Tarif edilen hepatik kültür sistemi, standart doku kültürü enstrümantasyonu ile donatılmış laboratuvarlarda kurulabilir. Besleyici hücrelerle kültürlenen PHH'lerden oluşan sistem, kullanıcının stabil albümin üretimi ve üre sentezi ile en az iki hafta boyunca PHH'leri kültürlemesine izin verir. PHH donör lot değişkenliği nedeniyle, sistemde kullanılmak üzere yalnızca önceden taranmış ve nitelikli PHH'lerin kullanılması önerilir. Bağlı PHH'lerin sayısı donör lotuna ve tohumlama yoğunluğuna göre değişse de, nispi plakalanabilirlik her donör lotunda benzer kalır. Önerilen tohumlama yoğunlukları tavsiye edilirken, yukarıdaki veriler hepatosit tohumlama yoğunluğunun farklı deneysel ihtiyaçlar için ayarlanabileceğini göstermektedir; bununla birlikte, daha fazla sayıda PHH'nin tohumlanmasının daha yüksek veya daha tutarlı fonksiyonel çıktılar sağlamayabileceğine dikkat edilmelidir. Değerlendirilen PHH lotlarının analizi, 150.000 PHH / kuyu ve 200.000 PHH / kuyu daha düşük tohumlama yoğunlukları kullanılarak albümin üretimi ve üre sentezi için en düşük CV'yi gösterdi; Bununla birlikte, herhangi bir tohumlama yoğunluğunda albümin ve üre arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır. 250.000 PHH / kuyu ve 300.000 PHH / kuyu daha yüksek tohumlama yoğunlukları, 14 günlük kültür periyodu boyunca albümin ve ürede daha büyük bir azalma gösterir. Plakabilitedeki doğal donör değişkenliği, test edilen donör lotları için 250.000 PHH / kuyu ve 300.000 PHH / kuyuda albümin üretimi ve üre sentezinin tutarlılığını etkileyebilir. Büyük hepatosit sferoidlerine benzer şekilde, TV2D+ sisteminde PHH'lerin aşırı tohumlanması, PHH'lerin uzun vadeli kültürü ve işlevselliği üzerinde olumsuz etkilere sahip olabilir.
Çözdürme, kaplama ve bakımdaki tüm adımlar, başarılı kültür ve veri üretimi için kritik öneme sahiptir; Ancak, deneyimsiz kullanıcıların kaçınabileceği birkaç yaygın hata vardır. PHH'ler, sıcaklık dalgalanması, kayma gerilimi ve havaya maruz kalma 9,10'a bağlı hasara karşı oldukça hassastır. Uzun süreli çözdürme sürelerinden ve aşırı pipetlemeden kaçınmak için PHH'ler çözülürken önlemler alınmalıdır. Bir el dökme yönteminin, bir zamanlayıcının ve su banyosundan buza anında transferin kullanılması, PHH'lerin canlılığını ve plakalanabilirliğini etkileyebilecek bu yaygın hataları azaltacaktır. Ek olarak, tedarik zinciri sorunlarının daha yaygın hale gelmesiyle birlikte, kolajen kaplı plakalar elde etmek zor olabilir. Bu sorunun üstesinden gelmek için kollajen tip I (5-10 μg/cm2) ticari solüsyonlar kullanılarak doku kültürü ile muamele edilmiş plakaların manuel olarak kaplanması kullanılabilir; Bununla birlikte, optimum performans ve tutarlılık için önceden kaplanmış kollajen plakaların kullanılması önerilir. Yalnızca besleyici hücre kültüründen PHH'lerin eklenmesine geçiş sürecinde, besleyici hücre tabakasının kurumasını önlemek kritik öneme sahiptir. Besleyici hücrelerin havaya maruz kalmasına asla izin vermeyin. Herhangi bir havaya maruz kalma süresi, uzun vadeli PHH kültürünü olumsuz yönde etkileyecek olan düşük besleyici hücre katmanı kalitesine yol açabilir. Ortam değişiklikleri arasında az miktarda artık ortamın kalmasına izin vermek en iyi uygulamadır. Bazen, PHH'ler izolasyondan kaynaklanan aşırı kalıntılar içerebilir ve bu da morfolojinin görüntülenmesini zorlaştırabilir. Bu soruna yardımcı olmak için, orta bir değişiklikten önce plakayı sallayın ve vakum aspirasyonu kullanın. Son olarak, bir ortam değişikliği gerçekleştirirken, kültürlenmiş hücreleri rahatsız etmemeye dikkat ederek harcanan ortamı dikkatlice aspire edin. Doğrudan hücre katmanına pipetlemeyi önlemek için kuyunun kenarından aşağı doğru taze orta hacimde pipetleyin. Kullanıcı ayrıca önerilen 3 kuyulu değişimi kullanarak her ortam değişiminde havaya maruz kalmaktan kaçınmalıdır (Bölüm 3 ve 4). Ayrıca günlük bir ortam değişikliğinin ideal olduğu ancak gerekli olmadığı da unutulmamalıdır.
