ヒト新鮮初代心筋細胞を用いた心毒性解析サービス 「CardioPRIME」
CardioPRIMEは、ヒト心筋細胞の機能を測定するためのAnaBiosのサービスです。成人ヒト初代心筋細胞の興奮収縮連関の解析とサルコメア長を直接測定することで、CardioPRIMEは心筋細胞の機能に関する、今までにない知見を提供します。不整脈誘発性、変力作用、カルシウムシグナル伝達、電気生理学などに関する臨床への応用可能な解析結果とバイオマーカーを提供します。米国サンディエゴの本社ラボにて、解析を実施します。
図) サルコメア長の測定では、成人ヒト心臓から単離した心筋細胞を光学記録チャンバーに入れ、あらかじめ設定された周波数で刺激して、基準値からの変位を記録します。
サービスの特徴
- ヒト未凍結新鮮心臓の心筋細胞
- 臨床結果を予測する心臓生理学解析
- 収縮力を測定
- 心臓の収縮機能を直接測定
- メカニズム解析
- 変力作用、電気生理学、カルシウムシグナル伝達を測定
- 心臓へのリスク予見
- リスクをより早期に特定可能
不整脈の検出例
CardioPRIMEによる催不整脈検出は、膜上の電気的イベントと収縮の緊密な連動をベースにしております。下図の通り、活動電位の延長や早期後脱分極 (EADs) などの不整脈誘発イベントを引き起こす薬剤は、それぞれ収縮性波形において活動電位の延長および収縮後収縮 (AC) として検出されます。
- A. 活動電位は筋肉の収縮および弛緩を駆動します。
- B. 薬剤誘発による活動電位の延⻑などを例とした形状の変化は、その後の収縮性波形の変化を引き起こします。
- C. 早期後脱分極（EAD）などの重要な不整脈誘発トリガーは、収縮性の一過性変化として収縮後反応（AC）として検出されます。
図) ドフェチリド (0.02μM) の投与とAC発生による不整脈誘発作用の検出の実例
(Nguyen et al., 2017より改変)
参考文献 Nguyen, N. et al. Adult Human Primary Cardiomyocyte-Based Model for the Simultaneous Prediction of Drug-Induced Inotropic and Pro-arrhythmia Risk. Front. Physiol. 8, 1073 (2017).
陽性および陰性変力作用に関する解析
CardioPRIME とヒト初代心筋細胞は、薬剤の薬効試験と安全性試験の両方において、複数のメカニズムにわたる陽性および陰性変力作用を検出するために使用できます。
図) ヒト初代心筋細胞を用いた陽性および陰性変力作用の検出
カルシウムチャネル遮断薬であるベラパミル (左) は、カルシウムイオンチャネル遮断によって心筋収縮力を低下させることが知られており、陰性変力作用を示す。一方、ミルリノン (中央) とイソプロテレノール (左) は、それぞれホスホジエステラーゼ阻害およびアドレナリンβ1受容体刺激を介して陽性変力作用を示す。
MYOBLAZER：ハイスループットでの解析
MyoBLAZERは、複数の心筋細胞を同時に可視化、刺激、分析が可能な独自のハイスループットプラットフォームです。薬剤の同時投与とデータ収集により、実験時間を短縮し、時間依存性の変動を最小限に抑えるためデータの堅牢性が高い解析手法です。
(左写真) MYOBLAZERの関⼼領域
(右図) 同時データ収集の様⼦
マバカムテンの投与の解析例
下のグラフは、2人の健康なドナー由来の心筋細胞が、ミオシン阻害剤であるマバカムテンの投与に反応して、サルコメア長短縮 (陰性変力作用) の減少を示す解析結果です。こちらの結果から、ヒトex vivo心筋細胞組織を用いた解析により、臨床での効果を予測することができます。
図) マバカムテンの投与に対してのサルコメア長短縮 (陰性変力作用) の減少の解析結果
富士フイルム和光純薬では、iPS心筋細胞を用いた心毒性評価試験の受託サービスも提供しています。GLP基準での試験実施も可能です。詳しくは、こちら。
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