독성학

더 자세한 독성 평가 관련 인사이트를 위한 세포 기반 접근 방식 사용

독성학이란?

독성학은 살아있는 유기체에 대한 천연 또는 인공 화학 물질의 부작용에 대한 연구입니다. 우리는 환경과 우리가 사용하는 제품 모두에서 점점 더 많은 화학 물질에 노출되면서 오늘날 전 세계의 우려가 커지고 있습니다.

이러한 화학 물질 중 다수는 인체 건강에 해로운 것으로 알려져 있으며 자폐증 및 파킨슨병과 같은 광범위한 신경 발달 및 신경퇴행성 질환과 관련이 있을 수 있다는 증거가 있습니다.

따라서 독성학은 끊임없이 변화하는 화학적 환경을 탐색하는 데 도움이 되는 중요한 과학 분야입니다.

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세포 기반 독성 평가 방법으로 더 안전하고 빠른 신약 개발

독성 물질과 이 물질이 살아있는 유기체에 미치는 영향에 대한 연구는 안전한 약물을 개발하고 독성 화학 물질에 대한 노출이 건강에 미치는 결과를 이해하는 데 필수적입니다. 독성학자는 잠재적으로 유해한 물질로 인한 위험을 식별하고 평가하는 새로운 방법을 찾기 위해 최첨단 기술을 사용하여 작업하고 있습니다. 많은 경우, 이 작업은 직접적으로 공중 보건과 안전성 향상으로 이어집니다.

여러 잠재적 치료제가 초기 임상시험에서 독성이 있는 것으로 밝혀진 바와 같이, 독성 평가는 신약 개발에 중요한 역할을 합니다. 실제로 개발 중인 약물의 1/3 이상이 독성으로 인해 실패하기 때문에 안전하고 효과적인 치료제를 시판하려면 조기 측정이 필수적입니다.

마우스와 랫드에 대한 독성 시험은 신약의 안전성을 평가하는 표준적인 방법이지만 이 접근법에는 한계가 있습니다. 동물 연구는 한 번에 몇 가지 약물만 시험할 수 있으므로 속도가 느립니다. 또한 인간 생리학은 동물과 상당히 다르기 때문에 얻은 결과가 재현되지 않는 경우가 많습니다.

세포 기반 검사로 전환하면 여러 약물을 신속하게 검사하고 인간 생물학을 더 잘 나타낼 수 있습니다. 3D 오가노이드는 복잡성이 높고 인간 조직 구조 및 기능과 더 유사하기 때문에 특히 유용합니다. 결과적으로 동물 시험에서 세포 기반 방법으로 전환하면 보다 정확한 결과를 제공하므로 시간과 비용을 절약할 수 있으며, 가장 중요하게는 동물의 생명을 구할 수 있습니다.

 

세포 기반 독성 Assay

  • 세포 건강 상태 Assay          
    이는 세포주 또는 일차 세포를 사용하거나 보다 정교한 iPSC 줄기세포를 사용하여 전통적인 세포 배양 형식으로 수행할 수 있습니다. 세포는 다중 well 플레이트에서 약물에 노출되며 MTT 분석, 세포 역가 글로우 분석, 플레이트 리더기 분석, Imaging 방법, Live-Dead Assay, 세포사멸 Assay를 사용하여 세포 건강 상태와 세포사를 평가할 수 있습니다.        
     
  • Cell Viability와 Morphology Assay          
    Cell Counting, 세포 영역 또는 핵 모양을 사용하여 잠재적인 독성 효과를 평가할 수 있는 Imaging 방법으로 세포를 평가합니다.         
     
  • Neurite Outgrowth          
    High Content Analysis은 세포 사멸을 측정하고 신경 성장과 발아를 측정하여 신경 세포에 대한 보다 복잡한 독성 효과를 평가하고 측정하는 데 사용할 수 있습니다.         
     
  • 세포소기관의 변화          
    핵 모양, 소핵, 미토콘드리아 파괴의 변화는 자동 Imaging과 고급 Imaging 도구를 사용하여 정량분석할 수 있습니다. 이는 정교하면서도 우수한 연구 결과를 제공합니다.         
     
  • E-Phys, CA2+ Imaging과 다른 기능적 Assay          
    약물이 세포 기능에 미치는 영향을 측정하는 것이 중요합니다. 많은 독성 물질은 이온채널 차단제이므로 전기생리학과 칼슘 Imaging을 통해 잠재적인 독성 효과를 측정할 수 있습니다.

 

 

심장독성의 in vitro 통합 평가

이 실험과정은 여러 다양한 종류의 환경적 화학 물질과 약물(즉, NTP Screening 라이브러리)의 High-Throughput Screening을 위해 인간 iPSC 유래 심근세포를 사용하는 in vitro 통합 Assay를 설명하는 데 도움이 됩니다. 심근세포 수축에 대한 화학적 영향은 심근세포 생리학, 미토콘드리아 멤브레인 전위, Cell Viability에 대한 농도 의존적 효과를 평가하기 위해 High-Content Imaging과 함께 Ca2+ 흐름 측정값으로 결정되었습니다. 표현형 설명자는 정량적 독성 프로파일링에 사용되었습니다. 그리고 데이터 평가를 위해 농도 값을 약물의 생물활성 그룹화 및 순위 지정에 활용하고 데이터 해석 소프트웨어로 시각화할 수 있습니다.

 

독성학 평가 실험과정

 

기관형 인간 유도 만능 줄기세포 유래 모델을 이용한 환경적 화학 물질의 생체 외 심장 독성 평가, 이 연구에 대해 자세히 알아보세요.

 

독성 평가 연구의 발전을 위한 주요 주제

Molecular Devices는 더 큰 인사이트를 얻으려면 올바른 독성 평가 도구가 필요하다는 점을 알고 있습니다. 이것이 바로 다양한 방식으로 데이터를 기록하도록 설계된 다양한 솔루션을 제공하는 이유입니다. 우리의 Imaging 장비는 세포 사진을 촬영하고 자세한 분석을 허용하며, ePhys 장비는 빠른 운동 판독을 제공합니다. 플레이트 리더기는 Luminescence, 형광 또는 기타 판독 모드로 측정할 수 있으며, 자동화 솔루션은 검사 속도와 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다. 또한 우리의 분석툴은 변화를 측정하고 기본적인 통계 분석을 제공하는 데 도움이 됩니다. Molecular Devices의 적합한 도구를 사용하면 연구를 한 단계 끌어올리는 데 필요한 인사이트를 얻을 수 있습니다.

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