Generación de cortes de tejido pancreático humano para estudiar la fisiología endocrina y exocrina del páncreas
15 de marzo de 2024
Este protocolo describe cómo generar cortes de páncreas humano a partir de donantes de órganos fallecidos para estudiar la función celular en condiciones casi fisiológicas. Este enfoque innovador permite la investigación de islotes normales y estructuralmente dañados y la intrincada interacción entre los compartimentos endocrinos y exocrinos.
Nos centramos en la investigación de la diabetes tipo uno, haciendo hincapié en las terapias que regulan el sistema inmunitario y restauran las funciones de las células beta/alfa. Hemos desarrollado una plataforma de estudio única utilizando rodajas de páncreas humano vivo procedentes de donaciones de órganos, complementando la investigación de islotes aislados. Este enfoque permite un análisis detallado de las interacciones y funciones celulares vitales.
Nuestra colaboración con una red de donantes de órganos pancreáticos ofrece a los investigadores de la comunidad acceso a cortes de tejido pancreático. Sin embargo, el cultivo de estas rodajas presenta desafíos, ya que las enzimas digestivas pueden degradar el tejido y reducir la viabilidad. Por lo tanto, existe una necesidad apremiante de establecer condiciones de cultivo que mantengan tanto la viabilidad como un entorno fisiológico para estudios funcionales precisos.
Nuestro protocolo permite la recopilación de datos funcionales de todas las células del páncreas, por lo que los investigadores pueden utilizarlos para una variedad de estudios. Nos centramos en el modelado de la diabetes tipo uno y en la evaluación de los mecanismos de acción de los fármacos. Una pregunta clave para mí es abordar la función de las células alfa y su papel en la diabetes tipo uno.
Nuestro protocolo no solo supera el sesgo de supervivencia asociado con los islotes aislados, sino que también facilita de manera única el estudio de las células inmunitarias, crucial en el contexto de la diabetes tipo uno. Al estudiar todo el tejido del páncreas, podemos evaluar la función y las respuestas que reflejan más de cerca el entorno in vivo. Nos comprometemos a compartir con otros los avances en la plataforma de cortes de páncreas.
A través de nPOD, nuestro objetivo es fomentar la colaboración, permitiendo un abordaje más eficaz de las preguntas críticas. Mediante el modelado de los mecanismos de la enfermedad y la prueba de posibles fármacos terapéuticos, nuestro objetivo es contribuir significativamente al avance de nuevos tratamientos.
Resumen
Este estudio se centra en la investigación de la diabetes tipo 1, utilizando secciones de páncreas humano vivo derivadas de donantes de órganos para investigar las interacciones y funciones celulares en condiciones cercanas a las fisiológicas. El enfoque innovador permite un análisis detallado tanto de los islotes pancreáticos normales como de los dañados estructuralmente, abordando al mismo tiempo las interacciones de células inmunitarias cruciales para la investigación de la diabetes.
Componentes Clave del Estudio
Área de Investigación
- Tratamiento de la diabetes tipo 1
- Interacciones celulares en la diabetes
- Vitalidad de los tejidos pancreáticos
Antecedentes
- Dificultades en el aislamiento de los islotes pancreáticos
- Importancia del estudio del tejido pancreático completo
- Necesidad de mantener la viabilidad del tejido en cultivo
Métodos Utilizados
- Preparación de muestras de páncreas humano procedentes de donantes de órganos
- Corte con vibrátomo y prueba de viabilidad del tejido
- Técnicas de imagen para evaluar funciones celulares
Resultados principales
- Mantenimiento exitoso de la viabilidad del tejido pancreático recién cortado en un 80-90 %
- Identificación de los roles clave de las células alfa en la diabetes tipo 1
- Facilitación del estudio de las respuestas de las células inmunitarias dentro del páncreas
Conclusiones
- El estudio demuestra un modelo eficaz para la investigación de la diabetes tipo 1 utilizando cortes de páncreas.
- Los resultados contribuyen a una mejor comprensión de los mecanismos de la enfermedad y de posibles intervenciones terapéuticas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Las plataformas de cortes de tejido pancreático humano permiten el estudio directo de las interacciones entre células endocrinas y exocrinas en un contexto fisiológicamente relevante, superando las limitaciones de los modelos de islotes aislados. Este enfoque mejora la confianza predictiva en la validación de dianas y la reducción de riesgos mecanicistas en las líneas de investigación sobre la diabetes. La integración de lecturas funcionales de tejido completo apoya decisiones de cartera ajustadas al riesgo para programas terapéuticos en etapas iniciales que tienen como objetivo la biología pancreática.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite el estudio de mecanismos relevantes para la enfermedad en tejido pancreático humano intacto.
- Posibilita la validación funcional de dianas endocrinas y exocrinas en condiciones cercanas a las fisiológicas.
- Facilita la reducción de riesgos mecanicistas mediante la modelización de interacciones inmunitarias y celulares relevantes para la diabetes.
- Mejora la confianza predictiva para la promoción de dianas y vías candidatas.
Desarrollo de Pruebas y Cribado
- Proporciona una plataforma validada para ensayos de secreción hormonal dinámica y de imagen en células vivas.
- Permite la evaluación cuantitativa de la viabilidad del tejido y de las respuestas funcionales a estímulos.
- Apoya flujos de trabajo reproducibles y escalables para la evaluación de compuestos en un contexto de tejido humano.
- Prepara sistemas biológicos estandarizados para cribados posteriores y estudios mecanicistas.
Investigación Traslacional y Preclínica
- Alinea modelos preclínicos con la biología de la enfermedad humana para el desarrollo traslacional de biomarcadores.
- Mantiene la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica mediante la preservación de la arquitectura tisular.
- Permite decisiones de avance ajustadas al riesgo basadas en datos funcionales fisiológicamente relevantes.
- Apoya la evaluación de interacciones de células inmunitarias y mecanismos de fármacos en sistemas relevantes para la enfermedad.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
Esta plataforma conecta el descubrimiento inicial, la validación de dianas y la investigación preclínica mediante estudios funcionales en rebanadas de tejido pancreático humano intacto.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías en un entorno tisular nativo.
- Selección: Proporciona lecturas cuantitativas y reproducibles para la secreción hormonal y la viabilidad.
- Análisis: Ofrece mediciones dinámicas e imágenes para análisis comparativo.
- Investigación Traducional: Facilita la alineación con los mecanismos de enfermedades humanas y las estrategias de biomarcadores.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma reutilizable para diversos estudios mecanicistas y funcionales en múltiples programas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la investigación sobre la diabetes.
- Valor operativo: Estandariza la preparación de tejidos, la evaluación de viabilidad y los ensayos funcionales para lograr reproducibilidad.
- Valor estratégico: Orienta las decisiones de continuar o descartar proyectos y mejora la eficiencia del capital al reducir riesgos en programas de etapas iniciales.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización y el avance ajustados al riesgo de candidatos dirigidos a la biología pancreática.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en el manejo de tejidos, inclusión y corte con vibrátomo.
- Exige acceso a equipos especializados para imágenes y perfusión.
- Necesita protocolos estandarizados para la evaluación de viabilidad y función entre diferentes equipos.
- Puede requerir adaptaciones según la calidad del tejido donado y los estados patológicos.
- La viabilidad y los resultados funcionales dependen del procesamiento inmediato y de condiciones de cultivo optimizadas.
