Charakterisierung von Hepatozyten in einem miniaturisierten 3D-Durchflussbioreaktor

Abstract

Medikamentenentwicklung ist ein ressourcen- und zeitintensiver Prozess mit einem hohen Risiko, zu scheitern10. Um möglichst schnell und kostengünstig82 festzustellen, ob ein Medikament zulassungsfähig ist oder nicht, ist es notwendig, über möglichst gute präklinische Systeme zur Medikamententestung zu verfügen, insbesondere für pHH, da die Leber für den Großteil des Scheiterns von Medikamenten verantwortlich ist14. Da dies mit dem momentanen Goldstandard, der 2D-Kultur, aufgrund der raschen Dedifferenzierung der pHH15,16,19,20 nur eingeschränkt möglich ist, gilt es, Systeme zu entwickeln, die der 3D in vivo Situation, wie z.B. der Leber, möglichst nahe zu kommen. So sollen rasch ungeeignete Medikamente identifiziert und von der weiteren Entwicklung ausgeschlossen werden können. Im Rahmen der Dissertation wurde das System des r3D-KITChip Bioreaktors beschrieben, wobei Huh7 und pHH kultiviert wurden. Dabei konnte gezeigt werden, dass die in 3D kultivierten Huh7 eine gegenüber den in 2D kultivierten Huh7 in gesteigertem Maß Glucose und Urea freisetzen und über eine gesteigerte MDR1-Aktivität verfügen. Im Gegensatz dazu zeigten die in 3D kultivierten pHH eine geringere oder ähnliche Freisetzung von Glucose, Urea, Albumin, APAP-Metaboliten und Diclofenac-Metaboliten sowie eine geringere MDR1-Aktivität. Zusammenfassend konnten die in der Literatur beschriebenen Vorteile einer 3D-Kultivierung für pHH15,16,19,20 mit dem hier verwendeten System nicht reproduziert werden. Mögliche problematische Aspekte, wie das Gehäuse, die Perfusion und die Handhabung des Bioreaktors wurden beschrieben und können als mögliche Ansatzpunkte für eine Verbesserung des Systems dienen.