Clinical Trials in a Dish: A Perspective on the Coming Revolution in Drug Development

Abstract

The pharmaceutical industry is facing unprecedented challenges as the cost of developing new drugs has reached unsustainable levels, fueled in large parts by a high attrition rate in clinical development. Strategies to bridge studies between preclinical testing and clinical trials are needed to reduce the knowledge gap and allow earlier decisions to be made on the continuation or discontinuation of further development of drugs. The discovery and development of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) have opened up new avenues that support the concept of screening for cell-based safety and toxicity at the level of a population. This approach, termed “Clinical Trials in a Dish” (CTiD), allows testing medical therapies for safety or efficacy on cells collected from a representative sample of human patients, before moving into actual clinical trials. It can be applied to the development of drugs for specific populations, and it allows predicting not only the magnitude of effects but also the incidence of patients in a population who will benefit or be harmed by these drugs. This, in turn, can lead to the selection of safer drugs to move into clinical development, resulting in a reduction in attrition. The current article offers a perspective of this new model for “humanized” preclinical drug development.

要約

製薬業界は、主に臨床開発における高い開発中止率の影響で、新薬の開発コストが持続不可能なレベルに達しており、これまでにない問題に直面している。知識のギャップを縮小し、薬物のさらなる開発の継続または中止に関する早期の決定を可能にするためには、前臨床試験と臨床試験の間の研究を橋渡しする戦略が必要です。ヒト人工多能性幹細胞（hiPSCs）の発見と開発は、集団レベルでの細胞ベースの安全性と毒性のスクリーニングという概念を支える新たな道を切り開いた。「シャーレの中で臨床試験」（CTiD）と呼ばれるこのアプローチは、実際の臨床試験に移る前に、ヒト患者の代表的サンプルから採取した細胞に対する薬物療法の安全性または有効性の試験を可能にする。これは、特定の集団のための薬物の開発に適用することができ、効果の大きさだけでなく、集団内でこれらの薬物によって恩恵または被害を受ける患者の発生率も予測することができる。結果として、より安全な薬物を選択して臨床開発に進むことができるようになり、開発中止率の減少につながる可能性がある。本論文では、この「ヒト化」前臨床薬剤開発の新しいモデルの展望が示されている。

초록

제약 업계는 임상 개발에서의 높은 실패율을 중심으로 신약 개발 비용이 지속가능하지 않은 수준에 이르게 됨에 따라 전례 없는 도전 과제에 직면하고 있다. 전임상 시험과 임상 시험을 연계하는 전략이 지식 격차를 줄이고 신약 개발 지속 여부에 대한 조기 결정을 위해 필요하다. 인간유도만능줄기세포(hiPSCs)의 발견 및 개발로 인해 모집단 차원에서 세포 기반 안전 및 독성 검사의 개념을 뒷받침하는 새로운 방법이 생겨났다. 이와 같은 접근법은 “배양 접시 임상시험”(CTiD)이라 불리며 실제 임상 시험으로 넘어가기 전에 환자의 대표 표본에서 수집한 세포를 통해 치료법의 안전이나 효능에 대한 시험을 가능케 한다. 특정 집단을 목표로 하는 신약 개발에 적용할 수 있으며, 효과의 정도뿐만 아니라 신약으로 인해 효과를 보거나 피해를 입을 집단 내 환자의 발병률을 예측할 수 있다. 이는 임상 개발로 진행되는 안전한 신약 선택으로 이어지며 실패율을 감소시킨다. 본 논문은 “인간화된” 전임상 신약 개발에 대한 신규 모델에 대한 전망을 다룬다.

摘要

制药行业正面临着前所未有的挑战，因为研发新药的成本已经达到难以维系的水平，这很大程度上是由临床研发中的高耗损率造成的。需要在临床前试验与临床试验之间实行桥接研究战略，以缩小知识鸿沟，并使得更早地决定继续还是停止进一步研发药物成为可能。人类诱导多能干细胞（hiPSCs）的发现和开发开辟了新的途径，其支持了基于细胞对药物在人群中的安全性和毒性进行筛查的概念。这种被称为“培养皿中的临床试验”（CTiD）的方法能够在进入实际的临床试验之前，对从代表性人类患者样品中收集的细胞的疗法的安全性或功效性进行检查。它可以被用于开发针对特定人群的药物，同时它既能预测疗效的程度，又能预测在某一人群中受益于这些药物或受这些药物伤害的患者比率。这反过来又能使我们选出更安全的药物进行临床研发，从而减少耗损。本文提供了对这种新型的“人性化”临床前药物研发的展望。