Учёные представили новую биоинженерную модель «печень-на-чипе», созданную с применением 3D-биопечати. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Bioprinting. В основе разработки — сфероиды, сформированные из трёх типов клеток: гепатоцитоподобной линии HepG2, эндотелиальных клеток и мезенхимальных стромальных клеток.
Сфероиды были помещены в гидрогель, обогащённый компонентами децеллюляризованного матрикса печени овцы. Такой подход позволил создать условия, максимально приближенные к естественной среде печени. С помощью 3D-биопечати исследователи сформировали трёхмерную микрофлюидную конструкцию, имитирующую работу органа.
В течение трёх недель культивирования модель демонстрировала активный рост, высокую жизнеспособность клеток и формирование структур, напоминающих элементы сосудистой сети. Кроме того, система стабильно выполняла ключевые функции печени, включая выработку альбумина и альфа-1-антитрипсина — маркеров функциональности гепатоцитов.
Как отметила заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики Института регенеративной медицины Анастасия Шпичка, использование децеллюляризованного матрикса и нескольких типов клеток позволило приблизить архитектуру и функции модели к нативной ткани печени, сохранив при этом возможность масштабирования и стандартизации.
В ходе исследования новую конструкцию сравнили с традиционными клеточными сфероидами без матрикса. В стандартных моделях со временем формируется некротическое ядро и возникает дефицит кислорода, тогда как «печень-на-чипе» сохраняла высокую метаболическую активность и демонстрировала более реалистичную реакцию на лекарственные препараты. В частности, система адекватно реагировала на гепатотоксичные и противоопухолевые средства, включая парацетамол, диклофенак, доксорубицин и цисплатин.
Разработанная платформа может применяться для доклинического тестирования лекарств, изучения механизмов повреждения печени, а в перспективе — для создания персонализированных моделей на основе клеток конкретных пациентов.
Рекомендуем также: