[发明专利]用于药物ADME研究的高密度3D肝细胞球体平台

说明书

本公开涉及用于评价候选化合物对体外培养中的3D肝细胞球体的相互作用的方法，包括评价候选化合物的代谢，以用于各种生物化学和分子生物学研究。所述方法在实验室器具中进行，其将3D球体培养与微图案化设计结合，使得允许在相同条件下处理多个至几百个球体，并且产生足够的材料(例如，母体药物，药物代谢产物，细胞的DNA、RNA和蛋白质)和更高的检测信号强度以用于ADME/Tox(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)研究。所述方法除了其他用途外，尤其便于研究和生成准确的体外内在清除率数据，因此更准确地预测体内清除率，特别是对于低清除率化合物而言。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§120要求2018年3月13日提交的系列号为62/642447的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。

技术领域

本公开一般涉及用于评价候选化合物与体外培养中的3D肝细胞球体的相互作用的方法，包括评价候选化合物的代谢，以用于各种生物化学和分子生物学研究。所述方法在实验室器具中进行，其将3D球体培养与微图案化设计结合，长久地维持肝脏细胞(例如肝细胞)的活力和功能，但是还允许在相同条件下处理多个至几百个球体，并且便于产生足够的材料(例如，母体药物，药物代谢产物以及细胞的DNA、RNA和蛋白质)和具有更高的检测信号强度用于ADME/Tox(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)以及更准确检测的其他相关研究。所述方法除了其他用途外，尤其便于研究和生成化合物的准确的体外内在清除率数据，并因此更准确地预测体内清除率，特别是对于低清除率的化合物而言。

背景技术

化合物的ADME/Tox(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)性质是预测化合物的临床成功的关键要素。在药物发现过程中，早期的ADME/Tox筛选用来选择避开具有问题状况的药物，降低代谢风险，并最终实现所需的给药方案。药物发现计划中低清除率化合物的增加给用于清除率研究的常规体外系统提出了挑战。利用体外数据预测化合物的体内肝脏清除率的能力在药物发现和开发中至关重要，因为人们知道化合物的内在清除率参数是决定药物半衰期、口服生物利用度、剂量和给药方案的最重要参数。此外，候选药物的意外的体内清除率可能导致暴露问题和安全性问题。然而，由于现有的体外肝脏模型的检测极限，这些模型无法可靠地预测低清除率候选药物的体内清除率或半衰期。

因此，不断需要替代性的体外模型和方法来实现化合物的ADME/Tox性质的研究，更具体地，不断需要能够可靠且准确地预测低清除率化合物的体内清除率或半衰期的体外模型和方法。

发明内容

根据本公开的各个实施方式，用于评价候选化合物与体外培养中的3D肝细胞球体的相互作用的方法和实验室器具，以用于各种生物化学和分子生物学研究，尤其是ADME/Tox(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)研究。在各方面中，所述方法和实验室器具可用于评价在体外3D肝细胞球体培养中的候选化合物的代谢。所述方法除了其他用途外，尤其便于研究和生成化合物的准确的体外内在清除率数据，并因此更准确地预测体内清除率，特别是对于低清除率的候选化合物而言。

在各个实施方式中，公开了用于评价一种或多种低清除率候选化合物与肝细胞的相互作用的测定方法。所述测定方法包括：在细胞培养制品中培养肝细胞以形成球体，其中，所述细胞培养制品包括室。所述室例如是多孔板的孔或烧瓶。在实施方式中，每个孔的底部可以是微腔体阵列。每个微腔体经结构化以限制肝细胞以3D球体构象生长。所述测定方法还包括：使3D球体肝细胞与一种或多种低清除率候选化合物接触。所述测定方法还包括：测量所述一种或多种低清除率候选化合物的体外内在清除率。在实施方式中，所述培养是长期培养。在一些实施方式中，所述长期培养是至少约12小时、至少约24小时、至少约48小时、至少约72小时、至少约96小时、至少约7天、至少约14天、至少约21天、或至少约28天。