النظام الفيزيولوجي المجهري للكبد البشري لتقييم سمية الكبد التي يسببها الدواء في المختبر
Summary
تعد إصابة الكبد التي يسببها الدواء (DILI) سببا رئيسيا لفشل الدواء. تم تطوير بروتوكول للتنبؤ بدقة بمسؤولية DILI لمركب باستخدام نظام ميكروفيزيولوجي للكبد (MPS). يستخدم نموذج الكبد الزراعة المشتركة للخلايا الكبدية الأولية ونقاط النهاية ذات الصلة بالترجمة لتقييم الاستجابات الخلوية للعلاج.
Abstract
DILI هو سبب رئيسي للاستنزاف في تطوير الأدوية مع أكثر من 1000 دواء معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية معروف أنه يحتمل أن يسبب DILI في البشر. لسوء الحظ ، لا يتم اكتشاف DILI في كثير من الأحيان حتى تصل الأدوية إلى المراحل السريرية ، مما يعرض سلامة المرضى للخطر ويؤدي إلى خسائر كبيرة لصناعة الأدوية. مع الأخذ في الاعتبار أن نماذج 2D القياسية لها قيود في اكتشاف DILI ، من الضروري تطوير نماذج في المختبر أكثر تنبؤا لتحسين قابلية ترجمة البيانات. لفهم السببية والجوانب الميكانيكية ل DILI بالتفصيل ، تم تطوير MPS للكبد البشري يتكون من خلايا متنية الكبد الأولية البشرية وغير المتنية (NPCs) والمستزرعة في أنسجة دقيقة 3D على سقالة هندسية تحت التروية. تم استزراع خلايا الكبد البشرية الأولية المحفوظة بالتبريد (PHHs) وخلايا كوبفر (HKCs) كأنسجة دقيقة في منصة MPS لمدة تصل إلى أسبوعين ، وتم تناول كل مركب مهم بشكل متكرر على الأنسجة الدقيقة للكبد بسبعة تركيزات اختبار لمدة تصل إلى أربعة أيام. تم تحليل نقاط النهاية الوظيفية الخاصة بالكبد (بما في ذلك المؤشرات الحيوية السريرية مثل ألانين أمينوترانسفيراز ، ALT) لتقييم وظائف الكبد. يمكن تقييم التعرض الحاد والمزمن لمركبات من شدة DILI المختلفة من خلال مقارنة الاستجابات للأنسجة الدقيقة أحادية ومتعددة الجرعات. تم التحقق من صحة المنهجية مع مجموعة واسعة من المركبات الشديدة والسامة للكبد بشكل معتدل. نعرض هنا بيانات بيوجليتازون وتروجليتازون ، وهي مركبات سامة للكبد معروفة تم سحبها من السوق للتسبب في فشل الكبد. بشكل عام ، ثبت أن نموذج MPS للكبد يمكن أن يكون أداة مفيدة لتقييم DILI وارتباطه بالتغيرات في وظيفة الكبد. يمكن أيضا استخدام النموذج لتقييم كيفية تصرف المركبات الجديدة في مجموعات فرعية متميزة من المرضى وكيف يمكن أن تتأثر ملامح السمية بحالات أمراض الكبد (على سبيل المثال ، التهاب الكبد الفيروسي ومرض الكبد الدهني).
Introduction
لا يزال DILI هو السبب الأكثر شيوعا لفشل الكبد الحاد في الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا وهو سبب رئيسي لاستنزاف المركبات في عملية تطوير الدواء1. يمكن أن تسبب جميع فئات الأدوية تقريبا سمية كبدية ، حيث تكون عوامل الجهاز العصبي المركزي والمضادات الحيوية هي العلاجات الأكثر شيوعا التي تسبب DILI في المرضى2. تحدث السمية الكبدية التي يسببها الدواء بسبب تفاعل معقد من العوامل الوراثية وغير الجينية والبيئية ، مما يؤدي إلى موت خلايا الكبد وأنواع خلايا الكبد الأخرى ، بما في ذلك الخلايا الصفراوية والخلايا البطانية 1,3.
