+ All Categories
Home > Documents > ˘ ˇ ˇ - c.ymcdn.com 500 600 700 Day 7-OH-coumarin glucuronide (pmol / min / 10 6 ... RLU/hr A...

˘ ˇ ˇ - c.ymcdn.com 500 600 700 Day 7-OH-coumarin glucuronide (pmol / min / 10 6 ... RLU/hr A...

Date post: 19-Mar-2018
Category:
Upload: phamdang
View: 213 times
Download: 1 times
Share this document with a friend
46
Transcript

���������������� ��������������������������������������������������

�� �����������������

�����������������

����������� ������������� ��������������������� �����������������

������������ ����� ��!�"����#

� ����������� ���������������������������������

� ����������� �������������$�����$���

� ����������� %���&�%�'�$��������������������

� ����� !"� �������� �����������������#����

�����$��()�*�)������������ �������� �����)�+",#)�-../

� ������� �������$����������������� ������������ ����%����������������� �������������&���������$����������������� ����������'

� 0������� �������������� ��������� �������������������������������������

1������������������� 0������� �������2

� �����������!��������� ���������%(�(���������)*�� �����������)����������)�������������)����������������'������ ��������� ��$����������

� ���&����������� ���� ��������������� ������������ ��������

� ����$��������� ��������� �����+������� ���&��������� �����������%$��� ������������&�����'

� ��������������������!)��������%��)�������������)��������� �����% ������������$����������������������'

� ���������������&�$��������������������� �������������)����������������

0 2 4 8

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000Matrigel OverlayCollagen Gel SandwichMatrigel Substratum

Day

CYP

3A4

Act

ivity

(6be

ta-h

ydro

xyte

stos

tero

ne, n

M)

0 2 4 7 10 14

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000Matrigel OverlayCollagen Gel SandwichMatrigel Substratum

Day

CYP

2B6

Act

ivity

(Hyd

roxy

Bup

ropi

on, n

M)

� E���������������%�((���������+�������� �����)��������� �����)��������������������'�������������$���������

� -�.���������������������������������%���(������������ ��������������$���������� �������"F.�/.G#

��������������!�0������!���1������������IJ����������E��!�"J�� ��������#������

�����������������������������������������������)�-."F#)�-.K/�

L���J�����'��� ���������� ��������

#���&�/������#� �#� �����������

%����������'

0��������

#� �1���#� �����������

#����� -2����������.����2

/��$

�����������������������������������������������)�-."F#)�-.K/�

1���2��������������������%����2��������&�'�������������������������������&����&����� �����������������������������

I���������� ��������

3 �������������������������3 ������������4������������������%��� ��� �'3 ����������������������&������������������3 �������������������3 .���� ����������������%��������������'

*��������(��������������������&�� ���������5�' ���� ��%�����������������������'&' ����$������� �2�&�����%���������)&����)������'

��� !"!�#"$�% &�"'#��#��

"�"�#�"

(&��# !)"$����! �&���#���

�#������#"

(!�*#���!�&���&�#��

+#&�!���#",���## #����*# ��!�#�"

��� ��������������� ���� ������������������ ��������� �

-�*# �"���#"

��������������!�L��������J�������J��������������� ���������

0��)���������)������ ��������� ������)�-K"K-#)�-.KK

������������������������������J��������������������J�����������"��JJ�#

Apply PDMS Mask to ProtectECM from Oxygen Plasma

Micropatterned Extracellular Matrix

Micropatterned Hepatocytes

Micropatterned Co-culture

�����������N�����)�������� �����.������)�-,"K#)�-..OQ�N����)������������/���������,K"+#)�-.K/�

1����������I�����������������JJ�

E�����(������0���������������0�������1���������%�����������)�������������������������������������������'

�����������N�����)�������� �����.������)�-,"K#)�-..O

E������ ���������������������������������������� ������������������� �

� Micropatterning provides higher, more reproducible, and more stable hepatic functions

� Bile canaliculi don’t properly form in random co-cultures

� Random co-cultures do not sustain infection with Hepatitis B and C viruses (likely due to lack of incomplete polarity)

���)�J������)��0/�����/���������������� �����)�K."/#)�-.K/

���

���

R��

���

���

���

���

��

������ ���S�TS���"�U������V���T��������T� ��W�T�������#

G� ��X ���� �

T� �

X ���S�������T ��T�V� ��������� ������� �������Z���[���W���X�T������[S�VT��TS �"[���� ��V#���� �� U�S�TS��VX��� ��TT������� U�S�TS��V

0���������J�!�����"0J!#������������������������J������������

�����"�������������)�����)�K.#"##)�-.K.

