4.0K Views
•
11:06 min
•
January 31st, 2022
DOI :
January 31st, 2022
•0:05
Introduction
0:53
Microphysiological System (MPS) Set-Up and Priming (Day -1)
2:14
Seeding Liver Cells into MPS on Day 0
6:00
Media Collection, Media Change and Drug Dosing (Days 4 and 6), and Ending the Experiment (Day 8)
7:52
Results: Assessment of Liver Microtissues After the Treatment with Various Drugs
10:22
Conclusion
Transcript
Protokollen beskriver hvordan man vurderer legemiddelindusert leverskade in vitro ved hjelp av et mikrofysiologisk system som kan opprettholde svært funksjonelle og metabolsk aktive levermikrovev i opptil fire uker. Denne tilnærmingen er en menneskespesifikk cellekulturmodell for nøyaktig å oppdage legemiddelindusert leverskadeansvar for nye forbindelser, noe som er mer prediktivt enn enklere 2D-kulturer eller enda mer komplekse 3D-kulturer. Denne teknikken kan brukes som en del av et batteri av prekliniske sikkerhetstester for å avgjøre om en forbindelse er trygg for å starte klinisk utvikling.
Et bredt utvalg av modaliteter kan testes. Begynn å sette opp leverens mikrofysiologiske system ved å koble kontrolleren til dokkingstasjonshuset i en cellekulturinkubator. Forsikre deg om at fersk tørkemiddel legges i adsorpsjonskrukken på baksiden av kontrolleren.
Etter at du har slått på kontrolleren ved å trykke på båtvippebryteren, vent i fem minutter til systemet stabiliserer seg og når trykk. Fjern hver plate fra emballasjen. Deretter klargjør du hver brønn ved å tilsette 500 mikroliter forvarmet sådd avansert DMEM-medium til reservoarsiden.
Plasser sjåføren på dokkingstasjonen i inkubatoren. Når du er ferdig, velger du hovedprogrammet på kontrollerskjermen til væsken kommer gjennom filterstøttene. For å dekke overflatekanalen, fyll alle brønnene med 1, 1 milliliter såing avansert DMEM-medium.
Etter å ha plassert driverne med plater i en inkubator ved 37 grader Celsius og 5% karbondioksid, kobler du til dokkingstasjonen og kjører inkubasjonsprogrammet. Tine hetteglass med PHH-er og HJC-er ved å holde hetteglassene i et vannbad på 37 grader Celsius til bare en liten isbit gjenstår. Når de er tint, pipetter du forsiktig maksimalt to hetteglass med PHH-er direkte inn i et rør med forvarmet kryopreservert hepatocyttgjenvinningsmedium, CHRM-medier.
Bruk deretter en milliliter CHRM til å vaske de resterende cellene fra kryotuben. Pipetter HKC-ene forsiktig fra kryotuben til 10 ml iskald såing avansert DMEM-medium i et 50 milliliter sentrifugerør. Senere sentrifugerer begge celletypene separat ved romtemperatur ved 100 ganger G i 10 minutter.
Etter sentrifugering, fjern supernatanten og suspender PHH-ene i varmt sådd avansert DMEM-medium og HKC i iskald såing avansert DMEM-medium ved hjelp av en milliliter per hetteglass av cellene som er tilsatt røret. Re-suspendere cellene med en mild gyngehandling, og legg deretter på is. Når du er suspendert, teller cellene og registrerer levedyktigheten.
Cellens levedyktighet må være over 85 %Koble deretter driveren fra dokkingstasjonen og plasser føreren i det mikrobiologiske sikkerhetsskapet eller MBSC. Deretter aspirerer media fra over stillaset til stoppestedet, kanalen og reservoaret, og etterlater et dødt volum på 0,2 milliliter i kulturbrønnen, og når like over stillaset. Tilsett 400 mikroliter såing av avansert DMEM-medium i brønnkammeret før du returnerer føreren til dokkingstasjonen i inkubatoren, og kjører medieendringsprogrammet i tre minutter.
Etter tre minutter kobler du driveren fra dokkingstasjonen og plasserer driveren tilbake i MBSC. Aspirer media fra ovennevnte stillas ned til stoppestedet og ved reservoarenden av hver brønn, etterfulgt av å suspendere PHH-ene forsiktig ved å gynge røret forsiktig og legge til det nødvendige volumet av cellesuspensjonen til hver kulturbrønn. Pipetter cellesuspensjonen forsiktig, slik at cellene blir jevn fordelt over platestillaset.
