エビデンスに基づいたマイクロプレートの選定による、肝細胞スフェロイド培養の実験の再現性と標準化の確保
エビデンスに基づいたマイクロプレートの選択により、実験の再現性と手法の標準化を確保
世界中のさまざまなラボにおける実験の再現性を確保するためには、細胞タイプごとに適切な培養条件を確立することが極めて重要です。栄養素や成長因子の供給、温度、大気条件といった主要因子の管理に加え、培養容器、特に培養容器の選択は、細胞の成長を成功させる上で決定的な役割を果たします。
2次元培養では、プラスチック表面に親水基を導入することで、培養面への細胞接着を促進したり、あるいは接着を可能にしたりすることができます（SARSTEDTの2次元培養オプションの詳細については、cellculture.sarstedt.comをご覧ください）。あるいは、培養面に細胞外マトリックスをコーティングすることも行われます。 一方、培養面への細胞接着を防止し、スフェロイドなどの3次元構造の形成を促進するためには、現在、低接着性表面の培養容器が、一貫性があり再現性の高い実験結果をもたらす選択肢となっています。 ラウシュケ教授の研究グループは、ヒト初代肝細胞またはイヌ肝細胞を用いた医薬品開発における肝毒性および薬物動態特性の早期予測に向けた、信頼性の高いin vitroモデルの開発を通じて、この分野における手法の標準化に貢献し、同時に動物実験の頻度を低減することを目指しています。[1]
肝スフェロイドは、長期培養においても生理学的に関連性のある表現型と機能を維持することが示されており、これにより、薬理学的および毒性学的ハイスループットアプリケーションだけでなく、反復的な薬剤曝露を必要とする慢性疾患の再現にも適していることが示されています。[2-9]
市販のプレコート／前処理済み3次元培養プレートは、スフェロイド形成のための迅速かつ簡便な手法を提供します。 市販されているプレートは、プレートの形状とコーティングの両面で異なります。これらは、細胞の生存率や分子表現型だけでなく、薬剤の利用可能性にも影響を与える要因です。後者は、コーティングの高い結合能力によって阻害される可能性があります。[10,11]
新たに発表された研究において、BIOFLOAT™細胞培養プレートは、ヒト初代肝細胞（PHH）を用いたウェルごとの単一スフェロイド形成において、95%以上のウェルで優れた性能を示しました。 BIOFLOAT™を用いて培養されたPHHスフェロイドは、90％以上の細胞生存率を示し、薬物代謝、エタノール分解、胆汁酸合成、分化に関連する肝臓の主要遺伝子の発現が維持されました。
代表的な肝毒性物質でPHHスフェロイドを処理したところ、BIOFLOAT™を用いたPHHスフェロイドは、その物質の最低濃度に対しても反応を示し、プレートのコーティングによって物質の利用能が低下していないことが示されました。
前臨床薬物試験における動物実験の頻度を低減するため、既定のアッセイにおいて、イヌの初代肝細胞（PCH）をスフェロイドとして使用することができます。 急性および 慢性毒性試験向けに、イヌ肝細胞から生理学的に関連性が高く機能的なスフェロイドを形成するには、マイクロプレートの選択が極めて重要です。BIOFLOAT™は、イヌ初代肝細胞のスフェロイド培養を成功させ、それによって前臨床試験手法のレパートリーを拡大する可能性を秘めています。
これらの結果は様々な他製品と比較して、前臨床薬理学および毒性学における薬剤研究における肝細胞培養において、BIOFLOAT™が適していることを裏付けています。
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参考文献
[1] Xing C, Kemas A, Mickols E, Klein K, Artursson P, Lauschke VM. Le choix de plaques de fixation ultra-faible affecte la formation primaire des sphéroïdes hépatiques humains et canins primaires, les phénotypes et la fonction. Biotechnol J. 2024 Feb;19(2):e2300587. doi : 10.1002/biot.202300587. PMID : 38403411.
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