Hepatocitos en el metabolismo de los fármacos y la administración de fármacos de siRNA: evaluación de sistemas modelo entre especies

Nota: Los hepatocitos de suspensión deben usarse con medio descongelado y medio de incubación; Los hepatocitos plateables deben usarse con medio descongelado, Placa de medio, medio de mantenimiento plenable y recubierto de colágeno. La inducción de CYP también requiere un kit de ensayo de inducción de ARNm.

Hepatocitos

Hepatocitosson las principales células funcionales del hígado, que juegan un papel central en el metabolismo, la desintoxicación, la producción biliar y la síntesis de proteínas. Forman la base estructural y bioquímica de la función hepática, actuando como los principales mediadores en la conversión de varios compuestos endógenos y exógenos en sustancias menos dañinas y facilitando el metabolismo de las drogas y las toxinas. Esta capacidad intrínseca de los hepatocitos para procesar productos químicos los ha hecho indispensable tanto en entornos clínicos como de investigación, particularmente al investigar las vías involucradas en el metabolismo de los medicamentos y la toxicidad del hígado.

Hepatocitos primarios

Los hepatocitos primarios se refieren a aquellas células que han sido recién aisladas del tejido hepático, ya sea humano o animal, sin propagación in vitro prolongada. Debido a que estas células retienen gran parte de la actividad enzimática y las funciones fisiológicas que son características del hígado, a menudo se consideran el estándar de oro en los estudios que examinan las actividades específicas del hígado. Su uso en la investigación es fundamental para comprender tanto la estabilidad metabólica como la capacidad intrínseca de los medicamentos para sufrir transformación o persistir en su forma original una vez introducida en un sistema biológico.

Hepatocitos y hepatocitos de suspensión

Dentro de los marcos experimentales, los hepatocitos se pueden clasificar más en función de sus condiciones de cultivo. Los hepatocitos pletables son aquellos que se adhieren a un sustrato de cultivo, lo que permite un apego y morfología estables que imita de cerca el entorno in vivo. Esta unión no solo respalda la estructura polarizada de estas células, sino que también sostiene estudios a largo plazo de vías bioquímicas comoInducción de enzimas CYP450. Por el contrario, los hepatocitos de suspensión se mantienen en un estado no adherente, típicamente utilizados en ensayos a corto plazo donde se necesitan cambios en el entorno celular y las evaluaciones metabólicas rápidas. Los cultivos de suspensión facilitan una exposición más uniforme de las células para probar los compuestos, lo que las hace ideales para evaluaciones rápidas de la estabilidad metabólica y las respuestas hepatotóxicas agudas.

Hepatocitos plateables

Hepatocitos plateablesson células hepáticas aisladas que se cultivan en platos de cultivo recubiertos o especializados. Este accesorio permite que las células se propagen, polarizaran y establezcan contactos intercelulares, preservando muchas funciones similares in vivo durante varios días o incluso semanas. Debido a que estas células son adherentes, se pueden usar para monitorear respuestas crónicas, inducción de enzimas CYP450 con el tiempo y ensayos de toxicidad múltiple de día. Los hepatocitos plateables también mantienen una celda más robusta - a - comunicación celular e interacciones de matriz extracelular, que son cruciales para retener la funcionalidad específica del hígado. Cada especie, ya sea humano, no - primates humanos, roedores u otro, puede que requieran condiciones de recubrimiento optimizadas (como recubrimientos específicos o suplementos de medios) para replicar mejor las condiciones fisiológicas.

Hepatocitos de suspensión

En contraste,Hepatocitos de suspensiónse cultivan en un estado no adherente, manteniendo una morfología redonda mientras permanecen viables durante períodos más cortos. Los hepatocitos de suspensión son ideales para experimentos a corto plazo, como estudios iniciales de metabolismo del fármaco o evaluaciones de cinética de enzimas rápidas. Dado que las células no están limitadas por accesorios de matriz, se pueden preparar rápidamente y usarse para pruebas funcionales sin el retraso requerido para la adherencia celular. Los cultivos de suspensión son particularmente útiles al comparar las diferencias de especies, ya que permiten ensayos rápidos estandarizados a través de los hepatocitos de suspensión de humanos, primates no humanos, roedores y otras especies.

