初期段階の微細生理学的システム医薬品開発：現在のアプリケーションと将来の影響に関する視点

微細生理学的システム（MPS）は、生体組織および臓器系の記事のテストに対して、より標準化された予測生理学的に関連する反応を提供するために進歩しています。医薬品に対する人間の反応をよりよく予測し、臨床翻訳の改善をよりよく予測するMPの可能性をめぐる興奮は、製薬業界と規制当局による比較的遅い採用によって隠されています。MPSモデルの強みと制限の理解を構築し、現在のギャップを閉じるためには、マルチオール組織コンソーシアムと規制当局のコラボレーションが必要です。ここでは、肝臓、腸、血管系、腎臓、肺に焦点を当てたMPS研究の進歩のいくつかをレビューし、これらのシステムの使用のコンテキストを強調する例を示します。MPSが医薬品開発に足場を獲得するためには、既存のアプローチよりも価値がある必要があります。理想的には、MPSの適用はin vivo研究で増強され、階層化されたスクリーニングを介して動物の使用を減らし、探索毒物学研究への依存度が低く、化合物をスクリーニングします。MPSは複数の細胞タイプ（一次または幹細胞由来細胞など）および臓器系をサポートしているため、テスト記事に対する生理学的反応を理解するために、MPが単純な2Dでのin vitroモデルよりも適切であることを特定することが必要です。特定されると、MPSモデルはその特定の使用のコンテキストの資格を必要とし、将来の検証を許可するために再現可能でなければなりません。最終的に、複雑さと再現性のバランスをとることの課題は、MPS分野を進めるという約束を伝え、非臨床研究で動物の使用を削減、改良、交換するための目標を実現するために重要です。

Microphysiological systems (MPS) are making advances to provide more standardized and predictive physiologically relevant responses to test articles in living tissues and organ systems. The excitement surrounding the potential of MPS to better predict human responses to medicines and improving clinical translation is overshadowed by their relatively slow adoption by the pharmaceutical industry and regulators. Collaboration between multiorganizational consortia and regulators is necessary to build an understanding of the strengths and limitations of MPS models and closing the current gaps. Here, we review some of the advances in MPS research, focusing on liver, intestine, vascular system, kidney and lung and present examples highlighting the context of use for these systems. For MPS to gain a foothold in drug development, they must have added value over existing approaches. Ideally, the application of MPS will augment in vivo studies and reduce the use of animals via tiered screening with less reliance on exploratory toxicology studies to screen compounds. Because MPS support multiple cell types (e.g. primary or stem-cell derived cells) and organ systems, identifying when MPS are more appropriate than simple 2D in vitro models for understanding physiological responses to test articles is necessary. Once identified, MPS models require qualification for that specific context of use and must be reproducible to allow future validation. Ultimately, the challenges of balancing complexity with reproducibility will inform the promise of advancing the MPS field and are critical for realization of the goal to reduce, refine and replace (3Rs) the use of animals in nonclinical research.