يمكن تصنيف العوامل المسببة ل DILI بطريقتين: تلك التي تسبب تلفا في الكبد يمكن التنبؤ به يعتمد على الجرعة أو تلك التي تسبب DILI الخاص النادر ويتطور بشكل مستقل عن جرعة الدواء أو الطريق أو مدة الإعطاء ، ولكنه مسؤول عن ما يصل إلى سدس جميع حالات فشل الكبد الحادة في الولايات المتحدة الأمريكية فقط4. لسوء الحظ ، لا يتم اكتشاف DILI في كثير من الأحيان حتى تصل الأدوية إلى المراحل السريرية لعملية تطوير الدواء. تتكون رتبة إصابة الكبد التي يسببها الدواء (أو DILIrank) من أكثر من ألف دواء معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) مقسمة إلى أربع فئات وفقا لقدرتها على التسبب في DILI ، ويجب مراقبة استخدامها في المرضى عن كثب5.
لا تزال دراسة آليات السمية الكبدية للأدوية صعبة للغاية ، وبالتالي ، تم تطوير العديد من النماذج قبل السريرية لاستكشاف آليات DILI. النماذج الحالية في المختبر وفي الجسم الحي المستخدمة للتنبؤ ب DILI في التطوير قبل السريري لها العديد من القيود على تقديم نظرة ثاقبة للتفاعلات المعقدة والمتعددة الأوجه في جسم الإنسان الحي. لا تزال خطوط الخلايا الكبدية السرطانية (أي HepG2 ، HepaRG) المزروعة في 2D تستخدم في المراحل المبكرة من تطوير الدواء لتقييم سمية المركبات المرشحة6. ومع ذلك ، تأتي خطوط الخلايا هذه من متبرعين فرديين وتظهر مستويات غير طبيعية من وظائف الكبد ، ولا تظهر دائما حساسية عالية للكشف عن DILI 7,8. كبديل لخطوط الخلايا الكبدية السرطانية ، تمثل PHHs بشكل أفضل فسيولوجيا الكبد البشري إذا تمت زراعتها بشكل مناسب في المختبر ، على الرغم من وجود العديد من القيود مع ثقافتها ، مثل وقت الحضانة القصير مع الأدوية ، والعمر القصير نسبيا ، وفقدان التعبير الجيني الكبدي ، والتغيرات في وظائف التمثيل الغذائي للدواء9،10،11 . يمكن استزراع PHHs على بروتينات مصفوفة خارج الخلية في لوحات زراعة الخلايا ثنائية الأبعاد القياسية ، ولكن كجانب سلبي ، فإن الانخفاض السريع في وظيفتها يعني أن لديهم حساسية منخفضة (<50٪) لتنبؤ DILI12.
من ناحية أخرى ، فإن الاختبار على النماذج الحيوانية بطيء ومكلف ويحتاج إلى ترجمة عبر الأنواع لاستقراء التنبؤ للبشر. تفشل معظم الأدوية المطورة حديثا في الحصول على الموافقة مما يجعل هذه العملية مكلفة ومحفوفة بالمخاطر5. علاوة على ذلك ، لاختبار طرائق جديدة خاصة بالإنسان ، تكون النماذج الحيوانية أقل ملاءمة بسبب تسلسل الجينات أو اختلافات الاستجابة المناعية مقابل البشر13.
