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Les scientifiques développent le test neuf pour examiner l'embriotoxicité d'un médicament dans les cultures cellulaires

Les médicaments doivent être sûrs pour des futures mamans et pour leurs enfants à venir. Avant que les autorités reconnaissent un médicament neuf, il doit être vérifié, en règle générale, chez les essais animaux sur les rongeurs enceintes et les lapins enceintes. Les scientifiques dans le service du scientifique et technique de biosystèmes à ETH Zurich à Bâle ont maintenant développé un test qui leur permet d'examiner l'embriotoxicité d'un médicament dans les cultures cellulaires au lieu des animaux.

Le test neuf ne remonte pas encore les essais animaux qui sont permissible exigés en tant qu'élément du procédé d'approbation de médicament. Cependant, car la procédure neuve est simple, rapide, et peu coûteuse, les chercheurs pourront l'employer à l'avenir pour examiner un grand nombre de candidats de médicament à un stade précoce du processus de développement. Des substances qui sont nuisibles aux embryons seront ainsi trouvées tôt dans le processus de développement de médicament et non seulement dans l'embriotoxicité étudient chez les essais animaux. Puisqu'elles sont si chères, des essais sur les animaux ne sont pas effectués jusqu'à ce que beaucoup plus tard dans le processus de développement de médicament avec seulement les candidats potentiels soigneusement pré-sélectionnés de médicament. Pendant que le test neuf sarcle à l'extérieur les candidats infructueux de médicament plus tôt, il peut aider des réductions du coût et réduire le nombre d'expériences sur des animaux.

Test de culture cellulaire avec des cellules souche

La procédure neuve est une forme avancée du test embryonnaire de cellule souche, dans lequel des substances sont vérifiées in vitro sur de soi-disant fuselages d'embryoid. Ces blocs en trois dimensions des cellules sont formés des cellules souche embryonnaires - dans ce cas, d'une souris - et subissent les premières phases de développement embryonnaire pendant dix jours. Aucun embryon viable ne peut être produit à partir de ces cellules.

Abouti par professeur Andreas Hierlemann d'ETH, l'organisme de recherche a maintenant augmenté ce test embryonnaire de cellule souche pour inclure le tissu humain de foie. « Il y a une foule entière de substances qui ne sont pas toxiques sous leur grille d'origine, mais peut être transformé dans les substances défavorables par le métabolisme humain - particulièrement par le foie, » explique Julia hue, un étudiant au doctorat dans le groupe de Hierlemann et auteur important de l'étude, qui a été publiée en la Science avancée par tourillon. Contrairement au test embryonnaire conventionnel de cellule souche, le test developpé récemment peut trouver des substances de cette nature.

Fuselage sur une frite

Du commencement jusqu'à la fin, le test neuf a lieu en sa totalité sur une frite unique de culture cellulaire, qui est équipée des compartiments variés. Les compartiments contiennent des sphères de microtissue, formées des cellules de foie humaines par l'ETH InSphero secondaire, et des fuselages d'embryoid, développés des cellules souche de souris. Les microtissues de foie et les fuselages d'embryoid ont un diamètre environ de la moitié par mm et sont mis dans différents compartiments, qui sont branchés par des microcanaux pour garantir un échange liquide continuel entre les différents groupes de cellules.

Nous sommes les premiers pour combiner directement le foie et les cellules embryonnaires dans une fuselage-sur-un-frite s'approchent. »

Julia hue, étudiant au doctorat dans le groupe de Hierlemann et auteur important de l'étude

Juste comme un appareil circulatoire de femme enceinte joint les procédés métaboliques dans son foie avec ceux dans son embryon se développant, ce système connecté assure l'interaction continuelle entre les cellules de foie et les cellules embryonnaires.

Les métabolites produites par les cellules de foie - comprenant des métabolites qui sont stables pendant juste quelques minutes - peuvent agir ainsi directement sur les cellules embryonnaires. »

Julia hue

Il explique cela qui combine les deux dans des présents d'une puce unique une amélioration au-dessus d'autres tests in vitro existants, qui vérifient le metabolization des substances dans le foie séparé des effets que ces métabolites ont sur des cellules embryonnaires.

Hue continue pour décrire un autre avantage du test neuf : « Contrairement aux tests sur les souris enceintes vivantes, dans notre test, les substances sont métabolisées par les cellules de foie humaines - en d'autres termes, juste comme elles seraient au corps humain quand le médicament est administré. » Il précise que c'est approprié, car les êtres humains et les souris ont différents métabolismes.

Développement ultérieur pour le contrôle de haut-débit

Les chercheurs ont expliqué l'efficacité du test neuf avec l'aide du cyclophosphamide. Ce médicament chimiothérapeutique n'a pratiquement aucun effet sous sa forme fondamentale, mais le foie la transforme en substance qui est toxique aux cellules. Deux tests ont été exécutés avec le cyclophosphamide : on a compris le foie/seul le test developpés récemment fuselage d'embryoid, et les autres fuselages impliqués d'embryoid sans microtissues de foie. Ce que ces tests indiqués étaient qu'une concentration inférieure quadruple de cyclophosphamide était assez pour exercer un effet inverse sur le développement des fuselages d'embryoid quand le tissu de foie était présent dans le même environnement.

Maintenant, les scientifiques doivent raffiner le test davantage avant qu'il puisse être appliqué dans le développement de médicament. Ils prêtent une attention particulière aux matériaux qui sont employés dans le test en plus d'à quel point les procédures peuvent être automatisées. L'automatisation serait nécessaire si l'industrie pharmaceutique ou d'autres chercheurs étaient de pouvoir déployer le test à grande échelle pour l'examen critique de haut-débit des candidats de médicament. De plus, les scientifiques souhaitent développer un test que les utilisations ont reprogrammé les cellules souche humaines (connues sous le nom de cellules d'IPS) au lieu des cellules souche de souris. Alors ils feraient se baser entièrement un test in vitro sur le tissu humain.

Source :
ETH Zurich

Référence de tourillon :

Hierlemann, plate-forme d'A. et autres (2019) Microfluidic Multitissue pour l'embriotoxicité avancée vérifiant in vitro. La Science avancée. doi.org/10.1002/advs.201900294