Нирковий чип відкриває нові можливості для розробки ліків та персоналізованої медицини
Розробка передових інструментів скринінгу ліків має вирішальне значення для розвитку персоналізованої медицини та створення більш ефективних методів лікування. Один з органів, який привертає особливу увагу в цій області, це нирка.
Так, проксимальні канальці нирок відіграють важливу роль у реабсорбції критичних речовин з кровотоку перед утворенням сечі. Однак традиційні in vitro моделі зазнавали труднощів у точному відтворенні цього процесу, часто не виражаючи ключових транспортних білків, таких як органічні аніонні транспортери — OAT1/3 — та органічний катіонний транспортер 2 — OCT2.
OPTECs-on-Chip: прорив у моделюванні проксимальних канальців
«Група дослідників з Кіотського університету розробила проксимальний каналець-на-чипі — OPTECs-on-Chip — на основі ниркового органоїда, отриманого з людських iPS-клітин, який більш точно імітує in vivo ниркову фізіологію, ніж будь-коли раніше. Ця модель демонструє підвищену експресію та полярність основних ниркових транспортерів, що робить її потужним інструментом для оцінки транспорту ліків та нефротоксичності. Наш OPTECs-on-Chip демонструє значні покращення в експресії та функціональності транспортерів OAT1/3 та OCT2 у порівнянні з попередніми моделями, що використовують імморталізовані клітини», — говорить Ченг Ма з Вищої інженерної школи Кіотського університету.
Ця мікрофізіологічна система — MPS — використовує два широко застосовувані протоколи диференціації для отримання ниркових органоїдів, інтегруючи їх у мікрофлюїдну систему для формування моделі проксимального канальця. Це успішно підтримує експресію транспортерів, відтворюючи механізми екскреції ліків у проксимальних канальцях нирок in vitro, імітуючи функцію людської епітеліальної тканини.
«Прислухаючись до потреб фармацевтичних компаній у розробці високофункціонального ниркового чипа, який їм потрібен, ми можемо найкращим чином інтегрувати технологію MPS у розробку ліків», — пояснює керівник групи Рюдзі Йококава з відділу мікроінженерії Кіотського університету.
Нові горизонти в фармакології
«Ми продемонстрували, що наш OPTECs-on-Chip не тільки оцінює нефротоксичність, але й кількісно визначає трансцеллюлярні субстрати, транспортовані виключно OAT1, OAT3 та OCT2. Це підкреслює переваги використання отриманих з iPS-клітин клітин та мікрофлюідної системи для відтворення in vivo механізмів клітинного транспорту», — додають співавтори Мінору Такасато з Центру досліджень біосистем динаміки RIKEN та Тошіказу Араока з Центру досліджень та застосування iPS-клітин Кіотського університету.
Команда Йококави планує застосовувати свою модель MPS як інструмент скринінгу для розробки нових ліків шляхом оцінки транспорту та нефротоксичності різних мембранних білків.
«Наша модель має значний потенціал для скринінгу ліків та персоналізованої медицини», — зазначає Йококава. «Включаючи отримані від пацієнтів стовбурові клітини, ми можемо розробляти персоналізовані оцінки для ниркового транспорту та моделювання захворювань».