3D-микрофлюидная модель печени на платформе OrganoPlate® для высокопроизводительного скрининга токсичности соединений

Представляем разработку, автоматизацию и валидацию трёхмерной микрофлюидной модели «печень на чипе» для высокопроизводительного скрининга гепатотоксичности — OrganoPlate LiverTox™. Модель состоит из агрегатов гепатоцитов, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК; iHep), которые помещают во внеклеточный матрикс в органном канале и совместно культивируют с эндотелиальными клетками и монообластами THP-1, дифференцированными в макрофаги и помещёнными в сосудистый канал 96-луночной системы Mimetas OrganoPlate 2-lane. Для высокопроизводительного скрининга необходима автоматизация; мы разработали протокол внесения клеток и соединений, забора и замены среды, а также добавления реагентов для анализа в OrganoPlate 2-lane с помощью стандартного лабораторного робота для дозирования жидкостей. Сочетание измерений секретома и анализа изображений показало, что жизнеспособность клеток, секреция альбумина и мочевины оставались стабильными в течение 15 дней. За тот же период активность CYP3A4 увеличилась, а секреция альфа-фетопротеина снизилась, что указывает на дальнейшее созревание iHep. Для валидации в качестве контрольного соединения выбрали троглитазон — гепатотоксичный препарат, применявшийся в клинической практике. При обработке в течение 72 ч троглитазоном в концентрации 180 μM анализы альбумина, мочевины, размера ядер гепатоцитов и окрашивания для оценки жизнеспособности обеспечивали значения Robust Z′-фактора > 0,2 по сравнению с контролем растворителя. Наиболее надёжный статистический показатель получен в тесте жизнеспособности: Robust Z′-factor = 0,6. Небольшую библиотеку из 159 соединений с известным влиянием на печень вносили в модель OrganoPlate LiverTox на 72 ч в концентрации 50 μM и рассчитывали баллы токсикологической приоритизации. При последующей оценке дозозависимости отдельных соединений анализ альбумина оказался наиболее чувствительным для расчёта значений TC. Эта платформа представляет собой надёжную новую модель для высокопроизводительного скрининга гепатотоксичности.50