بررسی عملکرد برون تنی ریزبافت های کبدی تولید شده با روش هم کشتی سلول های بنیادی مزانشیمی، اندوتلیالی و رده کبدی

سابقه و هدف: امروزه نیاز روزافزونی به مدل های آزمایشگاهی کبد برای بررسی مکانیسم بیمار یهای انسان، اثربخشی داروهای جدید و سم شناسی وجود دارد.مطالعه های پیشین نشان داد ه اند که هم کشتی هپاتوسیت ها با سلو لهای غیرپارانشیمی و حضور ماتریکس برون سلولی، به ویژه در شرایط کشت سه بعدی، میتواند سبب بهبود عملکرد هپاتوسیت ها شود. بنابراین هدف این مطالعه، ایجاد یک روش تکرارپذیر و مقرو ن به صرفه برای تولید انبوه ریزبافت های کبدی در شرایط آزمایشگاهی بود.مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، ریزبافت های کبدی )با قطر 500 میکرومتر( با هم کشتی سلول های بنیادی مزانشیمی انسان، سلو لهای اندوتلیالی ورید بندناف انسان و سلول های رده کبدی huh7 ، در یک بستر هیدروژلیِ حاصل از ماتریکس برو ن سلولی کبد و آلژینات، تولید شدند. سپس زنده مانی سلو لها، قابلیت ذخیره گلیکوژن و فعالیت آنزیم سیتوکروم p450 آن ها در روز 28 ارزیابی شد. بیان ژن های اختصاصی کبدی( alb, sult1a1 ) در روز های 1 و 14 و میزان ترشح آلبومین و اوره در روزهای 1، 7، 14 ، 21 و 28 بررسی شد. علاوه برآن، حساسیت ریزبافت ها به سمّیت حاد دارویی ناشی از متفورمین و دیکلوفناک و همچنین اتانول ارزیابی شد. کشت دوبعدی سلو لهای huh7 نیز به عنوان گروه کنترل لحاظ شد.یافته ها: اکثر سلو لهای ریزبافت ها تا روز 28 زنده بوده و ضمن ذخیره سازی گلیکوژن، قابلیت القاء پذیری سیتوکروم را تا هفت برابر فعالیت پایه داشتند. بیان ژ نهای alb و sult1a1 در ریزبافت ها، در روز 14 نسبت به گروه کنترل افزایش معن اداری ( p<0.05 ) یافته بود. ترشح آلبومین و اوره نیز در همه زمان های نمونه برداری، در ریزبافت های کبدی به طور معنا داری ( p<0.05 ) بالاتر از گروه کنترل بود. علاوه برآن، ریزبافت های کبدی نسبت به گروه کنترل، به سمّیت دارویی و الکل )در برخی غلظت ها( حساسیت بیشتری ( p<0.05 ) را نشان می دادند.نتیجه گیری: به نظر می رسد ریزبافت های کبدی حاصله می توانند به عنوان مدل آزمایشگاهی مناسب و دارای عملکرد برای کبد درنظر گرفته شود.

Investigation of in vitro functionality of liver microtissues produced by coculture of mesenchymal stem cells, endothelial and hepatic cell line

Background and Aim: There is an urgent need for reliable in vitro liver models to assess the mechanisms of human diseases, and impact of newly developed drugs or toxins. Previously showed that coculture of hepatocytes with nonparenchymal cells and presence of extracellular matrix (ECM) improve the in vitro functionality of hepatocytes. Aim of this study was to develop a reproducible method for scalable generation of liver microtissues.Materials and Methods: In this experimental study, liver microtissues with 500um diameter generated through coculturing of Huh7, human mesenchymal stem cells and human umbilical vein endothelial cells in a composite hydrogel of liverECM and alginate. Cell viability, capability for glycogen storage and cytochrome P450 enzyme activity were evaluated on day 28. Hepaticspecific genes (ALB and SULT1A1) on days 1 and 14, and albumin and urea secretion on days 1, 7, 14, 21 and 28 were assessed. Furthermore, the microtissue sensitivity to acute toxicity of Metformin, Diclofenac and ethanol were investigated. Twodimensional cultured Huh7 was considered as control group.Results: Most cells in the microtissues were alive up to day 28, accumulated glycogen and have cytochrome inducibility 7fold more than the basic activity. In comparison to control, ALB and SULT1A1 genes upregulated (p<0.05) on day 14, also albumin and urea secretion increased (p<0.05), in all sampling time, in microtissues. Furthermore, microtissues have more sensitivity (p<0.05) to some concentrations of the drugs and ethanol, compared to control.Conclusion: It seems that the liver microtissues may considered as an appropriate and functional in vitro model for liver.