Трехмерные модели клеточных культур in vitro в поиске лекарственных препаратов и репозиционировании лекарств

Разработка лекарственных препаратов — длительный и дорогостоящий процесс, который проходит несколько этапов: от идентификации мишени до поиска и оптимизации лидирующих соединений, доклинической валидации и клинических испытаний, завершающихся одобрением для клинического применения. Важный этап этого процесса — высокопроизводительный скрининг (HTS) малых библиотек соединений для выявления лидирующих молекул.

В настоящее время большинство клеточных высокопроизводительных скринингов проводят на клетках, культивируемых в двухмерной (2D) системе на пластиковых поверхностях, оптимизированных для тканевых культур. Вместе с тем убедительные данные свидетельствуют о том, что клетки, выращенные в таких нефизиологических условиях, не отражают свойства клеток, находящихся в сложном микроокружении ткани. Считается, что это несоответствие в значительной степени обусловливает высокую частоту неудач в поиске лекарств, когда лишь небольшой процент изучаемых препаратов проходит весь путь тестирования и одобрения до выхода на рынок.

Поэтому в настоящее время активно развиваются технологии трехмерного (3D) культивирования клеток, которые более точно воспроизводят клеточное окружение и, как ожидается, обеспечивают более высокую точность в поиске лекарственных препаратов. В этом обзоре рассматриваются распространенные подходы к 3D-культивированию, обсуждается значение 3D-культур для лекарственной устойчивости и репозиционирования лекарств, а также некоторые проблемы применения 3D-культур клеток в высокопроизводительном поиске лекарств in vivo.