������!�0�����0������!���������JJ�

���������������7

���������������8

���7

���7

���7!

���9

0���������������!������JJ��1���������������������

0���� ���&�! ���

���� ��!����$���&��L���������������0�������JJ�

1:�������������� ;�:�������������

I����'�L��������������� ��!����0�������JJ�B

iliary

Exc

retio

n In

dex

(BE

I, %

)

HepatoPac® B-CLEAR® Transporter KitBEI Accumulation Taurocholate (Biliary Efflux)

120

100

80

60

40

20

0

Day 5 SCHH Day 7 Day 9 Day 11

����������&������������������������<������

�#-��������- ��2�����������������

0�������JJ�1�����������!�������� ��!

0 5 10 15 20 25 300

5

10

15

20

25

Day

Ure

a se

cret

ion

(µg

/ hr /

106 c

ells

)

8 12 14 16 19 21 23 26 280

20

40

60

80

0

2000

4000

6000

Day

Dex

tror

phan

(pm

ol / m

in / 1

06 ce

lls)

Dextrorphan6β-OH-testosterone 6

β-OH

-testosterone(pm

ol / min / 10

6 cells

8 12 14 16 19 21 23 26 280

5000

10000

15000

300

400

500

600

700

Day

7-O

H-c

oum

arin

glu

curo

nide

(pm

ol / m

in / 1

06 cel

ls)

7-OH-coumarin glucuronide7-OH-coumarin sulfate 7-O

H-coum

arin sulfate(pm

ol / min / 10

6 cells)

����J������)��������������� /� �����)�++"K#)�-.K/

*�$������1�����������1�������I��������0�������JJ�������������1��������

0 20 40 60 800

3000

6000

9000

12000

15000

Culture age (days)

3A4

activ

ity (R

LU/w

ell/h

r)

New Media Old Media*�$������"��!�F.#

E�������"��!�F.#

��� ��JJ�I�(!������� ������E ���+�%��&�

$&����������)������������ ���.�����������������������0�������)�-#"K.#)�-.KF

���&�! ��JJ�1��������

��!���������)����)�-.KK

4 8 12 16 20 24

0

50000

100000

150000

200000

DayC

YP3A

4 (R

LU / h

r)

4 6 8 10 12 14 16

0

20

40

60

Day

Urea

(μg/

mL)

� ���z/.G�����������!��������������������� �����������

� ����?9@�$������������������������� ����&������������������������� ����&���������������������% �����������������

��������������'

���������(����JJ�������������$����1�����

������������������������� ��������������������%����0�����J��������������� ��!�$������JJ�

3 ������������3 ����%��������3 L�����������3 ���

3 ������������3 ����%��������3 L����3 ���

�.�*

3 I���!����������"0J�#3 L�'����������3 �� ������� ��L�'

����������

3 I���!����������"0J�#I��3 L�'����������3 �� ������� ��L�'

#�/-:B

��! �������� "0J�#��! ��������

-//����B

3 ���%����3 0���������N"J3 �������3 ���������3 1�%�����

3 ��������%��������������������%F������(����8!7!'

3 ��������������%�������(��� 8!7?I������(����8!7 '

3 J&�+/.���(!������������%��2�����(��� 8!7J'

3 L��������������&����������������%K��������(����8!7?'

3 ������������ ����� ��! ���������%*��������(��������8!7?'

