Human fibroblast-macrophage tissue spheroids demonstrate ratio-dependent fibrotic activity for <i>in vitro</i> fibrogenesis model development
Notice bibliographique
Résumé
Fibrosis is a pathological accumulation of excessive collagen that underlies many of the most common diseases, representing dysfunction of the essential processes of normal tissue healing. Fibrosis research aims to limit this response without ameliorating the essential role of fibrogenesis in organ function. However, the absence of a realistic in vitro model has hindered investigation into mechanisms and potential interventions because the standard 2D monolayer culture of fibroblasts has limited applicability. We sought to develop and optimize fibrosis spheroids: a scaffold-free three-dimensional human fibroblast-macrophage spheroid system representing an improved benchtop model of human fibrosis. We created, characterized and optimized human fibroblast-only spheroids, demonstrating increased collagen deposition compared to monolayer fibroblasts, while spheroids larger than 300 μm suffered from progressively increasing apoptosis. Next, we improved the spheroid system with the addition of human macrophages to more precisely recapitulate the environment during fibrogenesis, creating a hybrid spheroid system with different ratios of fibroblasts and macrophages ranging from 2 : 1 to 64 : 1. We found that in the hybrid spheroids (particularly the 16 : 1 [F16] ratio) more fibroblasts were activated, with greater macrophage polarization towards a pro-inflammatory M1 phenotype. Hybrid spheroids containing higher ratios of macrophages showed greater macrophage heterogeneity and less fibrogenesis, while low macrophage ratios limited macrophage-induced effects and yielded less collagen deposition. The F16 group also had the highest expression levels of fibrosis-related genes (Col-1a1, Col-3a1 and TGF-β) and inflammation-related genes (TNF, IL1β and IL6). IF staining demonstrated that F16 spheroids had the highest levels of αSMA, collagen-1 and collagen-3 deposition among all groups as well as formation of a dense collagen rim surrounding the spheroid. Future studies exploring the greater fibrotic activity of F16 spheroids may provide new mechanistic insights into diseases involving excessive fibrotic activity. Microtissue fibrosis models capable of achieving greater clinical fidelity have the potential to combine the relevance of animal models with the scale, cost and throughput of in vitro testing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».