Estabilidad metabólica y hepatotoxicidad

Estabilidad metabólicaEn el contexto de la investigación de hepatocitos se refiere a la capacidad de una molécula, a menudo un candidato fármaco, para resistir la transformación bioquímica por enzimas hepáticas. Investigar la estabilidad metabólica con los hepatocitos permite a los investigadores predecir la media vida y los posibles productos de desglose de estas sustancias, lo cual es fundamental en el desarrollo de fármacos. El perfil metabólico de un compuesto puede determinar no solo su eficacia sino también su seguridad, ya que los metabolitos a veces pueden exhibir efectos tóxicos no vistos en el compuesto principal.

Hepatotoxicidad, por otro lado, abarca los efectos dañinos de las sustancias químicas en las células hepáticas. El uso de hepatocitos primarios y cultivados en estudios de toxicidad ayuda a dilucidar los mecanismos que conducen a una lesión hepática. Esto es crucial porque el hígado, siendo el órgano metabólico central, es altamente susceptible a los insultos tóxicos de los químicos ambientales y los agentes farmacéuticos. Los estudios que utilizan estas células pueden detectar patrones de daño o disfunción celular, proporcionando información sobre los primeros eventos de la lesión hepática y ayudando a predecir los resultados adversos en un entorno clínico.

La inducción de enzimas es otro aspecto importante vinculado a la función de los hepatocitos, que se refiere al proceso por el cual ciertas sustancias aumentan la síntesis de las enzimas metabolizantes fármaco. Este fenómeno es particularmente significativo, ya que puede conducir a un aumento del metabolismo de los medicamentos administrados por co -, reduciendo potencialmente su eficacia o aumentando la producción de metabolitos dañinos. La investigación que usa hepatocitos plateables a menudo tiene como objetivo examinar las vías regulatorias que rigen la inducción enzimática, arrojando así la luz sobre las interacciones complejas entre varios xenobióticos y la capacidad metabólica del hígado.

Entrega hepática de siRNA y estrategias de orientación

Los avances recientes en la interferencia de ARN (RNAi) Therapeutics han introducido estrategias novedosas paraentrega hepática dirigidaUso de pequeños ARN interferentes (siRNA). Un enfoque clave implica conjugarse con moléculas de siRNA con n - acetilgalactosamina (GALNAC), que facilita la absorción selectiva por hepatocitos a través del receptor de asialoglucoproteína (ASGPR). ASGPR se expresa altamente en la superficie de los hepatocitos y juega un papel central en la internalización endocítica deGalnac - siRNAConjugados, lo que lo convierte en una vía vital para la administración específica de medicamentos.

Estudios in vitro comúnmente empleanTransfección de siRNA de hepatocitos primariostécnicas para evaluar la eficiencia y la especificidad deentrega de hepatocitos de galnac siRNA. Estos métodos permiten a los investigadores estudiar los efectos de eliminación de genes en un contexto fisiológicamente relevante y optimizar las formulaciones de suministro para la máxima absorción intracelular y la eficiencia de silenciamiento de genes.

En general, la entrega hepática dirigida de ARN terapéutica utilizando sistemas de galnac - siRNA mediados por ASGPR representa un enfoque altamente específico y no viral para tratar enfermedades hepáticas genéticas y trastornos metabólicos, fortaleciendo aún más la utilidad de los modelos de hepatocitos primarios tanto en la investigación traduccional como en el desarrollo de los medicamentos.

Especies - Detalles específicos de hepatocitos

Hepatocitos humanos

Hepatocitos humanos placables son esenciales para predecir el metabolismo y la toxicidad de las drogas humanas, ofreciendo una alta relevancia funcional. Su adhesión en placas especializadas permite el estudio de la inducción de enzimas metabólicas, el metabolismo de la fase I/II y la actividad del transportador.