3 �������������������%0�L)0�L).������'%�����+*��������(�� 8!7!I.�������(� ����� ��������� �8!7?I#���������(�� 8!7@'

3 L!���-����%��������1���!��� �����������%�����������(�� ! ���������8!7 I�����������(��� �������� "�� �8!7J'

!�������������������������JJ������������ ��$������������

J��������J��������������J�������������������$�������������������������

J���������)��������������� /� �����)�+K"K-#)�-.KFQ����������)��������������� /� �����)�++"K#)�-.K/

Compound Name Known Routes of Metabolism

In Vivo CL (mL/min/kg) fu

Verapamil CYP3A4, 2C9 19.5 0.10

Sumatriptan 19 0.83

Naloxone UGT2B7 18 0.54

Propranolol CYP2D6, 1A2 15.7 0.13

Metoprolol* CYP2D6 13 0.88

Triprolidine* 13

0.50

Desipramine* CYP2D6, 1A2; UGT 10.3 0.16

Timolol CYP2D6 10.1 0.90

Dextromethorphan CYP2D6, 3A4, 1A2, 2C19 8.6 0.50

Omeprazole CYP2C19, 3A4 8.4 0.05

Imipramine* CYP2D6, 1A2, 2C19, 3A4; UGT1A4 8 0.10

Diclofenac CYP2C9 7.6 0.01

Zolmitriptan CYP1A2 6.7 0.75

Methylprednisolone CYP3A4 6.1 0.23

Erythromycin CYP3A4 5.6 0.10

Ziprasidone CYP3A4 5.1 0.00

Betaxolol* 4.8 0.40

Prednisolone* CYP3A4 2.9 0.25

Furosemide* 1.7 0.01

Theophylline CYP1A2 1.1 0.41

Lorazepam UGT 1 0.09

Diazepam CYP2C19, 1A2, 3A4 0.53 0.02

Tolbutamide CYP2C9, 2C19 0.38 0.05

Naproxen CYP2C9, 1A2 0.19 0.01

Meloxicam CYP2C9, 3A4 0.12 0.01

Warfarin* CYP2C9, 3A4 0.05 0.02

����!�����������1���J������������������

���� ������

������

����� � ������

�����

������������

������������������������������������������

���������������� �

���������

��������������

��� �����������

� � �����������

J���������)��������������� /� �����)�+K"K-#)�-.KFQ����������)��������������� /� �����)�++"K#)�-.K/

�����������������J������������0�������JJ�

0 5 10 15 200

5

10

15

20

MPCC Predicted Drug Clearance Rates (mL/min/kg)

In V

ivo

Rep

orte

d D

rug

Cle

aran

ce

Rat

es (m

L/m

in/k

g)

Within 2-fold: 73%

Within 3-fold: 92%

Within 4-fold: 96%

0.0 0.5 1.0 1.50.0

0.5

1.0

1.5

MPCC Predicted Drug Clearance Rates (mL/min/kg)

In V

ivo

Rep

orte

d D

rug

Cle

aran

ce

Rat

es (m

L/m

in/k

g)

Within 2-fold: 50%

Within 3-fold: 83%

Within 4-fold: 83%

3 .��2����$������������������� @ ���$����$%�����������������������$�������������'

���������)��������������� /� �����)�++"K#)�-.K/

J��������������J���������������������������L$������������0�������JJ��

0 5 10 15 200

5

10

15

20

Donor 1 MPCC Predicted DrugClearance Rates (mL/min/kg)

Dono

r 2

MPC

C Pr

edic

ted

Drug

Clea

ranc

e Ra

tes

(mL/

min

/kg)

Slope=1.04R2=0.82

0 1 2 3 4 50

1

2

3

4

5

Donor 1 MPCC Predicted DrugClearance Rates (mL/min/kg)

Dono

r 2

MPC

C Pr

edic

ted

Drug

Cl

eara

nce

Rate

s (m

L/m

in/k

g)

Slope=0.87R2=0.95

3 �������� 7!�������)��� ���������� ����)���������� ����������$������1;:�����.����

���������)��������������� /� �����)�++"K#)�-.K/

0�������JJ��!�������� /�� ��� 0����"����������#�1���J�������������������

Compound Name In Vivo CL (mL/min/kg) fu MPCCs Suspension

Verapamil 19.5 0.10 6.79 1.23 Naloxone 18 0.54 14.45 11.12 Timolol 10.1 0.90 5.39 4.66

Methylprednisolone 6.1 0.23 4.67 - Erythromycin 5.6 0.10 0.71 - Theophylline 1.1 0.41 0.34 - Lorazepam 1 0.09 0.46 - Diazepam 0.53 0.02 0.21 -

