Түйін сөздер:Органоид, 3D өсіру, 3D сфероидты мәдениет, 3D жасуша мәдениеті, Бастапқы гепатоциттер, Бастапқы адам гепатоциттері, Бастапқы маймыл гепатоциттері, Бастапқы ит гепатоциттері, Бастапқы егеуқұйрық гепатоциттері, Бастапқы тышқан гепатоциттері, Ультра-төмен тіркеме культурасы

IPHASE өнімдері

Кіріспе

Органоидты және 3D жасушаларды өсіру технологияларының жылдам эволюциясы клиникаға дейінгі зерттеулерді өзгертеді. Фармацевтикалық компаниялар болжамды көбірек іздейдіvitro модels, дәстүрлі екі өлшемді (2D) жасуша мәдениеті барған сайын физиологиялық маңызды 3D өсіру жүйелерімен ауыстырылуда.

Маңызды кезең 2025 жылдың сәуірінде АҚШ FDA моноклоналды антиденелердің қауіпсіздігін бағалау үшін жануарларды сынау талаптарын азайту жоспарын жариялаған кезде болды.органоидтарды және адам жасушасына негізделген жетілдірілген үлгілерді қоса алғанда, жаңа тәсілдер әдістерін (NAMs) қабылдауды ынталандыру. Бұл саясаттың ауысуы дәрі-дәрмектің дамуы үшін адам-тиісті in vitro жүйелерінің өсіп келе жатқан маңыздылығын көрсетеді.

Осы технологиялардың ішінде біріншілік гепатоциттердің 3D сфероидты мәдениеті ең практикалық және кеңінен қабылданған бауыр үлгілерінің біріне айналды. Бастапқы гепатоциттердің үш өлшемді сфероидтарға жиналуына мүмкіндік бере отырып, зерттеушілер есірткі метаболизмі, гепатоуыттылық және бауыр ауруларын зерттеу үшін болжамды деректерге қол жеткізе отырып, бауырдың арнайы функцияларын ұзақ уақыт сақтай алады.

Бауыр органоидтары және гепатоцит сфероидтары дегеніміз не?

Органоидтер - бұл жергілікті органдардың негізгі архитектуралық және функционалдық сипаттамаларын қайталайтын дің жасушаларынан алынған үш өлшемді көп жасушалы құрылымдар. Бауыр органоидтары регенеративті медицинада, ауруларды модельдеуде және жеке терапияда үлкен әлеуетті көрсетті.

Бағаналы жасушадан алынған органоидтармен салыстырғанда, бастапқы гепатоциттердің сфероидтары 3D сфероидты дақылының қарапайым және жоғары қайталанатын түрін білдіреді. Күрделі жасушадан тыс матрицаларды немесе саралау хаттамаларын талап етудің орнына, жаңадан оқшауланған Бастапқы гепатоциттер маңызды бауыр фенотиптерін сақтай отырып, ықшам көп жасушалы сфероидтарды қалыптастыру үшін өте төмен қосылу жағдайында өздігінен біріктіріледі.

Бұл қарапайым тәсіл гепатоциттердің сфероидтарын фармацевтикалық зерттеулер үшін ең көп қолданылатын бауыр үлгілерінің біріне айналдырды.

Неліктен 3D мәдениеті әдеттегі 2D мәдениетінен асып түседі?

Бастапқы гепатоциттер кәдімгі моноқабаттар ретінде өсіргенде дифференциацияланған фенотипін тез жоғалтады. Бірнеше күннің ішінде бауырдың көптеген функциялары күрт төмендейді, соның ішінде: цитохром P450 ферментінің белсенділігі, альбумин секрециясы, өт қышқылының алмасуы, дәрі-дәрмек тасымалдаушысының экспрессиясы, жасушалық полярлық. Бұл шектеулер ұзақ мерзімді уыттылық зерттеулері үшін дәстүрлі 2D мәдениеттерінің болжамдық мәнін төмендетеді.

Керісінше, 3D сфероидты мәдениет жергілікті бауыр тінінде табылған критикалық жасуша-жасуша өзара әрекеттесуін және микроорта архитектурасын қайта жасайды. Алынған сфероидтар жақсартылған жасуша байланысы, оттегі градиенттері, қоректік заттардың диффузиясы және бауыр поляризациясын қолдау арқылы жақсартылған физиологиялық маңыздылығын көрсетеді.

Демек, бастапқы гепатоциттердің сфероидтары тұрақты бауыр функцияларын күндер емес, апталар бойы сақтайды, бұл оларды созылмалы дәрілік экспозицияны зерттеу үшін ерекше құнды етеді.

