İbtidai Hepatositlər: Vitro dərman araşdırmalarında klinikanın klinikasını inkişaf etdirmək üçün vacib bir vasitədir

İbtidai Hepatositlər: Vitro dərman araşdırmalarında klinikanın klinikasını inkişaf etdirmək üçün vacib bir vasitədir

Qaraciyər, narkotik ifşa üçün əsas orqan olaraq, narkotik maddələr mübadiləsi və toksiklik proseslərində həlledici rol oynayır. İbtidai Hepatositlər, membran da daxil olmaqla membran, o cümlədən membran, o cümlədən sitochrome p450 (qarışıq - retikulumda qarışıq - oksidaza) və sitosol esterazalarının, qaraciyərdə tapılan sitosol esterazalarının tam spektrinə malikdir. Bu səbəbdən, ilkin hepatositlər, Vitro qaraciyər modellərində inşaat üçün qızıl standartı olaraq qəbul edilir və dərman qarşılıqlı təsirində tədqiqatçılar, dərman mübadiləsi və toksiklik tədqiqatları ilə bəyənilir. Bu məqalə, ilkin hepatositlər və narkotiklərin inkişafındakı tətbiqlərinə əsaslanan 2D və 3D mədəniyyət modellərinin icmalını təqdim edir.

Açar sözlər: ilkin hepatositlər, 2D becərilməsi, 3D becərmə, orqanoidlər, co - mədəniyyət.

1. 1. İlkin hepatositlərin təcrid olunması

İlkin hepatositlərin izolyasiyası, vitro qaraciyər modellərində qurulmağın vacib bir addımdır, iki - addım-addım kollagenase perfuziya metodu ən çox istifadə olunur. Kiçik heyvanlarda qaraciyər perfüzyonu portal damar və ya aşağı vena cava vasitəsilə həyata keçirilə bilər, daha böyük heyvanlar ümumiyyətlə qaraciyər lobuları və ya seqmentlər vasitəsilə perfuziya tələb edir. Bir neçə əsas amil hepatositlərin uğurlu təcrid olunmasına təsir göstərir: birincisi, kollagenase olmayan sitotoksik olmalıdır. İkincisi, həzm müddəti çoxdurHər ikisi də həzm və üzərində - həzm həzzi hepatosit məhsuldarlığı və canlılığını poza bilər. Üçüncüsü, qaraciyərin vəziyyəti optimal olmalıdır, çünki hepatositlər iskemik ziyana yüksək həssasdır. Hepatositin hazırlanması üçün istifadə olunan qaraciyər, metabolik nisbətləri azaltmaq və metabolik hipoksiya və sonrakı iSchemia'nın qarşısını almaq üçün sürətlə soyudulmalıdır.

Dərman tədqiqatlarında istifadə olunan ilkin hepatositlər üçün standartlar aşağıdakılardır:

1. 2. İlkin hepatosit 2D mədəniyyəti

Asma hepatosit modeli

Bu, tam dərmanı ehtiva edir - metabolik rəsmiləşdirmə yollarını öyrənmək üçün uyğunlaşdıraraq metabolizasiya fermentləri və şikayət edir. Bununla belə, asma hepatositlərin və dərmanın fəaliyyətinin düzgünlüyü, metabolizinq fermentləri tədricən azalır, çünki inkubasiya vaxtının artması, inkubasiya vaxtını maksimum 4 saata məhdudlaşdırır. Bu model adətən orta dərəcədə yüksək rəsmiləşdirmə dərəcələri ilə dərmanların təmizlənməsini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. Təmizləmə dərəcəsi 20% -dən az olduqda, dəqiq rəsmiləşdirmə dəyərləri müəyyən edilə bilməz. Ənənəvi asma Hepatositin Hepatositi Asma hepatosit relay metodu (Şəkil 1) inkubasiya vaxtını 20 saat və ya daha uzun müddətə uzatmaq üçün istifadə edilə bilər.

Tətbiq:Kiçik molekul dərmanları üçün ferment fəaliyyəti və metabolik sabitlik tədqiqatları.