Tolbutamide 0.38 0.05 0.21 - Naproxen 0.19 0.01 0.18 -

Within 2-fold 50% 10% Within 3-fold 80% 20% Within 4-fold 90% 20%

3 �����@������������&����������������������������������)��������������� /� �����)�++"K#)�-.K/

0�������JJ��!��������������� �"����������#�1���J�������������������

Compound Name In Vivo CL (mL/min/kg) fu MPCCs Conventional

Monolayer Verapamil 19.5 0.10 6.79 0.8 Naloxone 18 0.54 14.45 11.98 Timolol 10.1 0.90 5.39 0.95

Methylprednisolone 6.1 0.23 4.67 0.91 Erythromycin 5.6 0.10 0.71 0.73 Theophylline 1.1 0.41 0.34 0.43 Lorazepam 1 0.09 0.46 0.11 Diazepam 0.53 0.02 0.21 0.03

Tolbutamide 0.38 0.05 0.21 0.06 Naproxen 0.19 0.01 0.18 -

Within 2-fold 50% 10% Within 3-fold 80% 20% Within 4-fold 90% 20%

3 �����@�����������&������������������������������������)��������������� /� �����)�++"K#)�-.K/

���������������������%����������0�������JJ��!������J�� ��������������3 8����������) 8������������&�����%F���� �4�'

3 8��@��������&������ ����������)2���.����%7 ���� ��'

%��������)��������������� /� �����)�FO"K.#)�-.K.

�����������0������!����!������0�������JJ��1�����������%�������������������

������ /�� ���

%��������)��������������� /� �����)�FO"K.#)�-.K.

���������J��������!����� ���������������������������������$����0�������JJ�

Vehicle Rifampin Ritonavir0

4

8

12

16

20

Pred

icte

d M

idaz

olam

C

lear

ance

(mL

/ min

/ kg)

Vehicle Quinidine0

2

4

6

8

10

Pred

icte

d D

extr

omet

horp

han

Cle

aran

ce (m

L/m

in/k

g)

3 :���.����$���J&���������%�� �����' ��?�������-/;K-�������������%����4����'�������

3 :���.����$���J&������%������%���������)��������' ���79������-/;K-�������������%����4����)�2������������'�������

���������)��������������� /� �����)�++"K#)�-.K/

������������"1���!#�0������!�������0�������JJ��L������$����0!����!�����

A B C

D E F

0!���!����� *�����!����� 0!����!�����

�� ����������)�������������/��� )�,'-OK#O)�-.K,

�������������J&�F�+����0�������JJ����% ��������0!��� ���0!�����!�����

4 10 180

1×107

2×107

3×107

4×107

Days of treatment

CYP

3A4

(RLU

/ hr /

106 c

ells

)

Hypo- Normo- Hyperglycemia

*** ****

*

****

�� ����������)�������������/��� )�,'-OK#O)�-.K,

���������������0�������JJ��%����������!�0������������������������"���#

����������� ������

Micropatterned Hepatocytes

Micropatterned Co-culture

Micropatterned Co-culture

Micropatterned Co-culture with Kupffer Macrophages

*�!��������)���������������� /� �����)�+F"/#)�-.K/

�������!����������"���#�$��������������,������$�����������J&�F�+���������JJ�

� #������������&����$���L*1�� E�����J&�+/.��$�������$���������

���������)��������������������������)�-.K#

�����������������JJ��%����������!�0��������������0����������������J�����"0�J�#

�� ����������������������������������� ��$)�-.K#

�� "������� ���� �� �� �

ALB

αSMA

DAPI

2 4 6 8 10 12 14 160

1

2

3

4

5

Culture age (days)

Albu

min

prod

uced

g / hr

/ 106 h

epat

ocyt

es) 1.25K HSCs

2.5K HSCs0 HSCs

5K HSCs

��$��������������J&�+/.����� ������������� ����0�J����������JJ�

0 HSCs

1.25K HSCs

2.5K HSCs

5K HSCs

0.0

5.0×105

1.0×106

1.5×106

2.0×106

2.5×106

Culture configuration

3A4

activ

ity

(RLU

/ wel

l/hr)

******** ****

0 HSCs 1.25KHSCs

2.5K HSCs

5K HSCs

0.0

5.0×102

1.0×103

1.5×103

Culture configuration C

YP2A

6(ng

7-H

C / h

r / 1

06 cel

ls)

***

********

�����&�������������$�����������������������������%����!���%�����'

