Präzisionsschnitte der humanen Leber als neuer methodischer Ansatz

Ein immunkompetentes Modell zur Risikobewertung immunvermittelter arzneimittelinduzierter Leberschädigungen

Mikroskopisches Bild eines Leber-Gewebeschnitts, blau eingefärbt.
© Fraunhofer ITEM
Humane Leber-Präzisionsschnitte reflektieren die Mikroumgebung der Leber mit allen relevanten Zelltypen.
Heatmap mit Zytokinprofilen unter Kontroll- und LPS-Stimulation. LPS-Proben zeigen überwiegend höhere Signalintensitäten (rot) als Kontrollen (blau); oben ist ein Dendrogramm dargestellt.
© Fraunhofer ITEM
Für die präklinische Risikobewertung immunvermittelter arzneimittelinduzierter Leberschädigungen sind humane Leber-Präzisionsschnitte ein immunkompetentes lebendes Ex-vivo-Modell.

Immunvermittelte Mechanismen bei arzneimittelinduzierter Leberschädigung (immune-related Drug-Induced Liver Injury, irDILI) sind präklinisch bislang nur unzureichend verstanden. Ein bekanntes Beispiel ist Sitaxsentan, ein Endothelinrezeptorantagonist zur Behandlung der pulmonal-arteriellen Hypertonie, der aufgrund schwerer Hepatotoxizität vom Markt genommen wurde. Klinische Beobachtungen, insbesondere der Nutzen anti-inflammatorischer Kortikosteroide, deuten auf eine Beteiligung immunvermittelter Prozesse hin.

Ein neuer methodischer Ansatz (NAM) wird am Fraunhofer ITEM eingesetzt, um solche Mechanismen gezielt zu untersuchen, nämlich lebende humane Präzisionsschnitte der Leber (Precision-cut Liver Slices, PCLiS) als immunkompetentes Ex-vivo-Modellsystem. Der Erhalt der komplexen Zellarchitektur und der Immunzellpopulationen der menschlichen Leber in PCLiS erlaubt eine differenzierte Analyse früher, zeitlich aufgelöster Immunreaktionen auf potenziell hepatotoxische Substanzen.

Unter Einsatz der für intrinsische, dosisabhängige arzneimittelinduzierte Leberschädigung gut charakterisierten Referenzsubstanz Paracetamol (APAP) können immunmodulatorische Zytokin- und Transkriptomprofile, die durch Wirkstoffe wie Sitaxsentan induziert werden, interpretiert werden.

Das PCLiS-Modell liefert damit entscheidende mechanistische Einblicke in die immunvermittelte Hepatotoxizität, stärkt die Humanrelevanz präklinischer Sicherheitsbewertungen, reduziert den Einsatz von Tierversuchen und unterstützt eine mechanistisch fundierte Vorhersage arzneimittelinduzierter Leberschädigungen.

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Susann Dehmel

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Dr. rer. nat. Susann Dehmel

Bereich Präklinische Pharmakologie und Toxikologie

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