Şəkil 1. Asma Hepatosit relay metodu köçürmə prosesi

Mənbə: Dərman Metab Dispos, 2012,40 (9): 1860-1865

Yelle hepatositlər modeli

İlkin hepatositlər Kollagendəki 2D sistemində mədəniyyətlidir - Kollu mədəniyyət plitələri. Hepatositlər bir epitelial morfologiyanı nümayiş etdirir, tez-tez bir sümüklü bir formada təqdim olunur. Tək hepatosit monolayer mədəniyyətinin çatışmazlıqları bunlardır: 1. Hüceyrə qütbünün və funksiyasının dəyişdirilməsi.2. Normal funksiya üçün tələb olunan digər müvafiq hüceyrə növlərinin olmaması (yəni - parenchimal hüceyrələri) olmaması.3. Öz funksiyalarını yerinə yetirməkdə hepatositləri dəstəkləmək üçün kifayət qədər qida amilləri və parakrin amillərini təmin edə bilməməsi (sidik turşusu və serum protein biosintezi).

Proqramlar:

1). Dərmanın qiymətləndirilməsi - Narkotik qarşılıqlı əlaqələri:Buraya ferment induksiyası, ferment inhibe və nəqliyyat işçiləri daxildir. Birincisi, bir dərman bir inducçi kimi hərəkət edərkən, dərmanın artan ifadəsinə səbəb ola bilər. Metabolizasiya fermentləri və nəqliyyatçıları. Güclü induktorlar, CYP2B6, CYP3A4, CYP2C9, UGT və MRP2 kimi bir neçə nəqliyyat zülallarının fenobarbital induksiyası kimi birdən çox gen sürətləndirə bilərlər. İkincisi, növlər var - hepatositlərin induktorlara necə cavab verdiyini xüsusi fərqlər var. Məsələn, rifampisin insan və dovşan hepatositləri üçün təsirli bir inducçidir, lakin siçovul hepatositlərinə induksiyaya təsir göstərmir. Nəhayət, lövhəli hepatositlərin suboptimal örtükləri p450-lərin azaldılmasına və süni şəkildə artan induksiya cavablarının azalmasına səbəb ola bilər. Şəkil 3-də göstərildiyi kimi, aşağı örtüklü sıxlıqlarda hepatositlər, CYP1A2, CYP2B6 və CYP3A4, lakin daha güclü induksiya cavabları daha aşağı əsas fəaliyyət göstərir. Buna görə də, fizioloji cəhətdən müvafiq məlumat əldə etmək üçün müvafiq plattasiya sıxlığı ilə sağlam hepatositlər lazımdır.

Şəkil 2. Cryopreserveed insan hepatositləri və ferment induksiyasının sıxlığı arasındakı əlaqə

Mənbə: Cari dərman kəşf texnologiyaları, 2010, 7: 188 - 198

2). Hepatotoksiklik qiymətləndirmə: Hüceyrə morfologiyası, vakuol və lipid damlası birləşməsi və hüceyrə qoşması / dəstə kimi yüngül mikroskop altında morfoloji dəyişiklikləri müşahidə etmək. Hepatosit nekrozunun aşkarlanması (aspartat aminotransferase, laktat dehidrogenase və alanine aminotransferaza) və apoptoz (DNT parçalanması) tərəfindən göstərildiyi kimi. Citokine üçün vasitəçi sitotoksiklik, hepatositlərin tək monolayer mədəniyyətləri, qonşu olmayan qeyri-pilot hüceyrələri, məsələn, kupffer hüceyrələri, heyvəli hüceyrələr və sinusoidal endotelik hüceyrələr kimi parenchimal hüceyrələr tərəfindən tənzimləmə səbəbindən zəhərli cavabları proqnozlaşdıra bilməzlər.

3). Yavaş metabolizasiya mürəkkəb rəsmiləşdirilməsini və onun metabolitlərinin öyrənilməsi üçün "relay metodu": Dərmanın fəaliyyəti - Yelle hepatositlərdə metabolizasiya fermentləri 24 saatlıq örtükdən sonra azalmağa başlayır. Serum ilə bağlanmış hepatositləri inkubasiya etdikdən sonra 24 saat maraq birləşməsi olan pulsuz mühit, orta təhsil üçün orta və qarışıq, sonra yeni planlaşdırılan hepatositlərə köçürülür (Şəkil 3).

Şəkil 3. Yerləşdirilə bilən hepatosit relay metodu köçürmə prosesi

Mənbə: Dərman metabolizmi məktubları, 2016, 10: 3 - 15

3). Hepatositin hədəf geninə endositoz, endosomal qaçış və səssiz təsir effektlərini qiymətləndirin.

