Sztuczna wątroba do badań toksyczności
Zgodnie z polityką UE badanie toksyczności związków chemicznych i kosmetyków powinno wkroczyć w nowy etap, na którym wykorzystanie zwierząt będzie ograniczone. Ponadto zapotrzebowanie na wydłużony monitoring toksycznego wpływu określonej substancji i słaba zgodność między danymi zwierzęcymi i ludzkimi wymuszają stworzenie nowatorskich metod badawczych. W tym celu naukowcy z finansowanego przez UE projektu HEMIBIO(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Hepatic microfluidic bioreactor) zaproponowali wygenerowanie biologiczno-inżynieryjnego urządzenia naśladującego skomplikowaną strukturę i funkcjonowanie ludzkiej wątroby. Bioreaktor ten odzwierciedla oddziaływanie hepatocytów z niemiąższowymi elementami wątroby, w tym z komórkami Ito (HSC) oraz wątrobowymi śródbłonkowymi komórkami zatokowymi (LSEC). Działa on wysokoprzepustowo oraz umożliwia badanie toksyczności kosmetyków i związków chemicznych in vitro przez ponad miesiąc. Naukowcy scharakteryzowali najpierw pierwszorzędowe ludzkie HSC i LSEC na poziomie czynnościowym i transkrypcyjnym. Pomogło to w wyjaśnieniu procesu różnicowania każdego z typów komórek i pozwoliło na uzyskanie nieśmiertelnych hepatocytów jako optymalnych populacji komórkowych. Żywotność tych komórek, jak również poziom tlenu i glukozy oraz pH w bioreaktorze monitorowano w trybie ciągłym poprzez specyficzne czujniki. Podczas budowy bioreaktora naukowcy z konsorcjum przyjęli dwa podejścia, polegające na zastosowaniu bazującego na przeciwciałach systemu mikrofluidycznego oraz bioreaktora przepływowego. W pierwszym wykorzystano powierzchnię modyfikowaną streptawidyną, umożliwiającą zastosowanie sprzężonych z awidyną przeciwciał do kierowania różnicowaniem komórek w urządzeniach mikrofluidycznych. Przepływowy reaktor ze stali nierdzewnej chroni hepatocyty przed siłami ścinającymi utrzymując stabilne gradienty tlenu i składników odżywczych. Podsumowując, innowacyjne narzędzia uzyskane w ramach projektu HEMIBIO można wykorzystać w przemyśle farmaceutycznym bądź kosmetycznym do badania toksyczności. Mogą one służyć również jako model włóknienia wątroby do identyfikacji leków wywołujących to zaburzenie.