Floresan mikroskoplar çoğu laboratuvarda yaygın hale gelse de, belirli görüntü analizi yapmak için gereken yazılım ek masraflara neden olabilir. ImageJ ücretsiz olarak indirilebilir, bu da onu kolay erişilebilir bir görüntü analiz aracı haline getirir. Protokoldeki adımlar, kullanıcının özellikle DAPI boyamanın partikül analizini optimize etmesi gerekebilecek bir temel sağlar; bununla birlikte, floresan görüntüleme yeteneğinin yokluğunda, 14. gündeki PHH bağlantı değerleri, partiye özgü analiz sertifikalarında sağlanır. Zayıf eşikleme, DAPI parçacıklarının yanlış sayılmasına neden olacaktır. Ayrıca, bir boyut hariç tutma ayarlamadan önce tek tek DAPI parçacıklarının yüzey alanını kontrol etmeniz önerilir. Bu, Oval simgesi [Şekil 2 (1), Düzenle sekmesinin altındaki daire simgesi] kullanılarak ve DAPI parçacığını kapsayan bir daire çizilerek elde edilebilir. Analiz sekmesi daha sonra seçilen DAPI parçacığının alanını ölçmek için kullanılabilir. Belirli ölçümler, Analiz sekmesi altındaki Ölçümleri Ayarla kullanılarak seçilebilir [adım 8.9 ve Şekil 2 (4)].
PHH'lerin kültürlenmesine yönelik mevcut yöntemler, geleneksel 2 boyutlu monokültürde hücre bağlanmasını artırmak için kolajen-I gibi kaplamalarınkullanılmasını içerir 11 veya yaygın olarak "sandviç kültürü" olarak adlandırılan bir teknik olan murin bazlı Matrigel gibi hücre dışı bir matris ile kaplamayı içerir12,13,14,15. Sandviç kültürü tekniği, geleneksel monokültüre kıyasla zaman içinde PHH morfolojisini ve polaritesini geliştirirken, her iki yaklaşım da çoğu kaplanabilir PHH için kültürde uzun vadeli fenotipik stabiliteden yoksundur. PHH'leri kültürlemek için kullanılan başka bir yöntem de 3D sferoidler yapmaktır; bununla birlikte, Glicklis ve ark.4 tarafından daha önce belirtildiği gibi, donör değişkenliği nedeniyle sferoid boyutunun tekrarlanabilirliği ile ilgili teknik zorluklar olabilir. Fizyolojik olarak daha uygun bir karaciğer modeli yapmak için çok hücreli modeller geliştirilmiştir. Ware ve ark.7 tarafından tanımlandığı gibi, mikropaternleme, murin fibroblastları ve PHH'lerle çevrili primer insan karaciğer sinüzoid endotel hücrelerinin kullanılması, daha uzun in vitro kültür sürelerini mümkün kılmıştır. Bununla birlikte, mikro modelleme karmaşık ve zaman alıcı bir süreç olabilir ve insan olmayan besleyici hücreler, metabolik sinyallerde arka plana katkıda bulunabilir ve bu platformun belirli uygulamalarda kullanımını sınırlayabilir. Hepatositlerin ko-kültürü için besleyici hücreler olarak insan ve sıçan dermal fibroblastları ve sığır aort endotel hücreleri dahil olmak üzere çeşitli karaciğer dışı hücrelerin kullanımı, karaciğer kökenli besleyici hücrelerin ko-kültürlerine benzer albümin sekresyonu ve sıkı bağlantı oluşumu göstermiştir16. Bununla birlikte, bu sistemdeki PHH'lerin stabilitesi ve işlevselliği üzerindeki etkiyi daha iyi anlamak için TV2D+ karaciğer olmayan besleyici hücreler ile kültürdeki PHH'ler arasındaki etkileşim mekanizmasının daha fazla araştırılması gerekmektedir. Daha önce Weaver ve ark.8 tarafından tarif edilen kültür sistemi, hepatik kolonilerde PHH'leri 42 güne kadar başarılı bir şekilde kültürleyebilir ve geniş safra kanalı ağları oluşturabilir. Bu sistemde kültürlenen PHH'ler, Sitokrom 1A2, 2B6 ve 3A4 aktivitesi ve Üridin 5'-difosfo-glukuronosiltransferaz (UGT) bazlı enzim aktivitesi, faz I ve II metabolit oluşumu, albümin üretimi ve üre sentezi dahil olmak üzere temel hepatik işlevselliği korudu in vitro Matrigel olmadan en az 22 gün. Bu kültür sistemi, farmakolojik ve toksikolojik uygulamalar için herhangi bir laboratuvara kolayca uyarlanabilen kararlı, fizyolojik olarak ilgili çıktılar üretir. TV2D+ sisteminde temel PHH işlevleri korunsa da, 3D küresel modelle doğrudan bir karşılaştırma yapılmamıştır; bununla birlikte, aynı PHH donörlerini kültür sistemleri arasında karşılaştıran gelecekteki çalışmalar, her iki yöntemin sınırlarını ve avantajlarını belirlemede değerli olacaktır.
TV2D+'nın potansiyel uygulamaları arasında düşük cirolu bileşiklerin metabolik klerensinin ve ilaç-ilaç etkileşimlerinin değerlendirilmesi, ilaca bağlı karaciğer hasarı ve zirai kimyasalların risk değerlendirmesi yer alır. Yeni ve gelişmekte olan ilaçların hepatik klerensini doğru bir şekilde tahmin etmek, düşük cirolu bileşikleri değerlendirirken özellikle zor olan temel hepatoselüler işlevselliğin korunması ile stabil ve uzun süreli bir PHH kültürüne dayanır. Ek olarak, risk değerlendirmesi ve kimyasal kaynaklı karaciğer toksisitesi önemli sağlık sorunlarıdır ve mevcut modeller, akut maruziyete ikincil olabilecek potansiyel kronik kimyasal toksisiteyi doğru bir şekilde değerlendirmek için kültürde uzun vadeli stabilite ve işlevsellik sağlamamaktadır. TV2D + 'da kültürlenen sağlıklı ve hastalıklı PHH'ler, zaman içinde korunan fonksiyon ve lipid eğiliminde karakteristik farklılıklar gösterdi17. Bu çalışmalar, TV2D+'ı çeşitli farmakolojik ve toksikolojik uygulamalar için umut verici bir araç olarak desteklemektedir.