Создана «печень-на-чипе» для анализа эффективности лекарств
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Bioprinting. В основу разработки легла трехмерная конструкция, сформированная из сфероидов, включающих сразу три типа клеток: гепатоцитоподобную клеточную линию HepG2, эндотелиальные клетки и мезенхимальные стромальные клетки. Для создания максимально приближенной к реальности микросреды ученые поместили сфероиды в гидрогель, обогащенный компонентами децеллюляризованного матрикса печени овцы. Такой подход позволил клеткам демонстрировать более физиологичное поведение. После этого с использованием технологии 3D-биопечати была сформирована объемная модель «печени-на-чипе».
В течение трех недель культивирования система показывала стабильный рост и высокую жизнеспособность. Внутри конструкции формировались структуры, напоминающие элементы сосудистой сети, а также сохранялась устойчивая работа ключевых функций печени. В частности, модель активно синтезировала альбумин и альфа-1-антитрипсин — основные маркерные белки, по которым оценивается функциональное состояние гепатоцитов.
По словам заведующей лабораторией прикладной микрофлюидики, доцента Института регенеративной медицины Анастасии Шпички, одной из главных задач было создание системы, которая сочетала бы масштабируемость, стандартизацию и высокую степень физиологической достоверности. Использование децеллюляризованного матрикса печени и нескольких типов клеток позволило максимально приблизить архитектуру и функциональные характеристики модели к нативной ткани органа.
Для оценки эффективности разработку сравнили с традиционными сфероидами, выращенными без матрикса. Такие модели широко применяются в лабораторных исследованиях, однако со временем в них образуется некротическое ядро, а клетки начинают испытывать выраженный дефицит кислорода и питательных веществ.
В отличие от стандартных сфероидов, «печень-на-чипе» сохраняла более высокую метаболическую активность и демонстрировала реакцию на лекарственные препараты, близкую к физиологическому ответу человеческой печени. Это подтвердилось при тестировании распространенных гепатотоксичных и противоопухолевых веществ, включая ацетаминофен, диклофенак, доксорубицин и цисплатин.
Как подчеркнула Анастасия Шпичка, чувствительность конструкции к лекарственным соединениям является одним из ее ключевых преимуществ. Такая модель способна более точно отражать реакцию печени человека, что имеет принципиальное значение на этапе доклинической разработки препаратов.
Разработанная платформа может применяться для тестирования лекарственных средств до начала клинических исследований, изучения механизмов лекарственного и токсического поражения печени, а также в перспективе — для создания персонализированных моделей на основе клеток конкретных пациентов.
Рекомендуем также:
