Почечный чип открывает новые возможности для разработки лекарств и персонализированной медицины
Разработка передовых инструментов скрининга лекарств имеет решающее значение для развития персонализированной медицины и создания более эффективных методов лечения. Один из органов, который привлекает особое внимание в этой области, это почка.
Так, проксимальные канальцы почек играют важную роль в реабсорбции критических веществ из кровотока перед образованием мочи. Однако традиционные in vitro модели испытывали трудности в точном воспроизведении этого процесса, часто не выражая ключевых транспортных белков, таких как органические анионные транспортеры — OAT1/3 — и органический катионный транспортер 2 — OCT2.
OPTECs-on-Chip: прорыв в моделировании проксимальных канальцев
«Группа исследователей из Киотского университета разработала проксимальный каналец-на-чипе — OPTECs-on-Chip — на основе почечного органоида, полученного из человеческих iPS-клеток, который более точно имитирует in vivo почечную физиологию, чем когда-либо прежде. Эта модель демонстрирует повышенную экспрессию и полярность основных почечных транспортеров, что делает ее мощным инструментом для оценки транспорта лекарств и нефротоксичности. Наш OPTECs-on-Chip демонстрирует значительные улучшения в экспрессии и функциональности транспортеров OAT1/3 и OCT2 по сравнению с предыдущими моделями, использующими иммортализованные клетки», — говорит Ченг Ма из Высшей инженерной школы Киотского университета.
Эта микрофизиологическая система — MPS — использует два широко применяемых протокола дифференцировки для получения почечных органоидов, интегрируя их в микрофлюидную систему для формирования модели проксимального канальца. Это успешно поддерживает экспрессию транспортеров, воспроизводя механизмы экскреции лекарств в проксимальных канальцах почек in vitro, имитируя функцию человеческой эпителиальной ткани.
«Прислушиваясь к потребностям фармацевтических компаний в разработке высокофункционального почечного чипа, который им нужен, мы можем наилучшим образом интегрировать технологию MPS в разработку лекарств», — объясняет руководитель группы Рюдзи Йококава из отдела микроинженерии Киотского университета.
Новые горизонты в фармакологии
«Мы продемонстрировали, что наш OPTECs-on-Chip не только оценивает нефротоксичность, но и количественно определяет трансцеллюлярные субстраты, транспортируемые исключительно OAT1, OAT3 и OCT2. Это подчеркивает преимущества использования полученных из iPS-клеток клеток и микрофлюидной системы для воспроизведения in vivo механизмов клеточного транспорта», — добавляют соавторы Минору Такасато из Центра исследований биосистем динамики RIKEN и Тошиказу Араока из Центра исследований и применения iPS-клеток Киотского университета.
Команда Йококавы планирует применять свою модель MPS в качестве инструмента скрининга для разработки новых лекарств путем оценки транспорта и нефротоксичности различных мембранных белков.
«Наша модель имеет значительный потенциал для скрининга лекарств и персонализированной медицины», — отмечает Йококава. «Включая полученные от пациентов стволовые клетки, мы можем разрабатывать персонализированные оценки для почечного транспорта и моделирования заболеваний».
