The Study of Mechanisms of Hepatotoxic and Hepatoprotective Effects in a Model of Damaged Hepatocytes

Abstract

Poškození jater má rozmanitou škálu příčin. V důsledku jejich postavení v metabolismu xenobiotik dochází často k poškození jater toxickými látkami s následnou poruchou funkcí. I přes různorodost příčin, mechanismy poškození mohou být společné. Nejčastěji dochází k indukci oxidačního stresu v buňce či k přímému poškození důležitých organel. To vede ke smrti buněk, iniciaci zánětlivé reakce a rozvoji fibrózy. Velikým problémem západní civilizace je nealkoholová tuková choroba jater (NAFLD - Non Alcoholic Fatty Liver Disease), při které dochází k ukládání tuků v jaterní tkáni. Steatotické hepatocyty mohou vykazovat vyšší senzitivitu k poškození v porovnání s neztukovatělými. Studium hepatotoxicity a možné hepatoprotekce vyžaduje pro in vitro experimenty vhodné modely. První částí této práce je proto příprava modelového zázemí s použitím hepatocytů izolovaných z jater potkana. Nejprve jsme zavedli metodu kultivace hepatocytů v sendviči a zhodnotili její přínos oproti kultivaci v monolayeru, a to i pro experimenty trvající 48 hodin, které jsou v naší laboratoři frekventovaně využívány. Výrazné rozdíly stavu hepatocytů byly zaznamenány od 4. dne kultivace, kdy sendvičový model poskytuje lepší zachování morfologických i funkčních parametrů hepatocytů. Nicméně, pro naše účely studia mechanismů...Liver damage has a variety of causes. Due to the role of liver in the metabolism of xenobiotics, liver damage is often caused by toxic substances. Despite the variety of causes, the mechanisms of damage may be common. Most often, oxidative stress is induced in the cell or important organelles are directly damaged. This leads to cell death, the initiation of an inflammatory response and the development of fibrosis. A major problem in Western civilization is Non Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD), in which fat is stored in liver tissue. Steatotic hepatocytes may be more sensitive to damage compared to non-fatty ones. The study of hepatotoxicity and possible hepatoprotection requires suitable models for in vitro experiments. The first part of this work is therefore dedicated to the introduction of a model background using hepatocytes isolated from rat liver. First, we introduced a method of culturing hepatocytes in a sandwich and evaluated its benefit over cultivation in a monolayer, even for experiments lasting 48 hours, which are frequently used in our laboratory. Significant differences were recorded from day 4 of culture, when the sandwich model provides better preservation of morphological and functional parameters of hepatocytes. However, for our purposes of studying the mechanisms of...Department of PhysiologyÚstav fyziologieFaculty of Medicine in Hradec KrálovéLékařská fakulta v Hradci Králov