En un formato no adherente,Suspensión hepatocitos humanos Responda rápidamente a los xenobióticos, haciéndolos ideales para evaluaciones rápidas de metabolismo, estudios de autorización y pruebas toxicológicas a corto plazo.

No - hepatocitos de primates humanos

La similitud fisiológica con los humanos haceHepatocitos de mono Cynomolgus pletablesyHepatocitos de mono rhesus Valioso para unir estudios preclínicos con resultados humanos. Se utilizan para evaluar el metabolismo de los fármacos, la inducción enzimática y los perfiles de seguridad específicos.

Suspensión cynomolgus Hepatocitos de monoyHepatocitos de mono rhesus suspensivos Habilite evaluaciones rápidas y comparativas de funciones metabólicas y respuestas agudas, útiles cuando se necesitan datos a corto plazo antes de estudios de términos más largos en formatos platibles.

Hepatocitos caninos

Utilizado principalmente en investigación veterinaria y traslacional,Hepatocitos para perros placablesyHepatocitos beagle pletablesMimic fisiología hepática in vivo para estudiar la droga inducida por la lesión hepática y el metabolismo de los productos farmacéuticos veterinarios.

Estos proporcionan estudios de metabolismo rápidos y se emplean en los ensayos de detección de la etapa temprana, que se benefician de la facturación rápida en el modelo de suspensión.

Sprague - Hepatocitos de rata Dawley

EstosSprague plenable - Hepatocitos de rata Dawleyestán aislados de las ratas Sprague - Dawley y se cultivan en un formato adherente o platible. En el método pletible, las células se unen a la placa de cultivo, lo que les permite formar interacciones intercelulares estables y mantener funciones específicas del hígado durante períodos prolongados. Este formato es particularmente adecuado para estudiar procesos metabólicos a largo plazo, inducción de enzimas y evaluaciones toxicológicas crónicas utilizando células de hígado de rata Sprague - Dawley.

Cuando se mantiene en un estado no adherente,Suspension Sprague - Hepatocitos de rata Dawleyse utilizan principalmente para experimentos a corto plazo. El formato de suspensión facilita ensayos rápidos, como estudios de metabolismo de fármacos agudos y evaluaciones de cinética enzimática, donde se requieren respuestas funcionales inmediatas. Este modo es beneficioso al comparar respuestas metabólicas agudas entre diferentes especies o condiciones.

ICR/CD - 1 hepatocitos de ratón

Aislado de ratones ICR/CD - 1, estos Hepatocitos ICR/CD - 1Adherirse a la placa de cultivo, permitiéndoles mantener funciones hepáticas clave a través de duraciones más largas. Los investigadores favorecen el método pletible para los hepatocitos ICR/CD - 1 Mouse cuando es necesario un período de cultivo estable y extendido para observaciones experimentales.

Por el contrario, la suspensión ICR/CD - 1 Los hepatocitos del mouse se cultivan sin adherencia, reteniendo así una morfología redondeada adecuada para estudios a corto plazo.Suspensión ICR/CD - 1 Hepatocitos de mousePermite una evaluación rápida de las respuestas metabólicas y es particularmente útil en exámenes preliminares o cuando se necesitan pruebas de rendimiento alto. El uso de hepatocitos de suspensión en ratones ICR/CD - 1 ayuda a establecer rápidamente los perfiles metabólicos basales y compararlos con otras especies o diferentes condiciones experimentales.

Hepatocitos felinos

El formato placable es particularmente útil para estudios a largo plazo que requieren funciones específicas de hígado sostenido, como evaluaciones de toxicidad crónica y experimentos de inducción enzimática. En estudios centrados en enfermedades hepáticas felinas, lesiones hepáticas inducidas por drogas y trastornos metabólicos específicos de los gatos,Hepatocitos de gato pletablesofrecer un modelo robusto. Su adherencia también mejora la reproducibilidad de los puntos finales morfológicos y funcionales, lo que los convierte en un modelo preferido en la investigación de farmacología veterinaria e hepatología.

