Специалисты из Сеченовского Университета создали лабораторную модель печени, которая позволяет имитировать воздействие лекарственных средств на человеческую ткань опубликована в журнале Bioprinting.
Конструкция создана на основе сфероидов, включающих три вида клеток: клетки, подобные гепатоцитам (линия HepG2), эндотелиальные клетки и мезенхимальные стромальные клетки. Для обеспечения более физиологичного поведения клеток исследователи поместили эти сфероиды в гидрогель, содержащий компоненты матрикса печени овцы, после чего с помощью 3D-биопечати сформировали трехмерную конструкцию, имитирующую «печень-на-чипе».
В течение трех недель культивирования система показала значительный прирост, образование структур, напоминающих компоненты сосудистой системы, высокую степень выживаемости и устойчивую работу основных функций печени. При этом она синтезировала альбумин и альфа-1-антитрипсин – важные белки, используемые для оценки работы гепатоцитов.
«Наша цель заключалась в разработке модели, сочетающей масштабируемость, стандартизацию и максимальную биологическую правдоподобность. Использование децеллюляризованного матрикса и различных типов клеток позволило сделать архитектуру и функции более схожими с естественной тканью печени», – пояснила заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики, доцент Института регенеративной медицины Анастасия Шпичка.
Новая разработанная структура была сопоставлена с обычными сфероидами, сформированными без использования матрикса. Эти модели часто применяются в научных исследованиях, но в процессе формирования в них возникает некротическое ядро, а клетки страдают от недостатка кислорода и питательных веществ.
По сравнению с обычными сфероидами, «печень-на-чипе» отличалась повышенной метаболической активностью и проявляла более естественную реакцию на широко используемые вещества, оказывающие токсическое воздействие на печень и противоопухолевые препараты, такие как ацетаминофен (парацетамол), диклофенак, доксорубицин и цисплатин.
«По словам Анастасии Шпички, важным достоинством данной конструкции является ее способность реагировать на лекарственные вещества. Подобная система позволяет более точно моделировать процессы, происходящие в печени человека, что имеет большое значение в ходе предклинических исследований.
Данная платформа пригодна для проведения доклинических испытаний лекарственных препаратов, исследования процессов, приводящих к поражению печени, и разработки индивидуальных моделей, основанных на клетках конкретного пациента.
Реализация проекта стала возможной благодаря поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и финансированию в рамках гранта № 075-15-2024-640.
Данные предоставлены Управлением по связям с общественностью Сеченовского Университета, подведомственного Минздрава России