�� ����������������������������������� ��$)�-.K#

��������J�����������L��������������� ��!�������� ����0�J����������JJ�

��JJ� ��JJ��(�0�J��"-�/�#

�� ����������������������������������� ��$)�-.K#

�����&�������������$�����������������������������%����!���%�����'

�����������������������J�����"���J�#'���� ��������

3 �����������������������53 ���������(���������3 $�������������������� ������������������������������3 ���&������������������!���������!�����������������������

3 ���&��53 �� ������� ������������������������$% �������'

3 ��#���������������������%�0���'����������������������������������$ �������������������������������������

���������1����������J�����������������JJ��!������������0��������

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

0.0

0.5

1.0

1.54

6

8

Day in culture

Alb

umin

sec

retio

n(µ

g / h

r / 1

06 cel

ls)

iMPCC iMPH iCC

17 270

1

2

4

5

6

0

3

6

9

12

15

Day of culture (iMPCC)Al

bum

in a

nd a

lpha

-feto

prot

ein

(µg

/ hr /

106 c

ells

)

AlbuminAlpha-fetoprotein

Alb

: Afp

ratio

Alb : Afp

N����)������������/���������,K"+#)�-.K/� J����������J���������!��������������������

J&�+/.����������������JJ��!�������JJ�

2C9 3A40.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0

10

20

30

40

2C9

activ

ity (R

LU / h

r / 1

06 cel

ls)

mill

ions

mill

ions

*

*3A

4 ac

tivity

(RLU

/ hr /

106

cells

)

iCC (DMSO)iCC (RIF)

iMPCC (DMSO)iMPCC (RIF)

2C9 3A40.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0

20

40

60

2C9

activ

ity (R

LU / h

r / 1

06 cel

ls)

mill

ions

mill

ions

*

*

*

3A4

activ

ity (R

LU / h

r / 1

06 ce

lls)

iCC (DMSO)iCC (PB)iMPCC (PB)

*

iMPCC (DMSO)

��������������� �����%��%�����������

N����)������������/���������,K"+#)�-.K/� J����������J���������!��������������������

J&�K�-����������������JJ�

25 µM 50 µM 100 µM0

3

6

9

12

Omeprazole

Fold

cha

nge

in C

YP1A

2 ac

tivity

(rel

ativ

e to

DM

SO c

ontr

ol)

25 µM 50 µM 100 µM0

1

2

3

4

β-Napthoflavone

Fold

cha

nge

in C

YP1A

2 ac

tivity

(rel

ativ

e to

DM

SO c

ontr

ol)

E�����(���������� N����*��������� ����������

N����)������������/���������,K"+#)�-.K/�J����������J���������!��������������������

Donor 2 (CYP3A4)

day 170

300000

600000

900000

1200000Donor 3 (CYP3A4)

day 170

300000

600000

900000

1200000

Donor 1 (CYP2D6)

day 170

15000

30000

45000

60000

RLU

/hr

Donor 2 (CYP2D6)

day 170

30000

60000

90000

120000Donor 3 (CYP2D6)

day 170

20000

40000

60000

80000

Donor 1 (CYP3A4)

day 170

300000

600000

900000

1200000

RLU

/hr

A Control

���������������I���������������������������������/�� ���� �0����%���������JJ�

��JJ�����������"�����������#

3 ������������������������$ �������������������������� �������

3 ��������������JJ��$������������������!���������������������������

L�&��0�����������������JJ�

� 0��������% ���������������' ��������������������%�����)���)����)�����)���'��� �0�������&��������� ��������� ��@�$��$�����.�����������&������������ �&�����������������$������������

� �����������&���������������������&���������������� ��! ���������������������������������������%�����������)���&�����)�����������)�����2�����'���������������������������������

� ������� ����������� %0��������+������)�������) �������������)��� �&�����'���&����������.����

� ������$���������� �����%����?9@' ������������������������)��������������� ������� ������������$����������������

� ����&�������������������� % �������� ������������������'

��&��$�����������J�������������������������%�������L��������������%

#����������*��&������������������$�����������.����$��������.���������������*��������������������������� ��������.�������K����������F���#����������:�����������F��*������F�����

1����1�0+1����1�0+1����1#/��������#���������������������� �����������������.�������������������������

������������������� ����������+����������&������)������

����������N����������!�"�������!�0�������J����������#

���������� ��#����*�4�4$�������.�����������.����������#��L�������$���


Recommended