В своей недавней публикации авторы Allevi Мари Кювелье, Фредерик Эзан, Уго Оливейра, Софи Роуз, Жан-Кристоф Фрикен, Софи Лангуэ, Винсент Леганье и Жорж Баффе создали сложную трехмерную модель печени с использованием новых клеток HepaRG.
Создание модели
Модели печени, представленные в данной публикации, были созданы из желатин-метакрилата (GelMA), содержащего клетки. Общей проблемой при создании моделей и ключевым аспектом данного проекта является обеспечение того, чтобы гидрогелевая конструкция способствовала дифференцировке и пролиферации клеток в течение длительного времени. Для достижения этой цели исследователи снизили концентрацию фотоинициатора GelMA и LAP в конечных конструкциях до 5% и 0,1% масс/об соответственно. Они напечатали конструкции с помощью биопринтера Allevi 2 со следующими параметрами:
Скорость печати (мм/с) |
Температура (C) |
Давление (PSI) |
Интенсивность сшивания |
Время сшивания (с) |
Длина волны сшивания (нм) |
8 |
15 |
20-35 |
7 мВт/см2 ≈ 70% |
60 |
405 |
Другие ключевые ингредиенты, которые сделали модель биологически релевантной. В дополнение к нескольким компонентам внеклеточного матрикса исследователи использовали несколько линий клеток, включая:
- печеночные клетки HepaRG - клеточная линия, хорошо известная своим поведением, сходным с функцией печени в естественных условиях.
- HUVECs - эндотелиальные клетки пупочной вены человека
- LX-2 печеночные звездчатые клетки - важные клетки, расположенные рядом с кровеносными сосудами в печени.
Важность модели
Эта модель печени имела несколько ключевых успешных моментов. Во-первых, в ней использовалась клеточная линия HepaRG. Являясь "золотым стандартом" для печеночных клеток, она позволяет более физиологично моделировать реакцию печени на чужеродные вещества и ее толерантность к ним. Еще одним впечатляющим достижением является длительный период инкубации, которого они добились. Исследователи обнаружили сохранение жизнеспособности и пролиферации клеток после 28 дней культивирования, что дольше, чем в большинстве предыдущих работ по моделированию печени в 2D культурах и 3D конструкциях. Это важно для моделей печени, так как показывает перспективность для долгосрочных исследований гепатотоксичности в ходе открытия лекарств и тестирования безопасности. Важным открытием стало то, что дифференцировка клеток HepaRG может происходить в GelMA без культивирования DMSO. Их клетки HepaRG дифференцировались в билиарные и гепатоцитоподобные клетки (относящиеся к выработке желчи и основной ткани печени соответственно) в течение первых двух недель культивирования без того, чтобы один путь подавлял экспрессию другого. Они также продолжали расти по всей конструкции GelMA, самоорганизуясь в соответствующие формы и производя соответствующие белки с течением времени, чего не наблюдается в 2D-моделях. Исследователи считают, что этот набор сложных клеточных взаимодействий, вероятно, привел к их впечатляющей долгосрочной жизнеспособности. Эта сложность также является важным шагом на пути к созданию более тонких многоклеточных моделей печени in vitro. Хотя скрининг токсичности лекарственных препаратов является очевидной областью применения, эта модель также может быть использована для изучения патологий печени, таких как фиброз, который эта конструкция печени смогла продемонстрировать.