El formato de suspensión facilita la medición de las respuestas celulares inmediatas a los xenobióticos, donde la falta de apego minimiza el retraso en la respuesta observada en cultivos a largo plazo.Hepatocitos de gato de suspensión Por lo tanto, son cruciales para identificar cambios bioquímicos tempranos y reacciones adversas potenciales después de la exposición a nuevos compuestos.

Hepatocitos de pollo

Como representantes de modelos aviares,Hepatocitos de pollo placablesse utilizan en estudios comparativos para comprender las diferencias evolutivas en las funciones hepáticas, especialmente en las evaluaciones de disruptores endocrinos.

Hepatocitos de pollo suspensivosPermite estudios rápidos y agudos de fase del metabolismo hepático en las aves y puede compararse directamente con las contrapartes de los mamíferos.

Otras especies

Para otras especies, Hepatocitos minipig placables, Hepatocitos Minipig de suspensión, Hepatocitos de conejo blanco de Nueva Zelanda, Suspensión Hepatocitos de conejo blanco de Nueva Zelanda Todos también son modelos comunes para predecir y explicar las interacciones de drogas y estudiar la citotoxicidad de los medicamentos..

Conclusión

Los hepatocitos juegan un papel fundamental en el mantenimiento de la función hepática a través del metabolismo, la desintoxicación, la producción biliar y la síntesis de proteínas. El artículo subraya las distinciones entre los hepatocitos primarios y sus formas cultivadas, los hepatocitos plactos y de suspensión, cada uno optimizado para diferentes objetivos experimentales. Los hepatocitos pletables, con su adherencia y viabilidad prolongada, son críticos para estudiar efectos crónicos, inducción enzimática y procesos metabólicos a largo plazo, mientras que los hepatocitos de suspensión ofrecen condiciones de prueba rápidas y uniformes para ensayos agudos. Además, el análisis se extiende a aplicaciones específicas de especies, que reflejan cómo los diversos modelos de hepatocitos, desde sistemas humanos hasta animales, AID en la predicción del metabolismo de los fármacos, evaluar la hepatotoxicidad y diseñar terapias dirigidas como las intervenciones basadas en ARN utilizando la conjugación GalNAC. Esta descripción general completa demuestra el papel integral de los hepatocitos tanto en la investigación clínica como en el desarrollo farmacológico, proporcionando información esencial sobre la fisiología hepática y los mecanismos que subyacen a la seguridad y la eficacia de los medicamentos.

Palabras clave: hepatocitos, hepatocitos primarios, hepatocitos plateables, hepatocitos de suspensión, hepatocitos estabilidad metabólica, hepatotoxicidad de hepatotox, hepatocyes de hepatulguses cynomolgus primarios (PHH), hepatocitos humanos primarios (PHH). Hepatocitos humanos Hepatocitos de mono Cynomolgus plateables, hepatocitos de mono rhesus plateables, hepatocitos para perros pletables, hepatocitos de Beagle plateables, hepatocitos de rat Hepatocytes, Plateable Golden, Syrian Hamster Hepatocytes, Plateable Feline Hepatocytes, Plateable Minipig Hepatocytes, Plateable New Zealand White Rabbit Hepatocytes, Plateable Chicken Hepatocytes, Suspension Human Hepatocytes, Suspension Cynomolgus Monkey Hepatocytes, Suspension Rhesus Monkey Hepatocytes, Suspension Dog Hepatocytes, Suspension Beagle Hepatocytes Hepatocytes, Suspension Sprague-Dawley Rat Hepatocytes, Suspension ICR/CD-1 Mouse Hepatocytes, Suspension C57BL/6 Mouse Hepatocytes, Suspension Golden Syrian Hamster Hepatocytes, Suspension Feline Hepatocitos, Hepatocitos de Minipig de suspensión, Hepatocitos de conejo blanco de Nueva Zelanda, hepatocitos de pollo suspensivos,ASGPR, GALNAC - siRNA, entrega de hepatocitos de transfección de siRNA de hepatocito primario，Entrega hepática dirigida.