Establecimiento y caracterización de organoides gástricos derivados de pacientes a partir de biopsias de cuerpo gástrico benigno y epitelio antral
26 de enero de 2024
Los organoides gástricos derivados de pacientes encuentran un uso cada vez mayor en la investigación, sin embargo, faltan protocolos formales para generar organoides gástricos humanos a partir de digestión de una sola célula con densidad de siembra estandarizada. Este protocolo presenta un método detallado para crear organoides gástricos de forma fiable a partir de tejido de biopsia obtenido durante la endoscopia superior.
Nuestra investigación se centra en las causas hereditarias del cáncer gástrico. En particular, estamos interesados en el cáncer gástrico difuso hereditario debido a variantes causantes de enfermedades en el gen CDH1 o CTNNA1. También investigamos el papel de BRCA1 y BRCA2 en el riesgo de cáncer gástrico y la carcinogénesis.
Los organoides se utilizan cada vez más en una variedad de dominios de investigación y la gastroenterología no es una excepción, por lo que con esto surge la necesidad de estandarizar estas técnicas para generar estos organoides, en particular los organoides gástricos derivados de pacientes. Nuestro protocolo ofrece un método paso a paso para generar de forma fiable organoides gástricos derivados del paciente a partir de biopsias de las regiones antral y corporal del estómago. En particular, utilizamos un enfoque de digestión de una sola célula para permitir la siembra estandarizada de células en un esfuerzo por hacer comparaciones confiables entre organoides generados a partir de diferentes pacientes.
Nuestros hallazgos muestran que, en comparación con los organoides gástricos derivados de pacientes de la región del cuerpo del estómago, los de la región antral en realidad crecen más numerosos y de mayor tamaño en el transcurso de 20 días después de la siembra inicial. Estos hallazgos deben ser tenidos en cuenta por los investigadores que buscan utilizar organoides gástricos derivados de diferentes regiones del estómago.
Descripción general
Esta investigación examina las causas hereditarias del cáncer gástrico, centrándose en variantes de los genes CDH1 y CTNNA1. El estudio presenta un protocolo confiable para generar organoides gástricos derivados de pacientes a partir de tejidos de biopsia obtenidos durante endoscopia alta, demostrando diferencias en las tasas de crecimiento entre organoides derivados de las regiones antral y del cuerpo del estómago.
Componentes Clave del Estudio
Área de Investigación
- Causas hereditarias del cáncer gástrico
- Generación de organoides gástricos
- Normalización de técnicas biológicas
Antecedentes
- Cáncer gástrico difuso hereditario y variantes genéticas
- Uso de organoides en la investigación en gastroenterología
- Protocolos estandarizados para el desarrollo de organoides gástricos
Métodos Utilizados
- Aislamiento de células individuales a partir de biopsias de tejido gástrico
- Organoides gástricos derivados de pacientes como modelo biológico
- Protocolos de digestión celular y siembra en cultivo
Resultados principales
- Los organoides procedentes de tejido de biopsia del antro presentan un tamaño y tasas de crecimiento mayores en comparación con los del tejido del cuerpo
- Variaciones significativas en la morfología de los organoides entre diferentes pacientes
- Métodos estandarizados permiten la comparación fiable del crecimiento de organoides
Conclusiones
- El estudio establece un método confiable para generar organoides gástricos, lo que favorece la investigación futura sobre el cáncer gástrico.
- Los hallazgos destacan la importancia del origen del tejido en el crecimiento de los organoides, un factor crucial para la reproducibilidad experimental.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La generación y cuantificación estandarizadas de organoides gástricos derivados de pacientes a partir de digestiones monocelulares abordan una necesidad crítica de modelos in vitro reproducibles y relevantes para la enfermedad, en investigaciones tempranas y traslacionales. Este protocolo permite la comparación confiable del crecimiento de organoides procedentes de distintas regiones gástricas, apoyando la reducción de riesgos mecanicistas y la confianza predictiva en los flujos de trabajo de validación de dianas. El enfoque mejora la toma de decisiones en carteras al proporcionar sistemas robustos y escalables para la interrogación funcional de la biología y la patología gástrica.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la evaluación funcional de la biología epitelial gástrica mediante sistemas derivados de pacientes.
- Apoya la reducción mecanicista de riesgos al distinguir la dinámica de crecimiento entre organoides derivados del antro y del cuerpo.
- Facilita pruebas de hipótesis estandarizadas en muestras de pacientes y orígenes de tejidos.
- Proporciona una plataforma reproducible para evaluar la variabilidad genética y fenotípica.
Desarrollo de Pruebas y Cribado
- Proporciona cultivos de organoides validados y cuantificables para el desarrollo de ensayos posteriores.
- Asegura la reproducibilidad mediante la siembra estandarizada de células individuales y la cuantificación del crecimiento.
- Permite la comparación fiable de los efectos de compuestos en organoides procedentes de diferentes regiones gástricas.
- Posibilita la escalabilidad y la reutilización de la plataforma para aplicaciones de cribado de alto contenido.
Investigación Traductora y Preclínica
- Alinea modelos in vitro con tejido gástrico relevante para la enfermedad, garantizando continuidad traslacional.
- Permite un avance ajustado al riesgo al revelar crecimiento y morfología específicos de cada región.
- Facilita el descubrimiento y la validación de biomarcadores en sistemas de organoides emparejados con pacientes.
- Proporciona continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica mediante PDO estandarizados.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
Este protocolo sitúa a los PDO gástricos como una herramienta fundamental desde el descubrimiento inicial hasta la investigación preclínica, permitiendo estudios basados en hipótesis y la validación funcional en sistemas relevantes para la enfermedad.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías mediante el uso de organoides derivados de pacientes estandarizados.
- Selección: Proporciona resultados reproducibles y cuantificables para la preparación de ensayos y la evaluación de compuestos.
- Análisis: Permite la medición cuantitativa del número, tamaño y morfología de los organoides para análisis comparativo.
- Investigación Traslacional: Conecta el descubrimiento con el trabajo preclínico mediante la modelización de la biología gástrica específica del paciente.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma escalable y estandarizada para su uso repetido en diversos programas de I+D.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la modelización de enfermedades gástricas.
- Valor operativo: Proporciona flujos de trabajo estandarizados, reproducibles y escalables para la generación de organoides.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de avance/no avance y la eficiencia del capital al permitir una validación biológica robusta.
- Impacto en el portafolio: Apoya la priorización ajustada al riesgo y el avance de programas para enfermedades gástricas.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en el manejo de tejidos, aislamiento de células individuales y técnicas de cultivo de organoides.
- Necesita acceso a infraestructura de cultivo celular y herramientas de imagen cuantitativa o medición.
- Exige estandarización entre equipos de las densidades de siembra y de los protocolos de cuantificación del crecimiento.
- Puede requerir adaptación para diferentes regiones gástricas o muestras derivadas de pacientes.
- La variabilidad en el crecimiento entre organoides derivados del antro y del cuerpo debe orientar el diseño experimental.
Preguntas frecuentes sobre biofarmacia
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:20
Isolating Single Cells from Upper Endoscopy Biopsies Derived from Gastric Patients for Organoid Generation
3:36
Embedding Gastric Biopsy‐Derived Single Cells in a Basement Membrane Matrix Dome for Organoid Generation
5:37
Routine Passaging of Patient‐Derived Gastric Organoids Through Fragmentation