Sendviç becərmə modeli

Vitro, hepatositlər, sendviç becərilməsi kimi tanınan Vivo quruluşlarında yenidən qurulacaq iki qat kollagen və ya matrigel arasında mədəniyyətli ola bilər. Gelin iki təbəqəsi arasında mədəniyyətli hepatositlər - Kollagen (sendviç quruluşu) morfologiyanı və hüceyrələrin canlılığını yaxşılaşdıra bilər və daha uzun müddət funksionallığını qoruya bilər. Bundan əlavə, sendviç mədəniyyətindəki hepatositlər basolateral və kanalikulyar nəqliyyatçıların düzgün lokalizasiyasına, habelə funksional safra kanalizasiya şəbəkələrinin formalaşmasına imkan verən polarite bərpa edə bilərlər (Şəkil 4).

Şəkil 4. İnsan Hepatosit sendviç modelində nəqliyyat işçilərinin qütbləşmiş ifadəsi

Mənbə: Mövcud dərman kəşf texnologiyaları, 2010, 7, 188 - 198

Proqramlar:

1. 1). Birləşmələrin sidik ifrazını qiymətləndirir.
2. 2). Endogen və ekzogen birləşmələrin və metabolitlərin qaraciyər və sidik paylamasını qiymətləndirmək.
3. 3). Maddələr mübadiləsi və nəqliyyatçılar tərəfindən vasitəçilik edilmiş və fiziologiyanın inşası səbəbini qiymətləndirən bir farmakokinetik modellər.
4. 4)). Hepatotoksiklik və klinik dərman üçün mexanizmlərin öyrənilməsi, qaraciyər zədələnməsi üçün mexanizmlər. Məlumat, potensial dərmanı proqnozlaşdırmaq üçün farmakologiya modellərinə birləşdirilmişdir. İnsanlarda qaraciyər zədələnməsi.
5.  
   1. 3. İlkin hepatosit 3D mədəniyyəti

6. 3D Mədəniyyət Sistemlərində, hepatositlər, 2D Monolayer mədəniyyətləri ilə müqayisədə vivo qaraciyər memarlığında daha yaxşı təqlid edən ölçülü matrisdə mədəniyyətlidir. Bu sistemlər hüceyrəni təşviq edir İbtidai Hepatosit 3D Mədəniyyətləri Qaraciyərin öyrənilməsi üçün istifadə edilə bilər - Daha çox Vivo-da xüsusi funksiyalar. Ətraf mühit kimi, dərman testi, toksiklik qiymətləndirmə və xəstəlik modelləşdirilməsi üçün üstünlüklər təklif edir.

   Sferoid modeli

Ultra kimi üsullar vasitəsilə ultra - aşağı qoşma mədəniyyəti, atma mədəniyyəti və maqnit hüceyrə mədəniyyəti (Şəkil 5), ilkin hepatositlər, xarici matrislərə güvənmədən diametri 150-ə qədər diametri olan sferoidal aqreqatlara məcmuləşdirə bilər. Sferoid mədəniyyətinin bir üstünlüyü budur ki, hər bir sferoid digər 3D mədəniyyət texnikaları ilə müqayisədə hüceyrələrin sayını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Son tədqiqatlar, ilkin hepatosit sferoid mədəniyyətlərinin 5 həftəyə qədər davam etdirə biləcəyini göstərdi, CYP fermenti fəaliyyəti gündüz 35-ci gün arasında dəyişməz qaldı. Proteomics analizi, sendviç mədəniyyəti ilə müqayisədə, narkotik udulması, paylanması, metabolizmə və ifraz olunmasına cavabdeh olan fermentlər, sferoid mədəniyyətində 14 gün ərzində daha yaxşı qorunur. Ancaq qaraciyər bir hüceyrə məcmuindən daha mürəkkəbdir. Hepatositlərin bazolateral tərəfi qanla qarşılıqlı təsir göstərir, bu da Bile, bu mürəkkəb qaraciyər lobulun quruluşunun əsas xüsusiyyəti olan filialdan axır və bu, bu, bu, hələ də sferoid modelində təkrarlana bilməz.

Proqramlar:

1. 1). Yavaş metabolizinq mürəkkəb rəsmiləşdirilməsini və onun metabolitlərinin öyrənilməsi.
2. 2). Hepatotoksiklik tədqiqatı.
3. 3). Hepatositin hədəf genlərinə hellektoz, endosomal qaçış və səssizləşdirici təsirlərin qiymətləndirilməsi.

