Первый МГМУ: создана "печень-на-чипе" для оценки эффективности и безопасности лекарств
Ученые Сеченовского Университеат разработали лабораторную модель печени, которая воспроизводит реакции человеческой ткани на лекарственные препараты. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе университета.
В основе конструкции — клеточные сфероиды, собранные из трех типов клеток: гепатоцитоподобной линии HepG2, эндотелиальных клеток и мезенхимальных стромальных клеток. Эти сфероиды поместили в гидрогель, обогащенный компонентами децеллюляризованного матрикса печени овцы. Такой матрикс помогает клеткам вести себя более физиологично, после чего с помощью 3D-биопечати была сформирована трехмерная микрофлюидная система — "печень-на-чипе".
В течение трех недель культивирования модель демонстрировала устойчивый рост, формирование структур, напоминающих элементы сосудистой сети, высокую жизнеспособность клеток и стабильную работу ключевых функций печени. В частности, система вырабатывала альбумин и альфа-1-антитрипсин — белки, которые считаются маркерами функциональности гепатоцитов.
"Мы стремились создать модель, которая одновременно будет масштабируемой, стандартизируемой и при этом максимально физиологичной. Включение децеллюляризованного матрикса и нескольких типов клеток позволило приблизить архитектуру и функции к нативной ткани печени", — рассказала заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики Института регенеративной медицины Анастасия Шпичка.
Исследователи сравнили новую конструкцию с традиционными сфероидами, выращенными без матрикса. Такие модели широко применяются в лабораторных исследованиях, однако со временем в них формируется некротическое ядро, а клетки начинают испытывать дефицит кислорода и питательных веществ.
В отличие от них, "печень-на-чипе" сохраняла более высокую метаболическую активность и демонстрировала более физиологичную реакцию на распространенные гепатотоксичные и противоопухолевые препараты. В экспериментах использовались, в частности, ацетаминофен (парацетамол), диклофенак, доксорубицин и цисплатин.
"Одно из ключевых преимуществ конструкции — ее чувствительность к лекарственным соединениям. Мы видим, что такая система способна точнее отражать реакции человеческой печени, что особенно важно на этапах доклинической разработки", — отметила Анастасия Шпичка.
По словам авторов работы, полученная платформа может применяться для доклинического тестирования лекарств, изучения механизмов лекарственного повреждения печени, а в перспективе — для создания персонализированных моделей на основе клеток конкретных пациентов.