Rozvinuté fyzikální metody v studiích hepatotoxicity

Idiosynkratické poškození jater vyvolané léčivy (DILI) je akutní nepříznivá reakce jater, která nastává u malého počtu uživatelů léčiv. DILI a představuje velký problém pro klinickou praxi, farmaceutický průmysl i regulační úřady po celém světě. Hlavním cílem Prospective European Drug-Induced Liver Injury Network (PRO-EURO-DILI-NET) COST akce je vytvořit unikátní, spolupracující, mezioborovou síť zúčastněných stran v oblasti DILI, zahrnující klinickou praxi (primární hepatologové, kliničtí farmakologové, epidemiologové, patologové), akademiky a vědce základního výzkumu (molekulární biologové, fyzikové, biochemici, chemici, bioinformatici), farmaceutický průmysl, excelentní malé a střední podniky a regulační autority. Naše skupina disponuje znalostmi a metodologií, které jsou nepostradatelné pro PRO-EURO-DILI-NET COST akce. Zapojení našeho týmu do PRO-EURO-DILI-NET COST akce následně přispěje k zlepšení regulačních rozhodování ohledně DILI. Následující projekt, který navrhujeme v rámci COST akce, ukotví pokročilé fyzikální metody ve výzkumu hepatotoxicity. Nedávné studie potvrdily spojitost mechanických sil a geometrických omezení působících na buňky vrozeného imunitního systému s molekulárními zánětlivými procesy jež v těchto buňkách probíhají. Tyto studie, nicméně, nevysvětlují konkrétní mechanismus působení externích sil na zánětlivé procesy. Chybějící pojítko mezi působením externí síly a výsledným ovlivněním zánětlivého procesu v podobě detailního porozumění celé interakci na buněčné i molekulární úrovni, je pro další rozvoj klíčové a to nejenom kvůli rozšíření základních znalostí, jak mechanické faktory ovlivňují procesy řídící buněčné chování a funkčnost, což má naprosto fundamentální význam. V průběhu posledních let bylo prokázáno, že mechanické působení hraje klíčovou úlohu při zánětlivé odpovědi prostřednictvím aktivace inflammasomu. Hlavní podíl na poškození hepatocytů, aktivaci imunitních buněk a progresi jaterního zánětu má právě aktivace inflamasomu. Vzhledem k tomu, že mechanické síly hrají v játrech během patologických stavů velmi důležitou roli, lze u jaterních buněk předpokládat vazbu mezi buněčnou mechanikou a zánětlivým procesem. Proto navrhujeme studovat základní sub-buněčné procesy působící v jaterních buňkách a buňkách nespecifického imunitního systému vlivem mechanického působení vytvářeného specifickým prostředím. Očekáváme výsledky a nové poznatky o možnostech řízení buněčných funkcí pomocí mechanických sil. Přínosem našich odborných znalostí do tohoto projektu bude zejm. porozumění současným i potenciálním in vitro modelům hepatotoxicity, včetně dynamických 3-D kultivačních systémů, dále kritické zhodnocení jejich předností, omezení a aplikací v preklinickém hodnocení.