Şəkil 5. Sferoid mədəniyyət üsulu

Qaraciyər Organoids modeli

Orqanoidlərin konsensus tərifi: vivo mikroenvironment və hüceyrə hüceyrə qarşılıqlı əlaqələrini effektiv şəkildə təqlid edən, doğma toxumanın müəyyən funksiyalarını və quruluşlarını əks etdirən kök hüceyrələrdən və ya fərqləndirilmiş hüceyrələrdən və ya fərqli hüceyrələrdən əldə edilən 3D quruluşlar. Qaraciyər orqanoidləri insan qaraciyər biologiyası tədqiqatları üçün ən inkişaf etmiş bir model olaraq təyin olundu.

Qaraciyər orqanoid tikinti üçün hücrə mənbələri:

① Sahibkar kök hüceyrələri (pscs):

Embrion kök hüceyrələri (ESCS) və induksiya edilmiş çoxlu kök hüceyrələri (IPSCS) yüksək çoxluq, plastiklik və limitsiz proliferativ tutumuna malikdir. Xüsusi siqnalizasiya amillərinin təsiri altında, hepatositi fərqləndirirlər - fəaliyyət və funksiyası olan hüceyrələr kimi. Bununla birlikdə, pscs-dən əldə edilən qaraciyər orqanoidləri epigenetik və genetik dəyişikliklərə məruz qala bilər, amplifer zamanı xromosomal aneuploidy dəyişiklikləri nümayiş etdirə bilərlər.

Proqramlar:

1. 1). Genetik qaraciyər xəstəliyi modelləri
2. 2). Yoluxucu qaraciyər xəstəliyi modelləri
3. 3). Dərman sitotoksiklik testi

② Qaraciyər toxuması - əldə edilmiş hüceyrələr: bunlara xolangiositlər və hepatositlər daxildir. Yetkin hepatositlər xüsusi mühitlərdə kök hüceyrə potensialını və yayılmazlıq qabiliyyətini saxlayır. PSC ilə müqayisədə mənşəli orqanoidlər, ilkin toxumadan yaranan orqanoidlər daha uzun, daha sabit genomları olan və uzunmüddətli dövrdə fenotipik və genetik sabitliyi qoruyurlar. Vitro mədəniyyətinin müddəti. Ancaq uzunmüddətli - Yetkin insan hepatositi orqanoidlərinin müddətli proliferativ tutumu fetal insan hepatositləri və ya yetkin siçan ilkin hepatositlər ilə müqayisədə məhduddur. Yetkin hepatosit orqanoidlərinin mədəniyyəti çətin qalır.

Mədəniyyət metodu (Şəkil 6): Qaraciyər toxuması tək hüceyrələrə həzm olunur və matrigel və hüceyrələrin qarışığı 24-cü ildə - günbəz formalı strukturlar yaratmaq üçün yaxşı bir plaka. 15 dəqiqə bir hüceyrə mədəniyyəti inkubatorunda (37 ° C) inkubasiya edin. Kəmizdikdən sonra xüsusi mədəniyyət orta əlavə edin. Təxminən 14 gündən sonra keçid. 7 - 10 gündən sonra orijinal mühiti fərqləndirmə mühiti ilə əvəz edin.

Proqramlar:

1. 1). Hepatotoksiklik modelləri
2. 2). Vitro Metabolizm Bozukluğu Tədqiqatları
3. 3). Qeyri-spirtli yağlı qaraciyər xəstəliyi
4. 4)). Narkotik inkişafı və bədxassəli qaraciyər xəstəlikləri üçün

Şəkil 6. Toxuma mədəniyyəti və keçid prosesi - Qaraciyər orqanoidləri əldə edildi

Mənbə: Hüceyrə və Bioscience (2023) 13: 197

Sferoid mədəniyyəti və orqanoid mədəniyyətinin müqayisəsi

4. İlkin hepatosit co - Mədəniyyət modeli

1. 1. 2D İbtidai Hepatosit Co - Mədəniyyət Model
      

      2D İbtidai Hepatosit CO - Mədəniyyət modeli, iki və ya daha çox fərqli hüceyrə növü qarışdırılır və iki ölçülü mühitdə mədəniyyətlidir. Bu modelin əsas xüsusiyyəti müxtəlif hüceyrə növləri, hüceyrələr və efirkənar matris arasındakı qarşılıqlı əlaqə və ya sitokinlər və kimyəvi rabitə vasitəsi ilə dolayı siqnal ötürülməsi arasında birbaşa qarşılıqlı təsirdir. Albumin istehsalı və narkotik maddələr mübadiləsi bacarığı kimi ilkin hepatosit funksiyaları üç həftəyə qədər saxlanıla bilər.

