新设备筛选潜在新药物化合物

弗吉尼亚大学的研究人员发明了一种装置可以筛选潜在新药物化合物中保存制药公司大量的时间和金钱。

布雷布莱克曼，在生物医学工程助理教授说："我们想帮助他们早失败，快速失败，失败便宜非常昂贵的动物研究，去之前，从而确定有效鼽宁化合物的制药工业"。

布莱克曼和布赖恩 · 瓦姆霍夫，（心血管科），医学部助理教授有联手创建新的系统，HemoShear 2.0 中，研究人员提供了第一次观察各种人体心血管系统内发生的血流量条件下血管细胞的行为模式的功能。

HemoShear 2.0 车型动脉粥样硬化的早期指标 — — 硬化或动脉变窄 — — 通过模仿动脉血液流经它的环境中放置实际人类血管细胞 （即与内皮肌细胞)。从曝光的数据可以测量和记录。

HemoShear 2.0 可以帮助测试化合物治疗的疗效并协助在早期阶段毒性研究。，而不是测试药物化合物对孤立的单元格，可以产生漏报，制药公司可以在更逼真的环境中测试化合物中使用该设备。

"制药工业所缺乏的是模仿体外器官的能力，"瓦姆霍夫说。"我们知道只要我们采取器官和分散的细胞，这些细胞不再像他们在正文中。如果你将一种新的复合应用于该单元格，你的反应可能是真的，但它不是疾病的上下文中有意义。当你走进动物研究时，这种反应可能不能血管中带。很明显基于人权的仿生模式需要填补这一空白"

动脉粥样硬化被认为是心脏病发作或中风的最重要的根本原因。这种疾病往往发生在动脉的血流受到影响，这两个单元格衬砌在墙体血管 (平滑肌细胞） 中找到的单元格和血管 (血管内皮细胞) 的内部造成不利变化中的位置。

研究人员用磁共振成像，确定在不同的人体动脉的血液流经的节奏模式。布莱克曼说，"我们是然后能够模拟相同的流模式，这些地区的更多或更少容易受动脉粥样硬化和观察细胞如何应对这些流模式，在 HemoShear 中，"。

据瓦姆霍夫，这种建模提供独特的机会，观察他们的相互影响和细胞。"作过研究其中细胞被隔离观察的行为模式，但有没有可用的模式，让用户可以准确地研究血管内皮细胞及平滑肌细胞中模仿实际的血流量在正文中的设置的复杂沟通。"

因为单元格衬砌的血管内部内, 皮细胞，认识到不同血流模式强加在他们和响应的表达或抑制基因，重要的是，研究人员说，这种通信。这，反过来影响及其与血管平滑肌细胞的墙上发现的单元格的相互作用 — — 交互，研究者发现，可能会导致某些动脉中的早期炎症相关动脉粥样硬化发病。

使用 HemoShear 2.0，研究人员已经能够重新创建分支和球型像颈内动脉的地区更容易受到疾病 （atheroprone 地区） 和像颈管样动脉，更不容易病 (atheroprotective 地区) 血流模式。

使用合成的弹性层类似于真正的血管壁内, 皮细胞都镀上顶尖的表面及平滑肌细胞在底部表面。然后，从人类循环模拟不同血液流模式应用于通过旋转锥电机驱动系统的内皮细胞。结果： 血流量可以影响这两种与内皮肌细胞行为。

当受到 atheroprotective 血流模式，与方向的血流量，对齐的内皮细胞和平滑肌细胞是真正健康的血管中流动与垂直对齐。形成了鲜明的对比，atheroprone 类型的流造成摆脱他们的平行结构，远离他们的垂直结构的平滑肌细胞移动时的内皮细胞。此重构模仿的动脉 ； 病状态的早期阶段与 atheroprone 地区导致炎症的两个单元格，让人想起动脉粥样硬化的早期特征相关联的血流量模式。通过评估在这两种细胞类型的基因和蛋白质表达谱证实这一点。

"这项研究的结果证实有关仿生血管模型作为研究早期动脉粥样硬化的事件，使用这种新型共育体系"说汤姆斯卡拉克，教授和生物医学工程系主任 U.Va。。"这些血流量的严格控制模型的单元格的回应现在可用于开发用于检测和治疗脑血管病的治疗干预 — — 它有可能被革命。"

布莱克曼、 瓦姆霍夫和博士 Norbert Leitinger (药理学系） 成立了一个协作的实体 — — 动脉粥样硬化形成的实验室 — — 开始使用 HemoShear 系统，使这些翻译的发现在动脉粥样硬化。

HemoShear 2.0 现已提出了临时专利。HemoShear 2.0 使成为可能的研究牵头，由生物医学工程研究生，黑斯廷斯尼科尔 ('08)，并在发布美国生理学杂志 — — 细胞生理。

http://www.virginia.edu/