Evaluation of active substances and drugs in vitro - cell models and selected assays

Abstract

Intensywne poszukiwania nowych leków, wymuszają opracowanie szybkich i wiarygodnych metod ich oceny. Metody te, już na etapie badań laboratoryjnych, mają pozwolić na pozyskanie jak najszerszej wiedzy na temat mechanizmów działania, wchłaniania, transportu leku, określenie jego stężenia terapeutycznego, czasu półtrwania czy metabolizmu, powinny też być powtarzalne i względnie tanie. Obecnie już niemal wszystkie procesy istotne w kontekście skuteczności planowanej terapii, mogą być oceniane w oparciu o hodowle tkankowe i komórkowe. Możliwe jest nie tylko utrzymanie przy życiu dowolnych komórek, ale konstruowanie hodowli przestrzennych, gdzie wzajemne oddziaływania komórek na siebie - podobnie jak in vivo - są wielokierunkowe. Udoskonalanie i dopracowanie metod hodowli ludzkich komórek – od wysoce zróżnicowanych po komórki macierzyste, pozwala na stworzenie modelu badawczego w dużym stopniu odtwarzającego procesy zachodzące w organizmie i oddającego zależności tam panujące. Dodatkowo, badania prowadzone w warunkach in vitro, umożliwiają równoczesne prowadzenie oznaczeń w różnych aspektach oceny leku i wskazanie, na które konkretnie komórki i struktury w obrębie danego narządu i organizmu, działa badana substancja. Powszechnie dostępne stały się proste metody oceny cytotoksyczności i genotoksyczności związków, doboru optymalnych stężeń substancji badanych w odniesieniu do działania na wybrane komórki i narządy, oceny zachodzących zmian na poziomie molekularnym, transportu przez błony, czy wreszcie procesów biotransformacji leku. Ocenę leku w zakresie LADME (ang. liberation, absorption, distribution, metabolism, excretion) - procesów, którym podlega każdy lek w organizmie, można już prawie w całości przeprowadzić w warunkach laboratoryjnych. Tak uzyskane wyniki są istotne zarówno w aspekcie wiedzy ogólnej dotyczącej działania danego leku, jak i dla wyznaczania kierunków rozwoju technologii otrzymywania najskuteczniejszej postaci leku. Możliwość przeprowadzenia badań in vitro w kontekście uwarunkowań osobniczych pacjenta otwiera też nowe możliwości w zakresie wprowadzenia w życie terapii personalizowanej. Celem pracy było przedstawienie czytelnikowi coraz większych możliwości w tym zakresie i pokazanie ogromnego postępu jaki, w ostatnich latach, dokonuje się odnośnie pozaustrojowych modeli badawczych odwzorowujących przebieg reakcji organizmu na potencjalny lek lub inne ksenobiotyki. Autorzy chcieli też pokazać i zestawić ze sobą informacje dotyczące nowych, na swój sposób bardzo skomplikowanych, ale i prostych w swej koncepcji modeli in vitro, z konkretnymi oznaczeniami jakie się stosuje (tak dla hodowli 2D jak i 3D) do oceny wpływu leku lub innego ksenobiotyku na komórki w hodowlach - wskazując tym samym, że nie są to niedostępne metody i technologie, których nie dałoby się wprowadzić do większości dzisiaj już funkcjonujących pracowni.