وبالتالي ، نما الاهتمام بنماذج الكبد ثلاثية الأبعاد (3D) الأكثر تقدما في المختبر بشكل كبير. يمثل استزراع PHHs كهياكل كروية ناتجة عن تجميع الجاذبية في قطرات معلقة أو على أسطح ارتباط منخفضة للغاية طريقة عالية الإنتاجية لتقييم الالتزامات المركبة14. تم استخدام كرويات PHH لتقييم DILI في خلفية مريضة (على سبيل المثال ، تنكس دهني وركود صفراوي)15. تم تطوير مجموعة متنوعة من النماذج لتشمل الثقافات المشتركة المطلية ذات الأنماط الدقيقة لخلايا الكبد مع الخلايا الليفية اللحمية16 ، وأنسجة الكبد المطبوعة بيولوجيا ثلاثية الأبعاد 17 ، والثقافات الكروية ثلاثية الأبعاد مع أو بدون خلايا كبدية غير متنية15. ومع ذلك ، لا تزال جميع هذه الطرق لها عيوب ، ويمكن أن يوفر لها زراعة PHHs في بيئة دقيقة أكثر ملاءمة من الناحية الفسيولوجية مستويات أعلى من الوظائف لفترات طويلة من الوقت لتمكين التحقيق في التعرض المطول للمواد السامة الكبدية المحتملة. بالإضافة إلى ذلك ، لتحسين الأهمية الانتقالية لأي ثقافة PHH متقدمة في المختبر ، يجب استخدام نقاط النهاية الوظيفية ذات الصلة سريريا أو المؤشرات الحيوية لمخرجات السمية للسماح بمقارنة البيانات في الجسم الحي أو السيناريوهات السريرية18.
في هذه الدراسة ، قمنا بتقييم ما إذا كان يمكن استخدام MPS ، المعروف أيضا باسم Organ-on-a-Chip (OOC) ، في نموذج الكبد في المختبر لفهم الجوانب الميكانيكية التفصيلية لسمية الكبد. وقد ثبت سابقا MPS للحفاظ على الأنسجة الدقيقة الكبد 3D وظيفية للغاية، تحت التدفق، لمدة تصل إلى 4 أسابيع19. تم اختبار النظام مؤخرا من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) وثبت أنه يتمتع بقابلية عالية للتكاثر عند إجراء سمية الدواء والتمثيل الغذائي والتراكم داخل الخلايا20. علاوة على ذلك ، عند مقارنتها بالثقافات الكروية والساندويتش ، كان للنظام وظيفة أكثر استقرارا وحساسية أعلى في الكشف عن سمية العديد من الأدوية20. حتى الآن ، تم استخدام MPS في مجموعة واسعة من التطبيقات التي تغطي ADME21 ، ونمذجة الأمراض (HBV22 ، NAFLD 23،24،25) ، والتفاعلات الدوائية26 ، مما قد يجعلها مناسبة للغاية لتقييم DILI الحاد والمزمن. تقدم التكنولوجيا المقدمة هنا بديلا لسد الفجوة بين مزارع الخلايا التقليدية والنماذج الحيوانية والتجارب السريرية البشرية ، والتقدم نحو محاكاة الظروف البيولوجية البشرية لدعم تقييم سمية الكبد للمركبات المرشحة في المراحل قبل السريرية من عملية تطوير الدواء.
Protocol
Representative Results
Discussion
تم تصميم MPS لتلخيص الوحدات الوظيفية للأعضاء البشرية في المختبر وقد تم تطويرها لمعالجة قيود نماذج زراعة الخلايا التقليدية3D 27. الكبد هو واحد من أكثر الأعضاء على غرار باستخدام MPS ، وقد تم تطوير مجموعة واسعة من الأنظمة. الكبد البشري مسؤول عن استقلاب الدواء وتوليد مستقلبات الأدوية السامة ، ووظيفته هي عنصر أساسي لنمذجة تطوير الأدوية ، بما في ذلك تقييم مسؤولية DILI للمركبات28. هنا قدمنا طريقة جديدة لتقييم DILI باستخدام MPS الكبد. يتيح البروتوكول البحث عن رؤى ميكانيكية لكل مركب يتم فحصه لتحديد كيفية تسببه في DILI بالإضافة إلى كونه مقايسة شديدة الحساسية وقوية. تتشكل الأنسجة الدقيقة للكبد في صفائح MPS ، وهي عبارة عن استزراع مشترك ل PHH و HKCs وتعمل بشكل كبير مع مستويات عالية من إنتاج الألبومين واليوريا بالإضافة إلى نشاط CYP3A4 العالي مقارنة بنماذج الكبد القياسية في المختبر 20.
على الرغم من أن نموذج DILI الموصوف هنا يمكن أن يكون بمثابة أداة مفيدة في المراحل اللاحقة من الاختبارات قبل السريرية في عملية تطوير الدواء ، إلا أنه يحتوي أيضا على العديد من القيود. نظرا لأن غالبية MPS متوفرة حاليا في السوق ، فهي منصة منخفضة الإنتاجية ، وبالتالي ، يصعب استخدامها في أنشطة فحص المخدرات على نطاق واسع. يتكون نموذج DILI من أنسجة دقيقة تم تشكيلها عن طريق استزراع PHHs و HKCs ، كما لا يمكنه التقاط تعقيد الكبد البشري بالكامل ، وسيكون المزيد من التحسين من خلال دمج أنواع مختلفة من الخلايا (مثل الخلايا المناعية) مفيدا لإضافة قيمة إلى النموذج الحالي. يمكن أيضا دمج MPS أحادي العضو هذا مع منصات الأعضاء الأخرى التي يمكن أن تشترك في وسيط مشترك وتسمح بالحديث المتبادل للأعضاء على المستوى الخلوي أو الغدد الصماء ، والتي يمكن أن تساعد في فهم أفضل للرؤى الميكانيكية للسمية التي لا تقتصر فقط على الكبد نفسه. وعلاوة على ذلك، فإن هذه التكنولوجيا، شأنها شأن أي تكنولوجيا جديدة نسبيا، يمكن اعتبارها مكلفة ومن ثم يمكن الوصول إليها بشكل محدود.
MPS عبارة عن منصة تستخدم لتطوير نماذج نمطية عضوية للأنسجة المفردة أو المتعددة البشر. يتكون النظام من وحدة تحكم وكابل سري وسائق MPS يتم إدخال اللوحة فيه (الشكل 5 أ). تحتوي كل صفيحة MPS للكبد على 12 بئرا مفتوحة مستقلة لزراعة خلايا الكبد الأولية في 3D على سقالات هندسية. باختصار ، يتم فحص النظام لمراقبة الجودة ، ويتم تحضير الألواح في اليوم -1 ، ويتم تصنيف PHHs و HKCs على الألواح في اليوم صفر (الشكل 5B ، انظر 1). تسهل المضخات الدقيقة المدمجة تداول وسائط زراعة الخلايا من خلال السقالات لتسهيل تكوين الأنسجة الدقيقة ثلاثية الأبعاد (الشكل 5 ب ، انظر 2). الأنسجة الدقيقة المشكلة هي QC’d في اليوم 4 ، وجرعات بتركيزات مختلفة من كل مركب كل 48 ساعة لمدة 4 أيام ، وفحصها للمؤشرات الحيوية لنقطة النهاية في اليوم 8 (الشكل 5C). تم تصوير الجدول الزمني التجريبي لمقايسة DILI في لوحة MPS في الشكل 5D.
الشكل 5: النظام الفيزيولوجي المجهري والجدول الزمني التجريبي لفحص DILI القياسي. (أ) النظام الفيزيولوجي المجهري بمكوناته: وحدة التحكم (1) ، الكبل السري (2) ، محطة الإرساء (3) ، سائق MPS (4) ولوحة LC12 (5). (ب) بذر PHHs و HKCs على لوحة LC12 في اليوم الأول (1) والمضخات الدقيقة المدمجة تسهل تداول وسائط زراعة الخلايا بمعدلات تدفق قابلة للضبط من خلال الأنسجة الدقيقة ثلاثية الأبعاد المصنفة على السقالات (2). (ج) إنزال السقالات في نهاية الدراسة. (د) الجدول الزمني التجريبي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
عند تنفيذ البروتوكول ، من المهم إجراء فحص قوي لمراقبة الجودة للنظام قبل البدء ، والتحقق من أن النظام يعمل بالهواء المضغوط بشكل صحيح ويتم فحص الألواح القابلة للاستهلاك بصريا وتجهيزها بكفاءة لضمان وظائف متساوية في جميع الآبار. يعد وجود خلايا بشرية أولية عالية الجودة أمرا ضروريا لهذا البروتوكول ، حيث من المعروف أن خلايا الكبد تلتصق باستمرار في تجارب زراعة الخلايا وتشكل تفاعلات 3D. يعد إذابة هذه الخلايا أيضا خطوة حاسمة ، حيث لا ينبغي إعادة تعليق خلايا الكبد الأولية عن طريق عمل السحب لأن هذا يمكن أن يؤدي بسرعة إلى موت الخلايا. وجود بقاء الخلية فوق 85٪ أمر بالغ الأهمية لنجاح البذر ، حيث أن كميات كبيرة من الحطام الخلوي سوف تتداخل مع تكوين الأنسجة الدقيقة 3D. يعد فحص مراقبة الجودة للأنسجة الدقيقة للكبد المشكلة في اليوم 4 مهما أيضا ، ويحتاج المستخدم إلى التأكد من قياس المستويات المقبولة من LDH واليوريا ، حيث قد تكون المعلمات خارج النطاق مؤشرا على تكوين أنسجة رديئة الجودة وتسمح باستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل مباشر. أخيرا ، يجب تحضير الهيدروكورتيزون المستخدم في وسائط زراعة الخلايا طازجا في يوم الاستخدام لمنع أي تدهور غير مرغوب فيه قد يؤثر على وظيفة زراعة الخلايا ، حيث إنه مطلوب للحفاظ على وظيفة التمثيل الغذائي لخلايا الكبد.
على الرغم من وجود تعقيد كبير ، لا يحتوي MPS الكبد على جميع أنواع خلايا الكبد البشري. من الممكن إضافة أنواع أخرى من الخلايا إلى النموذج24,29 لزيادة الأهمية الفسيولوجية ، ولكن يجب إضافتها فقط مع تبرير واضح لسياق الاستخدام. لدراسة DILI PHH هي نوع الخلية الرئيسي ، ويسمح دمج HKCs في هذا النموذج بتحديد بعض الاستجابات المناعية. وتجدر الإشارة أيضا إلى أن PHHs المعزولة من الكبد البشري و PHHs المحفوظة بالتبريد المتاحة تجاريا تميل إلى إظهار بعض الاختلافات من دفعة إلى أخرى. لقد أثبتنا هنا أن هذا البروتوكول ينتج نتائج قابلة للتكرار عند استخدامه مع مستحضرات عالية الجودة للخلايا. ومع ذلك ، من المتوقع حدوث بعض الاختلاف في الكثير ، ويمكن التغلب على ذلك باستخدام الكثير من المانحين المتعددين. يمكن التغلب على هذه القيود باستخدام خلايا تشبه خلايا الكبد متمايزة عن iPSC التي تلخص العديد من الخصائص الوظيفية ل PHHs والتي تم استخدامها في عملية تطوير الدواء30. تظهر HKCs أيضا الكثير من التباين ومستوى عال من التنشيط عند ذوبان الجليد ؛ لذلك ، يتم التحقق من صحة الجهات المانحة HKCs مسبقا داخليا قبل استخدامها في زراعة الخلايا التجريبية (الاستزراع المشترك مع PHHs التي تم التحقق من صحتها) ويجب أن يكون لديها مستويات منخفضة من التنشيط بعد الذوبان ؛ يتم تقييم ذلك عن طريق قياس المؤشرات الحيوية IL-6 و TNF-alpha (انظر المواد التكميلية).
تؤكد البيانات المقدمة هنا أن الفحص يمكنه اكتشاف DILI بدقة ، مما يساعد على تحديد المواد السامة للكبد التي قد لا يتم اكتشافها بواسطة 2D10,11 وحتى بعض النماذج ثلاثية الأبعاد. لا تزال البيانات الناتجة عن MPS غير مستخدمة كمعيار من قبل صناعة المستحضرات الصيدلانية لتقديم الطلبات التنظيمية أو أغراض فحص الأدوية بسبب الافتقار إلى توحيد العملية ومواءمتها ، بما في ذلك قابلية التكرار بين المواقع20. تتناول البيانات والأساليب التجريبية الموضحة هنا هذا الأمر ، مما يدل على أنه يمكن استخدام نموذج الكبد بشكل روتيني وقوي في شاشات DILI للتنبؤ بدقة بمسؤولية المركبات الجديدة.
من خلال قياس مجموعة من نقاط النهاية لإنتاج “توقيع السمية الكبدية” ، مما يساعد على تحديد المركبات ذات المستويات المختلفة من قلق DILI (بما في ذلك المركبات التي لا يمكن اكتشافها بواسطة طرق أخرى في المختبر) وآليات سميتها المكشوفة. يمكن لهذه التكنولوجيا سد الفجوة بين زراعة الخلايا التقليدية والنماذج الحيوانية من جانب والتجارب السريرية البشرية ، والتقدم نحو محاكاة الظروف البيولوجية البشرية للتقييم قبل السريري لسمية الكبد كجزء من عملية تطوير الدواء.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
قامت شركة CN Bio Innovations Ltd. بتمويل هذه الدراسة.
Materials
| 24 well cell culture cluster plates flat bottom | Corning | 3524 | |
| 96 well clear assay plates, flat bottom clear plastic | Greiner | 655101 | |
| 96 well plates black flat bottom | Corning | 3915 | |
| 96 Well White/Clear Bottom Plate, TC Surface | ThermoScientific | 165306 | |
| Advanced DMEM (1x) | Gibco | 12491015 | Cell culture media. |
| AssayMax Albumin ELISA Kit | AssayPro | EA3201-1 | Dilution 1:250. Time point Day 4, 6, and 8. |
| Cell Maintenance Cocktail B, (Primary Hepatocyte Maintenance Supplements) | Gibco | CM4000 | |
| CellTiter-Glo 3D Cell Viability Assay | Promega | G9682 | Dilution 1:1. Time point Day 8. |
| Chlorpromazine HCl | Sigma Aldrich | C8138 | |
| Chromacol blue lids, 9 mm Autosampler Vial Screw Thread Caps | ThermoScientific | 9-SCK(B)-ST1 | glass vial |
| Chromacol vials, 9 mm Clear Glass Screw Thread Vials | ThermoScientific | 2-SVW | |
| Class 2 Microbiological Safety Cabinets – Trimat2 1500 exhaust | Contained Air Solutions | ||
| Conical tubes 50 mL | Greiner | 227261 | |
| Cryopreserved Hepatocyte Recovery Medium (CHRM) | ThermoFisher Scientific | Gibco CM7000 | |
| Cryopreserved primary human hepatocytes | BioIVT Europe | Lot. RAS | |
| CytoTox 96 Cytotoxicty (LDH) Assay Kit | Promega | G1781 | Dilution – none. Time point Day 4, 6 and 8 |
| >Data analysis model used to generate the graph and EC:50 curves was nonlinear regression (curve fit) asymmetric sigmoidal, 5PL, where X is log(concentration | GraphPad Prism 9 | ||
| Disposable PES Filter Units 500mL | Fisher Scientific | 15913307 | |
| Disposable Pipette Basins 50ml | Fisher Scientific | 12369175 | |
| DMSO (Dimethyl sulfoxide) | Sigma-Aldrich | Sigma D2650 | |
| Dulbeco’s Phosphate Buffered Saline without Ca2+ and Mg2+ (D-PBS) | ThermoFisher Scientific | 14190-144 | |
| Easy Reader Conical Polypropylene Centrifuge Tubes 15 mL | Fisher Scientific | 11889640 | |
| Foetal bovine serum | Gibco | 10500064 | |
| Human ALT ELISA Kit | Abcam | ab 234578 | Dilution 1:5. Time point Day 6 and 8. |
| Human Cryopreserved Kupffer Cells | Lonza Europe | Lot. 190088KC | |
| hydrocortisone | Merck | H0888-1G | |
| Incubators models: New Brunswick Galaxy 170 S, New Brunswick Galaxy 170 R and CellXpert® C170. | Eppendorf | All serviced yearly; paperwork available upon request. | |
| Inverted Microscope | Leica DMIL LED | ||
| MPS know as Organ-on-a-Chip (OOC) | CN Bio Innovations Ltd. | ||
| MPS LC-12 plate | CN Bio Innovations Ltd. | ||
| Neubauer Improved C-Chip Disposable Haemocytometer (2 channel) | Cambridge Bioscience | DHC-N01-50 | |
| P450-Glo CYP3A4 Assay and Screening System | Promega | V9002 | Dilution – none. Time point Day 8 |
| PhysioMimix MPS platform | CN Bio Innovations Ltd. | ||
| Pioglitazone | MedChemExpress Tocris | HY-13956/CS-1700 | |
| Quantichrom Urea Assay Kit – Bioassay systems | Bioassay Systems | DY970-05 | Dilution 1:2 if initial reading is too high. Time point Day 4, 6 and 8. |
| Silica gel | Sigma-Aldrich | S7625 | |
| Software used to analyse and generate all the graphs was | GraphPad Prism 9 | ||
| Stripettes 10 mL | Fisher Scientific | 11839660 | |
| Stripettes 25 mL | Fisher Scientific | 11839181 | |
| Thawing plate Cocktail A, (Primary Hepatocyte Thawing and Plating Supplements) | Gibco | CM3000 | |
| Troglitazone | MedChemExpress Tocris | 97322-87-7 | |
| Trypan Blue Solution, 0.4% | Gibco | 15250061 | |
| Tubes 1.5 mL | Greiner | 616201 | |
| Weighing balance – model PA214C and AV213C | Ohaus Corp |
References
- Lisi, D. M. Drug-induced liver injury: An overview. US Pharmacist. 41 (12), 30-34 (2016).
- Kuna, L., et al. Models of drug induced liver injury (DILI)-current issues and future perspectives. Current Drug Metabolism. 19 (10), 830-838 (2018).
- Katarey, D., Verma, S. Drug-induced liver injury. Clinical Medicine. 16 (6), 104-109 (2016).
- Kullak-Ublick, G. A., et al. Drug-induced liver injury: recent advances in diagnosis and risk assessment Recent advances in clinical practice. Gut. 66, 1154-1164 (2017).
- Dirven, H., et al. Performance of pre-clinical models in predicting drug-induced liver injury in humans: a systematic review. Scientific Reports. 11 (1), 6403 (2021).
- Donato, M. T., Lahoz, A., Castell, J. V., Gomez-Lechon, M. J. Cell lines: a tool for in vitro drug metabolism studies. Current Drug Metabolism. 9 (1), 1-11 (2008).
- Wilkening, S., Stahl, F., Bader, A. Comparison of primary human hepatocytes and hepatoma cell line HepG2 with regard to their biotransformation properties. Drug Metabolism and Disposition. 31 (8), 1035-1042 (2003).
- Gerets, H. H. J., et al. Characterization of primary human hepatocytes, HepG2 cells, and HepaRG cells at the mRNA level and CYP activity in response to inducers and their predictivity for the detection of human hepatotoxins. Cell Biology and Toxicology. 28 (2), 69-87 (2012).
- Grainger, C. I., Greenwell, L. L., Lockley, D. J., Martin, G. P., Forbes, B. Culture of Calu-3 cells at the air interface provides a representative model of the airway epithelial barrier. Pharmaceutical Research. 23 (7), 1482-1490 (2006).
- Li, F., Cao, L., Parikh, S., Zuo, R. Three-dimensional spheroids with primary human liver cells and differential roles of kupffer cells in drug-induced liver injury. Journal of Pharmaceutical Sciences. 109 (6), 1912-1923 (2020).
- Proctor, W. R., et al. Utility of spherical human liver microtissues for prediction of clinical drug-induced liver injury. Archives of Toxicology. 91 (8), 2849-2863 (2017).
- Lin, C., Khetani, S. R. Advances in engineered liver models for investigating drug-induced liver injury. BioMed Research International. 2016, 1829148 (2016).
- Olson, H., et al. Concordance of the toxicity of pharmaceuticals in humans and in animals. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 32 (1), 56-67 (2000).
- Bell, C. C., et al. Comparison of hepatic 2D sandwich cultures and 3D spheroids for long-term toxicity applications: A multicenter study. Toxicological Sciences. 162 (2), 655-666 (2018).
- Bell, C. C., et al. Characterization of primary human hepatocyte spheroids as a model system for drug-induced liver injury, liver function and disease. Scientific Reports. 6, 25187 (2016).
- Khetani, S. R., et al. Use of micropatterned co-cultures to detect compounds that cause drug-induced liver injury in humans. Toxicological Sciences. 132 (1), 107-117 (2013).
- Ma, X., et al. Deterministically patterned biomimetic human iPSC-derived hepatic model via rapid 3D bioprinting. Proceedings of the National Academy of Sciences of the united States of America. 113 (8), 2206-2211 (2016).
- Dieterle, P. Y. M., Dieterle, F. Tissue-specific, non-invasive toxicity biomarkers: translation from pre-clinical safety assessment to clinical safety monitoring. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 5 (9), 1023-1038 (2009).
- Rowe, C., et al. Perfused human hepatocyte microtissues identify reactive metabolite-forming and mitochondria-perturbing hepatotoxins. Toxicology in Vitro. 46, 29-38 (2018).
- Rubiano, A., et al. Characterizing the reproducibility in using a liver microphysiological system for assaying drug toxicity, metabolism, and accumulation. Clinical and Translational Science. 14 (3), 1049-1061 (2021).
- Tsamandouras, N., Kostrzewski, T., Stokes, C. L., Griffith, L. G., Hughes, D. J., Cirit, M. Quantitative assessment of population variability in hepatic drug metabolism using a perfused three-dimensional human liver microphysiological system. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 360 (1), 95-105 (2017).
- Ortega-Prieto, A. M., et al. 3D microfluidic liver cultures as a physiological pre-clinical tool for hepatitis B virus infection. Nature Communications. 9 (1), 682 (2018).
- Kostrzewski, T., et al. Three-dimensional perfused human in vitro model of non-alcoholic fatty liver disease. World Journal of Gastroenterology. 23 (2), 204-215 (2017).
- Kostrzewski, T., et al. A microphysiological system for studying nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology Communications. 4 (1), 77-91 (2020).
- Vacca, M., et al. Bone morphogenetic protein 8B promotes the progression of non-alcoholic steatohepatitis. Nature Metabolism. 2 (6), 514-531 (2020).
- Long, T. J., et al. Modeling therapeutic antibody-small molecule drug-drug interactions using a three-dimensional perfusable human liver co-culture platforms. Drug Metabolism and Disposition. 44, 1940-1948 (2016).
- Bai, J., Wang, C. Organoids and microphysiological systems: New tools for ophthalmic drug discovery. Frontiers in Pharmacology. 11, 407 (2020).
- Ribeiro, A. J. S., Yang, X., Patel, V., Madabushi, R., Strauss, D. G. Liver microphysiological systems for predicting and evaluating drug effects. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 106 (1), 139-147 (2019).
- Clark, A. M., et al. A microphysiological system model of therapy for liver micrometastases hhs public access. Experimental Biology and Medicine (Maywood). 239 (9), 1170-1179 (2014).
- Qosa, H., Ribeiro, A. J. S., Hartman, N. R., Volpe, D. A. Characterization of a commercially available line of iPSC hepatocytes as models of hepatocyte function and toxicity for regulatory purposes. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 110, 107083 (2021).