Бастапқы гепатоциттердің 3D сфероидты мәдениетінің артықшылықтары

1. Ұзақ-Функционалдық тұрақтылық

3D біріншілік гепатоциттердің сфероидты культурасының басты артықшылығы - бауырдың арнайы функцияларының ұзақ-мерзімді сақталуы. Кең жасуша-жасуша өзара әрекеттесуіне ықпал ету және физиологиялық тұрғыдан маңыздырақ микроорта құру арқылы сфероидтар әдеттегі 2D дақылдарында тез жоғалатын маңызды бауыр сипаттамаларын сақтайды. Оңтайландырылған жағдайларда бастапқы гепатоциттердің сфероидтары тұрақты альбумин өндірісін, CYP450 ферментінің белсенділігін, I және II фаза метаболизмін және есірткі тасымалдаушы экспрессиясын 21 күннен астам сақтайды. Бұл ұзартылған функционалдық қызмет мерзімі есірткі метаболизмі, гепатоуыттылықты бағалау және бауырдың созылмалы ауруларын зерттеу үшін болжамды in vitro үлгілеріне мүмкіндік береді.

2. Жақсартылған физиологиялық маңыздылық

3D гепатоциттік сфероидты культураның негізгі артықшылықтарының бірі оның жергілікті бауыр микроортасының негізгі ерекшеліктерін қайта жасау қабілеті болып табылады. Кең жасуша-жасуша өзара әрекеттесуі және ұлпаның - тәрізді үш өлшемді архитектурасы арқылы сфероидтар бауыр полярлығы мен жасушалық функцияны сақтай отырып, физиологиялық маңызды оттегі мен қоректік градиенттерді орнатады. Нәтижесінде бастапқы гепатоциттер in vivo байқалғандарға көбірек ұқсайтын метаболикалық белсенділікті көрсетеді, бұл әдеттегі 2D моноқабатты дақылдармен салыстырғанда дәрілік зат алмасуды, бауыр функциясын және дәрілік бауыр зақымдануын (DILI) болжаудың жақсаруына әкеледі.

3. Дәрілерді табу және бауырды зерттеудегі қолданбалар

Бастапқы гепатоцит сфероидтарының жақсартылған физиологиялық өзектілігі және ұзақ мерзімді функционалдық тұрақтылығы оларды биомедициналық зерттеулердің кең ауқымында құнды құралдарға айналдырды. Олар дәрілік заттардың метаболизмі мен фармакокинетикалық зерттеулерінде, гепатоуыттылықты бағалауда, DILI болжауында, CYP индукциясы мен тежелуін талдауда және метаболикалық тұрақтылық тестінде кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, гепатоциттердің сфероидтары алкогольсіз стеатогепатитті (NASH), бауыр фиброзын және вирустық гепатитті қоса, бауыр ауруларын зерттеуге арналған сенімді in vitro үлгілерін қамтамасыз етеді. Олардың жергілікті бауыр физиологиясын жақсырақ қайталау қабілеті оларды дәлдік медицинаға, регенеративті медицинаға және басқа да озық аудармалық зерттеу қолданбаларына өте қолайлы етеді.

Сенімді 3D гепатоцит сфероидтарын құру

Табысты 3D сфероидты мәдениет үш маңызды компонентке байланысты:

1. Жоғары-сапалы Біріншілік Гепатоциттер

Жасуша сапасы сфероидтардың морфологиясын, өміршеңдігін және ұзақ мерзімді қызметін тікелей анықтайды.

IPHASE көптеген түрлерден жоғары өміршеңдігі криоконсервіленген бастапқы гепатоциттерді қамтамасыз етеді, соның ішінде:

• Адамның біріншілік гепатоциттері
• Біріншілік маймыл гепатоциттері
• Бастапқы ит гепатоциттері
• Бастапқы егеуқұйрық гепатоциттері
• Тінтуірдің бастапқы гепатоциттері

Барлық гепатоциттер жоғары өміршеңдігін, тұрақты өнімділігін және топтамадан топтамаға қайталану мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін қатаң сапа бақылауынан өтеді.

2. Оңтайландырылған 3D Culture Media

Мамандандырылған орталар сфероидты қалыптастыру үшін де, ұзақ мерзімді қызмет көрсету үшін де маңызды.

IPHASE жұмыс процесі мыналарды қамтиды:

• Гепатоциттердің еру ортасы
• Гепатоциттердің 3D сфероидты түзілу ортасы
• Гепатоциттердің 3D сфероидты техникалық қызмет көрсету ортасы

Бұл медиалар ұзақ өсіру кезеңдерінде бауыр қызметін сақтай отырып, тиімді агрегацияны қолдайды.

3. Ультра-Төмен бекітпе мәдениет тақталары

Сенімді сфероидты қалыптастыру жасушалардың адгезиясын болдырмайтын культуралық ыдыстарды қажет етеді.

IPHASE Ultra-Төмен бекітілетін мәдениет тақталары гепатоциттерге жасушадан тыс матрицалық жабындарды қажет етпей, өздігінен-біркелкі сфероидтарға жиналуға мүмкіндік береді, бұл әдеттегі зертханалық жұмыс процестері үшін тамаша үйлесімділікті қамтамасыз етеді.

