Maksasolut lääkkeen aineenvaihdunnassa ja siRNA -lääkkeen toimittamisessa: Mallijärjestelmien arviointi lajien välillä

Huomaa: Suspensio hepatosyyttejä on käytettävä sulatusväliaineella ja inkubaatioväliaineella; Taavittavia maksasoluja on käytettävä sulatusväliaineen kanssa, Taloinen väliaine, huoltoväliaine ja kollageenipäällysteinen levy. CYP -induktio vaatii myös mRNA -induktiomäärityspakkauksen.

Hepatosyytit

Hepatosyytitovat maksan ensisijaisia ​​funktionaalisia soluja, joilla on keskeinen rooli aineenvaihdunnassa, vieroitus-, sappituotannossa ja proteiinisynteesissä. Ne muodostavat maksan toiminnan rakenteellisen ja biokemiallisen perustan, jotka toimivat päävälittäjinä erilaisten endogeenisten ja eksogeenisten yhdisteiden muuntamisessa vähemmän haitallisiksi aineiksi ja helpottavat lääkkeiden ja toksiinien aineenvaihduntaa. Tämä hepatosyyttien luontainen kyky käsitellä kemikaaleja on tehnyt niistä välttämättömiä sekä kliinisissä että tutkimusympäristöissä, etenkin kun tutkitaan lääkkeen aineenvaihduntaan ja maksan toksisuuteen liittyviä reittejä.

Primaariset maksasolut

Ensisijaiset maksasolut viittaavat soluihin, jotka on eristetty vasta maksakudoksesta - riippumatta siitä, onko ihmistä tai eläintä - pitkittyneellä in vitro etenemällä. Koska nämä solut säilyttävät suuren osan maksasta ominaisia ​​entsymaattisia aktiivisuuksia ja fysiologisia toimintoja, niitä pidetään usein kultastandardina tutkimuksissa, joissa tutkitaan maksa - erityisiä aktiivisuuksia. Niiden käyttö tutkimuksessa on keskeistä ymmärtää sekä aineenvaihdunnan stabiilisuutta että lääkkeiden luontaista kykyä joko läpikäymään tai jatkamaan alkuperäisessä muodossaan, joka on otettu biologiseen järjestelmään.

Taavittavia maksasoluja ja suspensio hepatosyyttejä

Kokeellisissa puitteissa maksasolut voidaan luokitella edelleen niiden viljelyolosuhteiden perusteella. Taavittavia maksasoluja ovat niitä, jotka ovat tarttuvia viljelysubstraattiin, mikä mahdollistaa vakaan kiintymyksen ja morfologian, joka jäljittelee tiiviisti in vivo -ympäristöä. Tämä kiintymys ei vain tue näiden solujen polarisoitua rakennetta, vaan myös ylläpitää pitkiä - termitutkimuksia biokemiallisista reiteistä, kutenCYP450 -entsyymin induktio. Päinvastoin, suspensio hepatosyyttejä ylläpidetään ei -- Suspensioviljelmät helpottavat solujen yhtenäisempää altistumista yhdisteiden testaamiseksi, mikä tekee niistä ihanteellisia nopeisiin arviointiin metabolisen stabiilisuuden ja akuutin hepatotoksisten vasteiden suhteen.

Tasoittava hepatosyytit

Tasoittava hepatosyytitovat eristettyjä maksasoluja, joita viljellään päällystetyissä tai erikoistuneissa viljelykasveissa. Tämä kiinnitys antaa soluille mahdollisuuden levittää, polarisoida ja luoda solujen välisiä kontakteja, säilyttäen monia in vivo - Kuten toiminnot useiden päivien tai jopa viikkojen aikana. Koska nämä solut ovat tarttuvia, niitä voidaan käyttää kroonisten vasteiden, CYP450 -entsyymien induktion seuraamiseen ajan myötä ja moni - päivän toksisuusmääritykset. Taavittavia maksasoluja ylläpitävät myös voimakkaampia soluja - solujen viestintä ja solunulkoisen matriisin vuorovaikutukset, jotka ovat tärkeitä maksan pitämiselle - spesifinen toiminnallisuus. Jokainen laji - onko ihmisen, ei - ihmisen kädellisten, jyrsijöiden tai muun - voi vaatii optimoidut pinnoitusolosuhteet (kuten spesifiset pinnoitteet tai väliainilisät) fysiologisten olosuhteiden parhaiten.

