Forscher haben ein isogenes Ko‑Kultursystem entwickelt, das induzierte pluripotente Stammzell‑abgeleitete Makrophagen (iMacs) mit induzierten Hepatozyten (iHeps) kombiniert. Das System ermöglicht sowohl die verbesserte Reifung von Hepatozyten als auch die Untersuchung von immunvermittelten Lebertoxizitäten in vitro.
Entwicklung des Ko‑Kultursystems
Das Team erzeugte iMacs und iHeps aus denselben iPSC‑Linien, um genetische Unterschiede zu minimieren. Die Zellen wurden direkt miteinander kultiviert, wobei ein Kontakt‑abhängiger Austausch zwischen den Zelltypen ermöglicht wurde.
Einfluss auf die Hepatozyten‑Reifung
Durch die direkte Ko‑Kultur zeigten die iHeps eine signifikante Abnahme fetal‑spezifischer Marker und eine gleichzeitige Erhöhung von Cytochrom‑P450‑Genen, was auf eine fortgeschrittene funktionelle Reifung hinweist.
Stärkung der Makrophagen‑Identität
Im Gegenzug entwickelten die iMacs in Anwesenheit von iHeps ein stärkeres Kupffer‑Zell‑Profil, das an die Leber‑residenten Makrophagen erinnert. Dieser Effekt verschwand, wenn iMacs nur mit iHep‑konditioniertem Medium kultiviert wurden, was die Notwendigkeit des Zell‑zu‑Zell‑Kontakts unterstreicht.
Test von hepatotoxischen Substanzen
Das Ko‑Kultursystem wurde mit sieben bekannten hepatotoxischen Verbindungen getestet. Bei fünf Verbindungen, die mit immunvermittelten Leberschäden assoziiert sind, wurde eine dosisabhängige Zytokin‑Freisetzung beobachtet. Bei den beiden Verbindungen ohne bekannte immunabhängige Komplikationen blieben die Zytokin‑Werte unverändert.
Vergleich mit peripheren Monozyten‑Makrophagen
Ein paralleler Test mit menschlichen peripheren Monozyten‑abgeleiteten Makrophagen zeigte keine vergleichbare Immunantwort, was die spezifische Eignung von iMacs für die Modellierung von Leber‑toxizität betont.
Bedeutung für zukünftige In‑Vitro‑Modelle
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Herkunft der Makrophagen entscheidend für die Genauigkeit von In‑Vitro‑Lebermodellen ist und dass die Integration von iMacs die Vorhersagekraft für immunvermittelte Arzneimittel‑schäden erhöht.
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