充电支架上的电子移液器。
充电支架上的电子移液器。(Gannu03 / Wikimedia Commons;CC BY-SA 4.0)

把浓度随时间的变化引入孔板培养

美国罗格斯大学(Rutgers University)团队在 Toxicology in Vitro 报道一套灌流系统,让常规孔板中的细胞接受随时间变化的药物浓度。混合室位于细胞培养室上游,改变混合体积与流量,即可改变流出的浓度曲线。

系统一次可并行灌流 6 份培养。团队先用示踪染料比较输入脉冲和连续输入后的流出曲线,再用停留时间分布模型预测混合室与管路共同产生的变化。实测曲线与预测结果总体接近,但部分条件仍有偏差。

用人体药代资料确定混合室体积

研究收集多种药物的人体浓度时间资料,包括地塞米松、环磷酰胺、多柔比星、脂质体长春新碱、泼尼松龙、依托泊苷和左氧氟沙星。用于拟合的资料保留峰值之后的下降段,并把曲线面积归一化。

在 0.5 mL/h 流量下,对应混合室体积为 0.19 至 4.59 mL。这部分工作检验装置能否产生所需曲线;细胞实验随后采用一组联合化疗的平均药代轮廓,比较动态与恒定暴露。

4 种暴露条件比较 CHOP 生长抑制

细胞实验使用 SU-DHL-10 人大 B 细胞淋巴瘤细胞。CHOP 在本文指环磷酰胺、多柔比星、长春新碱和泼尼松龙的组合。每份培养起始含 10 万个活细胞,处理 48 小时后计数活细胞。

系统预测动态灌流组的组合药物浓度先升至约 360 ng/mL,再下降;恒定灌流组维持约 90 ng/mL。另设 90 ng/mL 和 360 ng/mL 两个静态组。图注给出的两种灌流曲线面积分别约为 3651 和 3837 h·ng/mL,总暴露近似匹配。

低浓度静态组与其余 3 组的最终活细胞数有显著差异,而动态灌流、恒定灌流及高浓度静态组之间没有显著差异。各组累计培养重复数分别为 8、12、9 和 9,按不同实验中的成功重复汇总。

实际浓度测量仍是后续验证内容

作者提出,静态培养中的药物可能被消耗,而灌流持续补充药物,因而即使标称浓度相同,也可能产生不同作用。研究并未实测细胞培养室中 CHOP 浓度随时间的变化,这一解释仍需直接测量支持。

本次实验展示的是装置浓度控制和特定细胞系的暴露比较。团队将更接近组织微环境的三维培养与更多曲线形式列为扩展方向。现有装置一次处理 6 份培养,其并行规模小于常规静态筛选。

来源与延伸阅读

  1. A cell culture system to model pharmacokinetics using adjustable-volume perfused mixing chambers. Toxicology in Vitro. 2023. doi:10.1016/j.tiv.2023.105623 ↗