Suspensio hepatosyytit

Sen sijaanSuspensio hepatosyytitviljellään ei -tarttuvassa tilassa, ylläpitäen pyöreää morfologiaa pysyen elinkelpoisena lyhyempiä ajanjaksoja. Suspensio hepatosyytit ovat ihanteellisia lyhyille - termi -kokeisiin, kuten lääkkeen alkuperäiset aineenvaihduntatutkimukset tai nopeat entsyymikinetiikan arvioinnit. Koska soluja ei rajoita matriisin kiinnittymisillä, niitä voidaan nopeasti valmistaa ja käyttää funktionaalisiin testeihin ilman solujen tarttumiseen tarvittavaa viivettä. Suspensioviljelmät ovat erityisen hyödyllisiä vertaamalla lajien eroja, koska ne sallivat standardisoidut nopeat määritykset ihmisistä, ei -- ihmisen kädellisistä, jyrsijöistä ja muista lajeista tulevien suspensioiden hepatosyyttien välillä.

Metabolinen stabiilisuus ja maksatoksisuus

AineenvaihduntavakausHepatosyyttitutkimuksessa tarkoitetaan molekyylin, usein lääkeehdokkaan, kykyä vastustaa maksaentsyymien biokemiallista muutosta. Metabolisen stabiilisuuden tutkiminen hepatosyytteillä antaa tutkijoille mahdollisuuden ennustaa näiden aineiden puoli - käyttöiän ja potentiaaliset hajoamistuotteet, mikä on kriittistä lääkekehityksessä. Yhdisteen metabolinen profiili voi määrittää sen tehokkuuden lisäksi myös sen turvallisuuden, koska metaboliiteilla voi joskus olla myrkyllisiä vaikutuksia, joita ei ole nähty emoyhdisteessä.

HepatotoksisuusToisaalta kattaa kemiallisten aineiden vahingolliset vaikutukset maksasoluihin. Sekä primaaristen että viljeltyjen hepatosyyttien käyttö toksisuustutkimuksissa auttaa selvittämään maksavaurioon johtavia mekanismeja. Tämä on ratkaisevan tärkeää, koska maksa, joka on keskeinen metabolinen elin, on erittäin herkkä myrkyllisille loukkauksille sekä ympäristökemikaaleista että farmaseuttisista aineista. Näitä soluja käyttävät tutkimukset voivat havaita soluvaurioiden tai toimintahäiriöiden mallit tarjoamalla tietoa maksavaurion varhaisista tapahtumista ja auttavat ennustamaan haitallisia tuloksia kliinisessä ympäristössä.

Entsyymien induktio on toinen tärkeä hepatosyyttifunktioon liittyvä näkökohta, joka viittaa prosessiin, jolla tietyt aineet lisäävät lääkkeen synteesiä - metaboloivia entsyymejä. Tämä ilmiö on erityisen merkittävä, koska se voi johtaa CO -: n annettujen lääkkeiden lisääntyneeseen aineenvaihduntaan, mikä mahdollisesti vähentäisi niiden tehokkuutta tai lisäämällä haitallisten metaboliittien tuotantoa. Tapelettua hepatosyyttejä käyttävät tutkimukset pyrkivät usein tutkimaan entsyymien induktiota hallitsevia sääntelyreittejä, mikä valaisee siten monimutkaisia ​​vuorovaikutuksia erilaisten ksenobiotiikoiden ja maksan aineenvaihdunnan kapasiteetin välillä.