Эксперименттік валидация

Циномолгус маймылының бастапқы гепатоциттерін пайдалана отырып, IPHASE оңтайландырылған мәдениет жүйесін пайдалана отырып, жеті күн ішінде бауырдың тұрақты 3D сфероидтарын сәтті орнатты.(1&2-сурет).

Сурет 1. IPHASE бастапқы Cynomolgus маймыл гепатоциттерінен жасалған өкіл 3D сфероидтары (лот K0125E069).

Сурет 2. IPHASE бастапқы Cynomolgus маймыл гепатоциттерінен жасалған өкіл 3D сфероидтар (лот K0124E022).

IPHASE 3D Бастапқы гепатоциттердің сфероидты мәдениет жүйесінің өнімділігін одан әрі растау үшін бірнеше түрдегі бастапқы гепатоциттер бірдей стандартталған жұмыс ағыны арқылы өсірілді, соның ішінде синомолгус маймыл (Лот K0125E086), ит ит (Лот B0125H018) және Sprague-Dawtes. Культура үстіңгі затындағы альбумин секрециясы бауыр белсенділігінің функционалдық көрсеткіші ретінде 7 күн сфероидты дақылдан кейін өлшенді (1-сурет). Барлық үш түр де тұрақты сфероидтарды сәтті қалыптастырды және анықталатын альбумин өндірісін қамтамасыз етті, бұл IPHASE 3D мәдениет платформасының әртүрлі жануарлар үлгілерінде беріктігі мен қайталану мүмкіндігін көрсетті.

Сфероидтардың ұзақ мерзімді функционалдық тұрақтылығын бағалау үшін циномолгус маймылының гепатоциттері (Лот K0124E022) 21 күнге дейін өсірілді. Альбумин секрециясы бүкіл культура кезеңінде бірнеше уақыт нүктелерінде бағаланды (2-сурет). Ұзақ мерзімді культура кезінде альбуминнің тұрақты өндірісі IPHASE 3D сфероидты жүйесінің созылмалы уыттылық зерттеулерінде, дәрілік зат алмасуда және бауыр ауруының ұзақ мерзімді модельдеуінде қолданылуын қолдай отырып, бауырдың арнайы функцияларын тиімді сақтайтынын көрсетеді.

Сурет 1. 7 күндік дақылдан кейін әртүрлі түрлердің бастапқы гепатоциттерінен түзілген 3D сфероидтардың альбумин секрециясы.
Сурет 2. Циномолгус маймылының 7 және 21 күн бойы өсірілген біріншілік гепатоцит сфероидтарының альбумин секрециясы.
3D бауыр үлгілеріне арналған IPHASE толық шешімі

Жетілдірілген 3D жасуша мәдениетіне және органоидтық зерттеулерге өсіп келе жатқан сұранысты қолдау үшін IPHASE гепатоциттердің сфероидты культурасы үшін біріктірілген жұмыс процесін қамтамасыз етеді, соның ішінде:

• Адамның криоконсервіленген бастапқы гепатоциттері
• Біріншілік маймыл гепатоциттері
• Бастапқы ит гепатоциттері
• Бастапқы егеуқұйрық гепатоциттері
• Тінтуірдің бастапқы гепатоциттері
• Гепатоциттердің еру ортасы
• Гепатоциттердің 3D сфероидты түзілу ортасы
• Гепатоциттердің 3D сфероидты техникалық қызмет көрсету ортасы
• Ультра-Төмен бекіту мәдениеті тақталары

Бұл өнімдер зерттеушілерге есірткіні табу, токсикология, ауруларды модельдеу және трансляциялық зерттеулер үшін сенімді және қайталанатын бауыр сфероидты үлгілерін құруға мүмкіндік береді.

Қорытынды

Реттеуші органдар адамға қатысты тестілеу стратегияларын көбірек ынталандыратындықтан, 3D Бастапқы гепатоциттік сфероидтық мәдениет қазіргі заманғы бауыр зерттеулері үшін таптырмас платформаға айналуда.

Бауыр фенотипін сақтау, физиологиялық маңыздылығын жақсарту және ұзақ мерзімді функционалдық зерттеулерді қолдау арқылы бастапқы гепатоциттердің сфероидтары кәдімгі жасуша мәдениеті мен in vivo биология арасындағы алшақтықты өтейді.

Жоғары сапалы Бастапқы гепатоциттермен, оңтайландырылған қоректік орталармен және мамандандырылған Ультра-Төмен тіркеме культура тақталарымен IPHASE зерттеушілерге есірткіні ашуды және биомедициналық зерттеулерді жеделдететін қайталанатын, жоғары-өнімді 3D бауыр модельдерін құруға арналған толық шешім ұсынады.