Recent advances in 2D and 3D in vitro systems using primary hepatocytes, alternative hepatocyte sources and non-parenchymal liver cells and their use in investigating mechanisms of hepatotoxicity, cell signaling and ADME.
Autores de IIS La Fe
Participantes ajenos a IIS La Fe
- Godoy P
- Hewitt NJ
- Albrecht U
- Andersen ME
- Ansari N
- Bhattacharya S
- Bode JG
- Bolleyn J
- Borner C
- Böttger J
- Braeuning A
- Budinsky RA
- Burkhardt B
- Cameron NR
- Camussi G
- Cho CS
- Choi YJ
- Craig Rowlands J
- Dahmen U
- Damm G
- Dirsch O
- Dong J
- Dooley S
- Drasdo D
- Eakins R
- Ferreira KS
- Fonsato V
- Fraczek J
- Gebhardt R
- Gibson A
- Glanemann M
- Goldring CE
- Groothuis GM
- Gustavsson L
- Guyot C
- Hallifax D
- Hammad S
- Hayward A
- Häussinger D
- Hellerbrand C
- Hewitt P
- Hoehme S
- Holzhütter HG
- Houston JB
- Hrach J
- Ito K
- Jaeschke H
- Keitel V
- Kelm JM
- Kevin Park B
- Kordes C
- Kullak-Ublick GA
- LeCluyse EL
- Lu P
- Luebke-Wheeler J
- Lutz A
- Maltman DJ
- Matz-Soja M
- McMullen P
- Merfort I
- Messner S
- Meyer C
- Mwinyi J
- Naisbitt DJ
- Nussler AK
- Olinga P
- Pampaloni F
- Pi J
- Pluta L
- Przyborski SA
- Ramachandran A
- Rogiers V
- Rowe C
- Schelcher C
- Schmich K
- Schwarz M
- Singh B
- Stelzer EH
- Stieger B
- Stöber R
- Sugiyama Y
- Tetta C
- Thasler WE
- Vanhaecke T
- Vinken M
- Weiss TS
- Widera A
- Woods CG
- Xu JJ
- Yarborough KM
- Hengstler JG
Grupos
Abstract
This review encompasses the most important advances in liver functions and hepatotoxicity and analyzes which mechanisms can be studied in vitro. In a complex architecture of nested, zonated lobules, the liver consists of approximately 80 % hepatocytes and 20 % non-parenchymal cells, the latter being involved in a secondary phase that may dramatically aggravate the initial damage. Hepatotoxicity, as well as hepatic metabolism, is controlled by a set of nuclear receptors (including PXR, CAR, HNF-4a, FXR, LXR, SHP, VDR and PPAR) and signaling pathways. When isolating liver cells, some pathways are activated, e.g., the RAS/MEK/ERK pathway, whereas others are silenced (e.g. HNF-4a), resulting in up- and downregulation of hundreds of genes. An understanding of these changes is crucial for a correct interpretation of in vitro data. The possibilities and limitations of the most useful liver in vitro systems are summarized, including three-dimensional culture techniques, co-cultures with non-parenchymal cells, hepatospheres, precision cut liver slices and the isolated perfused liver. Also discussed is how closely hepatoma, stem cell and iPS cell-derived hepatocyte-like-cells resemble real hepatocytes. Finally, a summary is given of the state of the art of liver in vitro and mathematical modeling systems that are currently used in the pharmaceutical industry with an emphasis on drug metabolism, prediction of clearance, drug interaction, transporter studies and hepatotoxicity. One key message is that despite our enthusiasm for in vitro systems, we must never lose sight of the in vivo situation. Although hepatocytes have been isolated for decades, the hunt for relevant alternative systems has only just begun.
Datos de la publicación
- ISSN/ISSNe:
- 0340-5761, 1432-0738
- Tipo:
- Article
- Páginas:
- 1315-1530
- PubMed:
- 23974980
- Factor de Impacto:
- 1,281 SCImago ℠
- Cuartil:
- Q1 SCImago ℠
ARCHIVES OF TOXICOLOGY SPRINGER HEIDELBERG
Citas Recibidas en Web of Science: 851
Documentos
- No hay documentos
Filiaciones
Proyectos y Estudios Clínicos
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CARCINOGENOMICS . COMISION EUROPEA . 2006
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PI11/02942 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2012
Cita
Godoy P,Hewitt NJ,Albrecht U,Andersen ME,Ansari N,Bhattacharya S,Bode JG,Bolleyn J,Borner C,Böttger J,Braeuning A,Budinsky RA,Burkhardt B,Cameron NR,Camussi G,Cho CS,Choi YJ,Craig J,Dahmen U,Damm G,Dirsch O,DONATO MT,Dong J,Dooley S,Drasdo D,Eakins R,Ferreira KS,Fonsato V,Fraczek J,Gebhardt R,Gibson A,Glanemann M,Goldring CE,GÓMEZ MJ,Groothuis GM,Gustavsson L,Guyot C,Hallifax D,Hammad S,Hayward A,Häussinger D,Hellerbrand C,Hewitt P,Hoehme S,Holzhütter HG,Houston JB,Hrach J,Ito K,Jaeschke H,Keitel V,Kelm JM,Kevin B,Kordes C,Kullak GA,LeCluyse EL,Lu P,Luebke J,Lutz A,Maltman DJ,Matz M,McMullen P,Merfort I,Messner S,Meyer C,Mwinyi J,Naisbitt DJ,Nussler AK,Olinga P,Pampaloni F,Pi J,Pluta L,Przyborski SA,Ramachandran A,Rogiers V,Rowe C,Schelcher C,Schmich K,Schwarz M,Singh B,Stelzer EH,Stieger B,Stöber R,Sugiyama Y,Tetta C,Thasler WE,Vanhaecke T,Vinken M,Weiss TS,Widera A,Woods CG,Xu JJ,Yarborough KM,Hengstler JG. Recent advances in 2D and 3D in vitro systems using primary hepatocytes, alternative hepatocyte sources and non-parenchymal liver cells and their use in investigating mechanisms of hepatotoxicity, cell signaling and ADME. Arch Toxicol. 2013. 87. (8):p. 1315-1530. IF:5,078. (1).