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Organoide sind miniaturisierte organähnliche Strukturen, die unter 3-dimensionalen Kulturbedingungen gezüchtet werden, die die Mikroumgebung des Organs nachahmen und die intrinsischen Faktoren enthalten, die für die Selbstorganisation und Selbsterneuerung in der Organentwicklung selbst notwendig sind. Organoide können entweder aus pluripotenten Stammzellen (PSCs) oder adulten Gewebezellen (Stamm- oder Vorläuferzellen) gewonnen werden1. Obwohl ihre genaue organähnliche Organisation und funktionelle Ähnlichkeit mit dem spezifischen Organ sie zu wertvollen Werkzeugen für die Modellierung von Krankheiten machen, müssen sie noch weiter verbessert werden, was die Standardisierung in der Kultur betrifft. Insbesondere wurden mehrere Protokolle für die Erzeugung von Leberorganoiden veröffentlicht, die sich in ihrer Komplexität und Reproduzierbarkeitunterscheiden 2. Zum Beispiel haben die von Takebe et al. entwickelten Leberknospen-Organoide die Form von dichten, mehrzelligen Strukturen, die die folgenden induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) enthalten: hepatische endodermale Vorläuferzellen, humane Nabelvenendothelzellen (HUVECs) und mesenchymale Stammzellen (MSCs). Diese Organoide haben jedoch keine langfristige Selbsterneuerungsfähigkeit 3,4.
Aus historischer Sicht berichteten Huch et al. erstmals über die Produktion von humanen Leberepithel-Organoiden, die aus adultem Gewebe gewonnen wurden, in denen sich die Zellen polarisieren und spezialisieren, um Aspekte des nativen Epithels zu reproduzieren5. Dann verwendeten Guan et al. iPSC-abgeleitete Leberorganoide, um das Alagille-Syndrom (ALGS) zu modellieren, eine seltene genetische Störung, die mit einer Gallengangsreduktion in der Leber einhergeht6. Beide Organoide haben eine Selbsterneuerungsfähigkeit und können ausgereifte Hepatozytenfunktionen wie Gallen- und Albuminsekretion, Glykogenspeicherung und leberspezifische Arzneimittelentgiftung erlangen. In einer kürzlich durchgeführten Studie stellten Ramli et al. ein PSC-abgeleitetes Leberorganoid-Modell vor, das funktionelle Gallenkanal-Netzwerke zwischen polarisierten Hepatozyten-ähnlichen Zellen (HLCs) enthält, die cholestatische Medikamente in Gallenzysten entleeren, die aus cholangiozytenähnlichen Zellen (CLCs) bestehen7.
Diese Studie stellt eine einzigartige Kultur zur Erzeugung von iPSC-abgeleiteten endodermalen Leberorganoiden, sogenannten eHEPOs, vor. Die iPS-Kultur und die Differenzierung in Endoderm werden Schritt für Schritt beschrieben, und die Erzeugung von eHEPOs aus angereicherten EpCAM+-Vorläuferzellen wird demonstriert. Abschließend wird die Charakterisierung der Funktionalität und strukturellen Organisation der eHEPOs, sowie die Kryokonservierung der Organoide beschrieben.