Maksan siRNA: n toimitus- ja kohdistusstrategiat

Viimeaikaiset edistysaskeleet RNA -interferenssissä (RNAI) Therapeutics on ottanut käyttöön uusia strategioitaMaksan kohdennettu toimituskäyttämällä pieniä häiritseviä RNA: ita (siRNA: t). Keskeinen lähestymistapa käsittää siRNA -molekyylien konjugointi N - asetyyligalaktosamiinilla (GALNAC), joka helpottaa hepatosyyttien selektiivistä imeytymistä asialoglykoproteiinireseptorin kautta (ASGPR). ASGPR ilmenee voimakkaasti hepatosyyttien pinnalla ja sillä on keskeinen rooli endosyyttisessä internalisaatiossaGalnac - siRNAKonjugaatit, mikä tekee siitä elintärkeän reitin maksalle - Erityinen lääkkeen toimitus.

In vitro -tutkimukset käyttävät yleensäPrimaarinen maksasolujen siRNA -transfektiotekniikat arvioidakseen tehokkuutta ja spesifisyyttäsiRNA Galnac hepatosyytin toimitus. Nämä menetelmät antavat tutkijoille mahdollisuuden tutkia geenien kaatumisvaikutuksia fysiologisesti merkityksellisessä tilanteessa ja optimoida toimitusformulaatioita solunsisäisen oton ja geenien vaimennustehokkuuden maksimaalisen saavuttamiseksi.

Kaiken kaikkiaan RNA -terapeuttisten lääkkeiden maksan kohdennettu toimitus käyttämällä ASGPR - -välitteisiä galnac - siRNA -järjestelmiä edustaa erittäin spesifistä ja ei -- viruslähestymistapaa geneettisten maksasairauksien ja metabolisten häiriöiden hoitoon, mikä vahvistaa edelleen primaaristen maksasyyttimallien hyödyllisyyttä sekä translaatiotutkimuksessa että lääkkeen kehittämisessä.

Lajit - Erityiset hepatosyyttien yksityiskohdat

Ihmisen hepatosyytit

Ihmisen hepatosyytit ovat välttämättömiä ihmisen lääkkeiden aineenvaihdunnan ja toksisuuden ennustamisessa, tarjoamalla korkean toiminnallisen merkityksen. Niiden tarttuminen erikoistuneille levyille mahdollistaa metabolisen entsyymin induktion, vaiheen I/II aineenvaihdunnan ja kuljetusaktiivisuuden tutkimuksen.

Ei -- Tarttuvassa muodossa,Keskeyttäminen ihmisen hepatosyytit reagoi nopeasti ksenobiotiikkaan, mikä tekee niistä ihanteellisia nopeiden aineenvaihduntaarviointejen, puhdistustutkimusten ja lyhyen - termin toksikologisten testausten kanssa.

Ei - ihmisen kädellisten hepatosyytit

Fysiologinen samankaltaisuus ihmisten kanssa tekeeVialias Cynomolgus -apinan hepatosyyttijaVetistävä reesus -apinan maksasolut Arvokas prekliinisten tutkimusten yhdistämiseen ihmisen tuloksilla. Niitä käytetään arvioimaan lääkkeen aineenvaihduntaa, entsyymien induktiota ja lajeja - spesifiset turvallisuusprofiilit.

Suspensio Cynomolgus Apinan hepatosyytitjaSuspensio reesus -apinan maksasolut Mahdollista nopeiden, vertailevat arvioinnit metabolisista toiminnoista ja akuutista vasteista, hyödyllisiä, kun lyhyt - Termitiedot tarvitaan ennen pidempään - termitutkimuksia taipumusmuodoista.

Koiran hepatosyytit

Hyödynnetään pääasiassa eläinlääketieteellisessä ja translaatiotutkimuksessa,Tapelivista koiran hepatosyyttejäjaTapelivista beagle -hepatosyytitMaksan fysiologian jäljitteleminen lääkkeen tutkimiseksi

Ne tarjoavat nopeaa aineenvaihduntatutkimusta ja niitä käytetään varhaisissa - vaiheen seulontamäärityksissä, jotka hyötyvät suspensiomallin nopeasta liikevaihdosta.