      Proqramlar:

      1. 1). İlkin Hepatositlər Co
      2. 2). İlkin Hepatositlər Co
      3. 3). İbtidai Hepatositlər Co - T Hüceyrələri ilə mədəniyyətli: Bu model qaraciyər dərman mübadiləsini aşkar etmək üçün istifadə olunur.
      4. 4)). İPhase's Hepatomax ™CO - Mədəniyyət Sistemi: iPase, Hepatomax olaraq bilinən müxtəlif növlərdən ibepatositlər olan bir CO - mədəniyyət sistemi inkişaf etdirdi™ ™. CO - Stromal hüceyrələri olan insan əsas hepatositləri mədənin təmin etmək, yaxşı dərman saxlamaq mümkündür. Bu sistem yavaş öyrənmək üçün uyğundur - metabolizing mürəkkəb rəsmiləşdirmə dərəcələri və onların metabolitləri.

      Bu CO - Mədəniyyət modeli, dərman mübadiləsi, toksiklik və qaraciyərin qiymətləndirilməsi üçün daha fizioloji cəhətdən uyğun bir platforma təmin edir.
      
      

      3D İbtidai Hepatosit Co - Mədəniyyət Model

      Birbaşa 3D CO - Mədəniyyət: Bu model, iki və ya daha çox müxtəlif növ qaraciyər hüceyrələrinin (məsələn, ilkin hepatositlər, sinusoidal endotelli hüceyrələr, hepfatik stellate hüceyrələri, kupffer hüceyrələri) qarışdırılmış speroids və ya həmsədrləri, kollagen, fibrin, alginat və ya hidrogel kimi materiallar olan 3D mühitində mədəniyyətini qarışdırmağı ehtiv edir. Direct 3D Co - Mədəniyyət, hüceyrə kimi mexanizmlər vasitəsilə müxtəlif qaraciyər hüceyrələri arasında yaxın qarşılıqlı təsir göstərir.

      Proqramlar:

      1. 1). Qaraciyər Fibroz modeli: Qaraciyər fibrozunun mexanizmlərini və irəliləməsini öyrənmək üçün istifadə olunur.
      2. 2). Dərman - Nəzərə almış qaraciyər zədəsi (dili) Model: Narkotik nəticəsində yaranan qaraciyər zərərini simulyasiya və qiymətləndirməyə kömək edir.
      3. 3). Dərman qarşılıqlı təsirləri, narkotik maddələr mübadiləsi və ferment induksiyası: necə fərqli dərmanların necə qarşılıqlı əlaqəsi, metabolizləşdikləri və qaraciyər fermentlərini necə incidirlər.

      Dolayı 3D CO - Mədəniyyət: Bu üsul fiziki bir ayırma sistemindən (məsələn, transwele və ya digər materiallar) iki və ya daha çox növ hüceyrələrin (məsələn, nih / 3t3 hüceyrələri və ya sinusoidal endotelal hüceyrələr), birbaşa hüceyrə - hüceyrə kontakasının qarşısını alır. Hüceyrələr arasındakı əlaqə həll olunan sitokinlər vasitəsilə baş verir.

      Proqramlar:
      Bədəndəki qaraciyər hüceyrələri arasındakı əlaqə ünsiyyətini öyrənmək üçün istifadə olunur.

      
      Xülasə, IPhase, IPhase, vitro bioloji tədqiqat içərisində bir lider olaraq, qeyri-klinik dərman testi üçün hərtərəfli həllər təqdim edir. Müxtəlif növlərin müxtəlif növlərindən təcrid olunmuş hepatositlərin təcrid və mədəniyyətindən konkret tətbiqlər və ya multi - spesifikasiyalar üçün mədəniyyət mediası kimi dəstəkləyici məhsulların inkişafına qədər Əczaçılıq sənayesində müştərilər üçün etibarlı bir tərəfdaşıq, kəsmə təmin etmək üçün - Klinik tədqiqat üçün kənar həllər.