3D-Kulturgerüst für Hepatozyten
BIOMIMESYS® Liver, ein 3D-Zellkulturmodell zur Erhaltung und Förderung der Funktionen von Hepatozyten für Stoffwechsel- und Toxizitätsstudien
Das BIOMIMESYS® Leber Hydrogerüst besteht aus mit RGDS und Galaktosamin gepfropfter Hyaluronsäure, Adipinsäuredihydrazid als Vernetzer und Proteinen der extrazellulären Matrix (ECM) (Kollagen Typ I und Kollagen Typ IV), um die Zusammensetzung der Leber-ECM nachzuahmen. Das REM-Bild zeigt die biomimetische Struktur des BIOMEMISYS® Leber-Hydrogerüsts mit Kollagenketten.
Ein Faktor, der die Aktivität und Lebensfähigkeit der Zellen maßgeblich bestimmt, ist die extrazelluläre Matrix (ECM). Leberzellen werden durch eine komplexe extrazelluläre Mikroarchitektur organisiert und erhalten. ECM-Verbindungen spielen eine enorme Rolle bei der Regulierung der Leberfunktion. Kollagene, Glykoproteine und Glykosaminoglykane (GAG) machen den größten Teil der ECM der Leber aus und spielen auch eine wichtige Rolle in der Zellphysiologie.
BIOMIMESYS®Leber (rechts) und ECM aus dezellularisierter Leber (links)
Hyaluronsäure (HA) spielt eine wichtige Rolle bei den physikalischen Eigenschaften von Lebergewebe. HA bindet Wasser, um die Hydratation der ECM aufrechtzuerhalten, und sorgt außerdem für die Schmierung, um die Zellmotilität und -migration zu ermöglichen. HA ist bei der Bildung von neuem Lebergewebe wichtig, um die Aktivität der proliferierenden Zellen zu fördern. Diese Eigenschaften und die Fähigkeit, Immunreaktionen bei der Transplantation zu vermeiden, machen HA zu einem geeigneten Substrat für die 3D-Zellkultur und die Verwendung für In-vivo-Behandlungen.
Physikalisch-chemische Merkmale
Die mechanischen Eigenschaften des BIOMIMESYS® Leber-Hydrogerüsts zeigen einen Elastizitätsmodul von 0,6 kPa, der im gleichen Bereich wie die Leber-ECM liegt. Das Hydroscaffold ist porös mit einer Porengröße von 60 µm bis 130 µm Durchmesser.
Sphäroid: Lebensfähigkeit&Wachstum: Kulturzeit erhöhen
Primäre menschliche Hepatozyten und die Hepatokarzinom-Zelllinie HepG2 bleiben in der Kultur im Vergleich zu 2D länger lebensfähig. Außerdem behalten primäre menschliche Hepatozyten ihre Stoffwechselaktivität in der Kultur länger bei als in der 2D-Kultur, sogar in der Sandwich-Kultur.
Erhält die Funktionen der Hepatozyten aufrecht: Bildung von Gallenkanälchen - HepG2
Bildung eines Kanalnetzes mit Kolokalisierung von Aktin und MRP2
Behält die Stoffwechselaktivitäten bei: Kryokonservierte menschliche Hepatozyten
In BIOMIMESYS®Liver wird 20 bis 30 Mal mehr Albumin ausgeschieden als in 2D.
Die CYP-Basisaktivität wurde nach 7 Tagen Kultur in 2D oder in 3D analysiert.
Die CYP-Basisaktivität wurde nach 7 Tagen Kultur in 2D oder in 3D analysiert.
Die basalen CYP-Aktivitäten sind bei der Verwendung von BIOMIMESYS® Liver höher als bei der 2D-Kultur im Sandwich.