Sprague - Dawley Rat -hepatosyyttit

NämäTapeli Sprague - Dawley Rat -hepatosyyttejäovat eristettyjä Sprague - Dawley -rotista ja niitä viljellään tarttuvassa tai tyylikkään muodossa. Talottavassa menetelmässä solut kiinnittyvät viljelyastiaan, jonka avulla ne voivat muodostaa stabiilien solujen väliset vuorovaikutukset ja ylläpitää maksa - erityiset toiminnot pitkään ajanjaksoihin. Tämä muoto on erityisen sopiva tutkimaan pitkiä - termin metabolisia prosesseja, entsyymien induktiota ja kroonisia toksikologisia arviointeja käyttämällä Sprague - Dawley -rotan maksasoluja.

Kun sitä ylläpidetään ei -tarttuvassa tilassa,Suspensio Sprague - Dawley rotta hepatosyyttejäkäytetään ensisijaisesti lyhyisiin - termikokeisiin. Suspensiomuoto helpottaa nopeita määrityksiä, kuten akuutteja lääkkeen metaboliatutkimuksia ja entsyymikinetiikan arviointeja, joissa vaaditaan välittömiä toiminnallisia vasteita. Tämä tila on hyödyllinen vertaamalla akuutteja metabolisia vasteita eri lajien tai olosuhteiden välillä.

ICR/CD - 1 hiiren hepatosyyttejä

Eristetty ICR/CD - 1 -hiiristä, nämä Vertailtava ICR/CD - 1 hiiren hepatosyyttejäKiinnitä kulttuuriruokia, jolloin ne voivat ylläpitää tärkeimpiä maksatoimintoja pidemmällä kestolla. Tutkijat suosivat tyylilaista menetelmää ICR/CD - 1 hiirenhepatosyytteille, kun vakaa, pidennetty viljelyaika on välttämätön kokeellisille havainnoille.

Sitä vastoin suspensio ICR/CD - 1 hiirenhepatosyyttejä viljellään ilman tarttumista, pitäen siten pyöristetyn morfologian, joka sopii lyhyille - termitutkimuksille.Jousitus ICR/CD - 1 hiiren hepatosyyttejäMahdollistaa aineenvaihduntavasteiden nopean arvioinnin ja on erityisen hyödyllinen alustavissa seulonnissa tai kun tarvitaan korkean suoritustestauksen. Suspensio -maksasolujen käyttö ICR/CD - 1 -hiirissä auttaa nopeasti perustamaan lähtötason aineenvaihduntaprofiileja ja vertaamaan niitä muihin lajeihin tai erilaisiin kokeellisiin olosuhteisiin.

Kissan hepatosyytit

Taloinen muoto on erityisen hyödyllinen pitkille - termitutkimuksille, jotka vaativat jatkuvaa maksa - spesifiset toiminnot, kuten kroonisen toksisuuden arvioinnit ja entsyymien induktiokokeet. Tutkimuksissa, jotka keskittyivät kissan maksasairauksiin, lääke -Verhottu kissan hepatosyytitTarjoa vankka malli. Niiden tarttuminen parantaa myös morfologisten ja funktionaalisten päätepisteiden toistettavuutta, mikä tekee niistä edullisen mallin eläinlääketieteellisessä farmakologiassa ja hepatologian tutkimuksessa.

Suspensiomuoto helpottaa välittömien soluvasteiden mittaamista ksenobiotiikoille, missä kiinnittymisen puute minimoi pidempään - termin viljelmät nähtyjen vasteen viivästymisen.Suspensio kissan hepatosyyttejä Siksi ovat ratkaisevan tärkeitä varhaisten biokemiallisten muutosten ja potentiaalisten haittavaikutusten tunnistamiseksi uusille yhdisteille altistumisen jälkeen.

Kanan hepatosyytit

Lintumallien edustajina,Vertailtava kananhepatosyytitkäytetään vertailevissa tutkimuksissa evoluutioerojen ymmärtämiseksi maksatoiminnoissa, etenkin endokriinisissä häiritsijän arvioinnissa.

Jousitus kanan hepatosyytitMahdollistaa nopeat, akuutit - Vaihetutkimukset maksan aineenvaihdunnasta lintuissa ja niitä voidaan verrata suoraan nisäkkäiden vastineisiin.

Muut lajit

Muille lajeille, Vertailtava minipig -maksasolut, Suspensio minipig -maksasolut, Taloinen Uuden -Seelannin valkoinen kanin hepatosyyttejä, Suspension Uusi -Seelannin valkoinen kanin hepatosyyttejä Kaikki ovat myös yleisiä malleja lääkkeiden vuorovaikutusten ennustamiseksi ja selittämiseksi ja lääkkeiden sytotoksisuuden tutkimiseksi.

Johtopäätös

Maksasoluilla on keskeinen rooli maksan toiminnan ylläpitämisessä aineenvaihdunnan, vieroitus-, sappituotannon ja proteiinisynteesin avulla. Artikkelissa korostetaan primaaristen maksasolujen ja niiden viljeltyjen muotojen - lujittavien ja suspensiojen hepatosyyttien - erotteluja, jotka on optimoitu erilaisille kokeellisille tavoitteille. Vertailevat maksasolut, niiden tarttumisen ja pitkittyneen elinkelpoisuuden kanssa, ovat kriittisiä kroonisten vaikutusten, entsyymien induktion ja pitkien - termin metabolisten prosessien tutkimiseksi, kun taas suspensioksosyytit tarjoavat nopeat ja tasaiset testausolosuhteet akuutteihin. Lisäksi analyysi ulottuu lajeihin - spesifiset sovellukset, heijastaen kuinka monipuoliset hepatosyyttimallit - ihmisistä eläinjärjestelmistä - AID -lääkkeen aineenvaihdunnan ennustamisessa, hepatotoksisuuden arvioinnissa ja kohdennettujen terapioiden, kuten RNA - -pohjaisten interventioiden, suunnittelussa GALNAC -konjugoinnin avulla. Tämä kattava yleiskatsaus osoittaa maksasolujen olennaisen roolin sekä kliinisessä tutkimuksessa että farmakologisessa kehityksessä tarjoamalla olennaisia ​​näkemyksiä maksafysiologiasta ja lääkkeiden turvallisuuden ja tehokkuuden taustalla olevista mekanismeista.

Avainsanat: hepatosyytit, primaariset hepatosyyttit, verhottujen maksasolujen, suspensio hepatosyyttit, hepatosyytit metabolinen stabiilisuus, hepatotoksisuus, CYP450 -entsyymi -induktio, ihmisen primaariset hepatosyyttit (PHH), primaarinen cynomolgus -monkeilla. Talottavien ihmisen hepatosyyttit ， verhottujen cynomolgus -apinan hepatosyyttit, vertaitettavat rhesus -apinan hepatosyyttit, vertaitettavat koiran hepatosyyttit, verhottujen beagle -hepatosyyttit, verhottu sprague - dawley rotta hepatosyyttit, vertattava ICR/CD - 1 Hiiren hepotosyytti Maksasolut, verhottu kultainen, syyrialainen hamsterin hepatosyyttejä, verhottujen kissan hepatosyyttejä, vertaitavia minipigien hepatosyyttejä, vertaitavia Uuden -Seelannin valkoisia kanin hepatosyyttejä, verhoilevia kanan hepatosyyttejä, ripustettujen ihmisen hepatosyyttejä, suspensio cynomolgus -hepatosyytteihin, ripustettuihin hepatosyytteihin. Hepatosyytit, jousituskoiran hepatosyyttit, jousituskyvyn hepatosyyttit, jousitus Sprague - Dawley rotta -hepatosyyttit, jousitus ICR/CD - 1 hiiren hepatosyyttit, jousitus C57bl/6 hiiren hepatosyyttejä, jousen kultainen hamster -hepatosytti Maksasolut, suspensio minipig -maksasolut, suspensio Uuden -Seelannin valkoisen kanin hepatosyytit, suspensio kanan hepatosyytit ，ASGPR, GALNAC - siRNA, primaarinen hepatosyytti siRNA -transfektio siRNA Galnac -hepatosyyttien toimitus，Maksan kohdennettu toimitus.