル)をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一次チャンバーに接続された流体入口、および1つ以上の前記二次チャンバーのそれぞれに接続された流体出口をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記二次チャンバーが互いに直列、並列、またはそれらの組合せで接続されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記がん細胞が、検出可能な化合物を発現する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第2のオルガノイドが、肺、リンパ節、肝臓、骨、中枢神経、皮膚、平滑筋または骨格筋オルガノイドを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置。
- (i)前記第1のオルガノイドが、結腸がん細胞と組み合わされた腸上皮細胞を含み、前記第2のオルガノイドが、肝臓、中枢神経、末梢神経もしくは骨オルガノイドを含む;
(ii)前記第1のオルガノイドが、小細胞肺がんもしくは肺腺がん細胞のいずれかと組み合わされた肺気道上皮細胞を含み、前記第2のオルガノイドが、末梢神経、中枢神経、肝臓もしくは骨オルガノイドを含む;
(iii)前記第1のオルガノイドが、乳がん、腺がんもしくは肉腫細胞と組み合わされた乳腺上皮細胞を含み、前記第2のオルガノイドが、肝臓、末梢神経、中枢神経、骨、肺、リンパ節、平滑筋、骨格筋もしくは皮膚オルガノイドを含む;
(iv)前記第1のオルガノイドが、前立腺腺房もしくは導管腺がん細胞と組み合わされた前立腺細胞を含み、前記第2のオルガノイドが、肝臓、末梢神経、中枢神経、骨、肺もしくはリンパ節オルガノイドを含む;または
(v)前記第1のオルガノイドが、ケラチノサイト、任意選択的に、メラノサイトおよび黒色腫細胞を組み合わせて含み、前記第2のオルガノイドが、肝臓、末梢神経、中枢神経、骨、肺、皮膚もしくはリンパ節オルガノイドを含む;
(vi)前記第1のオルガノイドが、中枢神経系腫瘍細胞(例えば、神経膠芽腫細胞、星状細胞腫細胞等)、任意選択的に分化した中枢神経系細胞(例えば、星状細胞、ニューロン等)を含み、第2のオルガノイドが、中枢神経オルガノイドを含む;
(vii)前記第1のオルガノイドが、肝がんもしくは肝細胞がん細胞と組み合わされた肝臓細胞を含み、前記第2のオルガノイドが、末梢神経、中枢神経、リンパ節、肺もしくは骨オルガノイドを含む;
(viii)前記第1のオルガノイドが、膵臓腺がん細胞と組み合わされた膵臓細胞を含み、前記第2のオルガノイドが、末梢神経、中枢神経、リンパ節、肝臓、肺もしくは骨オルガノイドを含む;
(ix)前記第1のオルガノイドが、子宮内膜がん、子宮肉腫もしくは子宮がん肉腫細胞と組み合わされた子宮内膜細胞および任意選択的に子宮筋層細胞を含み、前記第2のオルガノイドが、肺、リンパ節、肝臓、骨、中枢神経、皮膚、平滑筋もしくは骨格筋オルガノイドを含む;または
(x)前記第1のオルガノイドが、子宮頸部扁平細胞がんもしくは腺がん細胞と組み合わされた子宮頸部粘膜細胞および任意選択的に平滑筋細胞を含み、前記第2のオルガノイドが、膀胱、骨、肺、肝臓、平滑筋、骨格筋もしくは腸オルガノイドを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。 - 前記一次チャンバーから前記二次チャンバーに前記増殖培地を循環させるための、前記一次チャンバーと作動可能に連結されたポンプをさらに含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一次チャンバーと作動可能に連結された増殖培地貯槽および/またはバブルトラップをさらに含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の装置。
- 前記二次チャンバーを経て循環する増殖培地を前記一次チャンバーに戻すための、前記一次および二次チャンバー(ならびに前記ポンプ、ならびに貯槽および/または存在する場合にはバブルトラップ)と作動可能に連結された戻り導管をさらに含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の装置。
- ゲル状の前記一次および二次チャンバー内の一過性保護媒体とともに容器に、任意選択的に前記容器内の冷却要素と一緒に包装された、請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置。
- がん細胞に対する抗転移活性について試験化合物をスクリーニングする方法であって、
(a)請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置を用意するステップと、
(b)前記第1のチャンバーから前記第2のチャンバーに増殖培地を循環させるステップと、
(c)試験化合物を(例えば、試験化合物を増殖培地に加えることにより)前記一次オルガノイドに投与するステップと、
(d)前記試験化合物が投与されない場合に前記第2のオルガノイドに存在するがん細胞の数と比較して、前記第2のオルガノイドにおけるがん細胞の存在の減少を判定するステップと
を含む方法。 - 前記がん細胞が検出可能な化合物を発現し、前記第2のチャンバーが光学的に透明な窓を有し、前記判定するステップが前記窓を通して前記検出可能な化合物を検出することによって行われる、請求項14に記載の方法。
- 前記測定するステップが、互いに連続的に間隔をあけて複数回(例えば、少なくとも1日の間隔をあけた少なくとも2回に)行われる、請求項14または15に記載の方法。
- 対象におけるがん細胞に対する抗がん活性または抗転移活性について試験化合物をスクリーニングする方法であって、
(a)前記乳がん細胞が前記対象から(例えば、腫瘍生検により)単離されたものである、請求項1〜12に記載の装置を用意するステップと、
(b)前記第1のチャンバーから前記第2のチャンバーに増殖培地を循環させるステップと、
(c)試験化合物を(例えば、試験化合物を増殖培地に加えることにより)前記一次オルガノイドに投与するステップと、
(d)前記試験化合物が投与されない場合に前記第1および/または第2のオルガノイドに存在するがん細胞の数と比較して、前記第1および/または第2のオルガノイドにおけるがん細胞の存在の減少を判定するステップと
を含む方法。 - 前記がん細胞が検出可能な化合物を発現し、前記第1および第2のチャンバーが光学的に透明な窓を有し、前記判定するステップが前記窓を通して前記検出可能な化合物を検出することによって行われる、請求項17に記載の方法。
- 前記測定するステップが、互いに連続的に間隔をあけて複数回(例えば、少なくとも1日の間隔をあけた少なくとも2回に)行われる、請求項17または18に記載の方法。
- 前記試験化合物が、小分子毒素またはがん特異抗体のような抗がん治療薬である、請求項14〜19のいずれか1項に記載の方法。
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