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JoVE Journal Cancer Research
Multiplexed Live-Cell Imaging for Drug Responses in Patient-Derived Organoid Models of Cancer

Imagerie multiplexe de cellules vivantes pour les réponses médicamenteuses dans des modèles organoïdes de cancer dérivés de patients

Full Text
2,049 Views
09:13 min
January 5, 2024

DOI: 10.3791/66072-v

Kaitriana E. Colling*1,2, Emily L. Symons*1, Lorenzo Buroni*3, Hiruni K. Sumanasiri1, Jessica Andrew-Udoh1, Emily Witt1,4, Haley A. Losh1, Abigail M. Morrison1, Kimberly K. Leslie5, Christopher J. Dunnill6, Johann S. de Bono3, Kristina W. Thiel1,7

1Department of Obstetrics and Gynecology, Carver College of Medicine,University of Iowa, 2Cancer Biology Graduate Program, Carver College of Medicine,University of Iowa, 3The Institute of Cancer Research: and the Royal Marsden NHS Foundation Trust, 4Department of Radiation Oncology, Carver College of Medicine,University of Iowa, 5Division of Molecular Medicine, Departments of Internal Medicine and Obstetrics and Gynecology,University of New Mexico Comprehensive Cancer Center, University of New Mexico Health Sciences Center, 6Agilent Technologies, 7Holden Comprehensive Cancer Center,University of Iowa

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article discusses the use of patient-derived tumor organoids as a model system for drug response assessment. It highlights a multiplexed fluorescent live-cell imaging approach for evaluating organoid phenotypes.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Oncology
  • Translational Research

Background

  • Patient-derived organoids are created from actual patient tumor specimens.
  • They are used to study tumor responses to various therapies.
  • Challenges include limited resources and the need for compatible drug response assessment kits.
  • Downstream analyses, such as transcriptomic profiling, are essential for comprehensive research.

Purpose of Study

  • To evaluate how tumors respond to drugs using organoid models.
  • To define molecular characteristics that correlate with therapeutic responses.
  • To prioritize new therapies for clinical trials based on organoid responses.

Methods Used

  • Multiplexed fluorescent live-cell imaging.
  • Genetic monitoring of therapeutic responses in organoid models.
  • Assessment of different organoid phenotypes simultaneously.
  • Integration of drug response data with molecular profiling.

Main Results

  • Successful application of multiplexed imaging to assess organoid responses.
  • Identification of molecular characteristics linked to drug efficacy.
  • Establishment of a framework for prioritizing therapies for clinical trials.
  • Demonstration of the potential of organoid models in translational research.

Conclusions

  • Patient-derived organoids are valuable for understanding drug responses.
  • The multiplexed approach enhances the assessment of organoid phenotypes.
  • Findings can inform future clinical trial designs and therapeutic strategies.

Frequently Asked Questions

What are patient-derived tumor organoids?
They are models created from actual patient tumor specimens used to study drug responses.
What is the main challenge with organoid models?
They are a finite resource and require specific kits for drug response assessment.
How does multiplexed imaging benefit this research?
It allows for simultaneous assessment of different organoid phenotypes.
What is the purpose of defining molecular characteristics?
To correlate them with drug responses and prioritize therapies for trials.
How can these findings impact clinical trials?
They can help in selecting the most promising therapies for further development.
What downstream analyses are important for organoid research?
Transcriptomic profiling is crucial for understanding molecular responses.

Les organoïdes tumoraux dérivés de patients sont un système modèle sophistiqué pour la recherche fondamentale et translationnelle. Cet article sur les méthodes détaille l’utilisation de l’imagerie fluorescente multiplexée de cellules vivantes pour l’évaluation cinétique simultanée de différents phénotypes d’organoïdes.

Nous appliquons des modèles d’organoïdes dérivés de patients, qui sont créés à partir d’échantillons tumoraux réels de patients pour examiner comment les tumeurs réagissent aux médicaments. Nous pouvons également définir les caractéristiques moléculaires qui sont en corrélation avec la réponse. Ces résultats sont ensuite utilisés pour hiérarchiser les meilleures nouvelles thérapies à faire progresser dans les essais cliniques à l’avenir.

L’un des principaux défis de l’utilisation de modèles d’organoïdes dérivés de patients est qu’ils constituent une ressource limitée. De plus, il existe très peu de kits prêts à l’emploi pour évaluer la réponse aux médicaments dans des modèles organoïdes qui préservent l’échantillon dans un format permettant d’autres analyses en aval, telles que le profilage transcriptomique. Nous avons développé une approche multiplexée pour surveiller cinétiquement la réponse thérapeutique dans des modèles organoïdes.

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