Forsiktig suspendere HKC-er, og legg til cellesuspensjonene til hver kultur godt. Når alle brønnene inneholder begge celletypene, plasser det mikrofysiologiske systemet eller MPS-driveren på dokkingstasjonen i inkubatoren uten fysisk tilkobling for å stå i en time. Når en time har gått, kobler du driveren til dokkingstasjonen og kjører frøprogrammet.
Når programmet automatisk pauser på to minutter, fjern driveren fra inkubatoren, og tilsett sakte 1.000 mikroliter av det avanserte DMEM-mediet til kanalen for å oppnå et totalt volum på 1, 4 milliliter. Senere flytter du platene til inkubatoren, og kjører resten av frøprogrammet i åtte timer. På dag fire, pause programmet på kontrolleren, og koble driveren og platen fra dokkingstasjonen.
Overfør dem til en MBSC. Bruk en pipette til å manuelt samle omtrent en milliliter media fra hver brønn for løselig biomarkøranalyse uten å forstyrre cellekulturen ved å berøre stillaset. Merk de innsamlede mediene som dag fire prøver, og kjør laktatdehydrogenase og ureaanalyser som kvalitetskontroll for å sikre at såingen har vært vellykket.
Deretter doserer du hver brønn i henhold til plateplanen ved å utføre medieendringen. Når du er ferdig, returnerer du sjåføren til dokkingstasjonen i inkubatoren, og kjører inkubasjonsprogrammet. På dag seks kobler du driveren og platen fra dokkingstasjonen, og overfører til en MBSC.
Bruk en pipette til å samle omtrent en milliliter media fra hver brønn, og merk som 48 timer etter doseprøver og lagre prøvene ved minus 80 grader Celsius for senere analyser. På dag åtte, fjern stillasene fra platene ved hjelp av en pinsett, og legg stillasene i en 24 brønnplate som inneholder 500 mikroliter DPBS uten kalsium og magnesium i hver brønn uten å forstyrre mikrovevet. Ta øyeblikksbildene av hvert stillas under et omvendt lysmikroskop ved 10 ganger forstørrelse.
På dag fire, før legemiddeldoseringen, ble det utført en kvalitetskontroll av dannede levermikrovev med LDH-frigjøring og ureasyntese. På dag åtte ble flere helse- og levermålinger som albumin, urea, CYP tre A fire, ATP vurdert for å bekrefte høye nivåer av leverfunksjonalitet og reproduserbarhet i mikrovevet. Kontrastfasemikroskopi og IF-farging i levermikrovev viste jevn fordeling av HKC i PHH-mikrovevet.
Den akutte eksponeringen av levermikrovev for troglitazon forårsaket toksisitet, som ble påvist ved alaninaminotransferase eller ALAT, og LDH-frigjøring og en rask reduksjon i albumin- og ureaproduksjon. ATP-innholdet og CYP tre A fire aktivitet bekreftet toksisiteten forårsaket av troglitazon, og EC50-verdiene var svært sammenlignbare med andre endepunkter. Lysfeltsmikroskopibildene tatt etter åtte dagers dyrkning i MPS avslører et sunt levermikrotissue, jevnt sådd gjennom stillaset i kjøretøykontrollen.
Vevsdød eller nedbrytning ble sett i replikasjonene behandlet med positiv kontroll og troglitazon. Videre ble levertoksisitet etter eksponering for pioglitazon også undersøkt. Ingen LDH- eller ALAT-frigjøring ble detektert, men en mild reduksjon i albumin- og ureaproduksjonen ble observert etter 48 timer.
En mindre reduksjon i ATP-innhold ble observert ved høye pioglitazonkonsentrasjoner. EC50-verdier ble generert fra doseresponskurvene. Mikroskopi viste lett endring i mikrovev etter 96 timers eksponering for pioglitazon ved de to høyeste testede konsentrasjonene.
I studien er bruk av celler med god kvalitet og levedyktighet over 85% avgjørende for å generere svært funksjonelle og sunne 3D-mikrovev i det mikrofysiologiske systemet. Etter denne prosedyren kan vi vurdere adenin- og legemiddelinteraksjoner og legemiddelindusert leverskade på sykdomsmodeller som alkoholfri deltahepatitt eller ikke-alkoholholdig fettleversykdomsmodell som bruker trippelkultur av leverparenkymale og ikke-parenkymale celler.
Legemiddelindusert leverskade (DILI) er en viktig årsak til legemiddelsvikt. En protokoll er utviklet for å nøyaktig forutsi DILI-ansvaret til en forbindelse ved hjelp av et levermikrofysiologisk system (MPS). Levermodellen bruker kokulturen til primære leverceller og translasjonelt relevante endepunkter for å vurdere cellulær respons på behandling.
Explore More Videos
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved