Etablissement et caractérisation d’organoïdes gastriques dérivés de patients à partir de biopsies d’épithélium gastrique bénin et d’épithélium antral
26 janvier 2024
Les organoïdes dérivés de patients gastriques sont de plus en plus utilisés dans la recherche, mais il n’existe pas de protocoles formels pour générer des organoïdes gastriques humains à partir de digestats unicellulaires avec une densité d’ensemencement standardisée. Ce protocole présente une méthode détaillée pour créer de manière fiable des organoïdes gastriques à partir de tissus de biopsie obtenus lors de l’endoscopie haute.
Nos recherches portent sur les causes héréditaires du cancer gastrique. En particulier, nous nous intéressons au cancer gastrique diffus héréditaire dû à des variants pathogènes du gène CDH1 ou CTNNA1. Nous étudions également le rôle des gènes BRCA1 et BRCA2 dans le risque de cancer gastrique et la cancérogenèse.
Les organoïdes sont de plus en plus utilisés dans une variété de domaines de recherche et la gastro-entérologie ne fait pas exception, ce qui s’accompagne d’un besoin de standardisation de ces techniques pour générer ces organoïdes, en particulier les organoïdes gastriques dérivés des patients. Notre protocole offre une méthode étape par étape pour générer de manière fiable des organoïdes gastriques dérivés du patient à partir de biopsies des régions antrale et corporelle de l’estomac. En particulier, nous utilisons une approche de digestion unicellulaire pour permettre l’ensemencement standardisé des cellules dans le but d’établir des comparaisons fiables entre les organoïdes générés par différents patients.
Nos résultats montrent que par rapport aux organoïdes gastriques dérivés de patients de la région du corps de l’estomac, ceux de la région antrale deviennent en fait plus nombreux et plus gros au cours des 20 jours suivant le semis initial. Ces résultats doivent être pris en compte par les chercheurs qui cherchent à utiliser des organoïdes gastriques dérivés de différentes régions de l’estomac.
Aperçu
Cette recherche étudie les causes héréditaires du cancer de l'estomac, en se concentrant sur les variants des gènes CDH1 et CTNNA1. L'étude présente un protocole fiable pour générer des organoïdes gastriques à partir de tissus de biopsie obtenus lors d'une endoscopie supérieure, mettant en évidence des différences de taux de croissance entre les organoïdes dérivés des régions antrale et corporelle de l'estomac.
Composantes clés de l'étude
Domaine de recherche
- Causes héréditaires du cancer de l'estomac
- Génération d'organoïdes gastriques
- Normalisation des techniques biologiques
Contexte
- Cancer gastrique diffus héréditaire et variants génétiques
- Utilisation des organoïdes dans la recherche en gastro-entérologie
- Protocoles normalisés pour le développement d'organoïdes gastriques
Méthodes utilisées
- Isolation de cellules individuelles à partir de biopsies de tissu gastrique
- Organoïdes gastriques dérivés de patients en tant que modèle biologique
- Protocoles de digestion cellulaire et d'ensemencement en culture
Résultats principaux
- Les organoïdes provenant de tissus de biopsie de l'antre présentent une taille et des taux de croissance plus élevés par rapport à ceux provenant de tissus du corps
- Variations importantes de la morphologie des organoïdes selon les patients
- Des méthodes standardisées permettent une comparaison fiable de la croissance des organoïdes
Conclusions
- L'étude établit une méthode fiable pour générer des organoïdes gastriques, ce qui favorise les recherches futures sur le cancer de l'estomac.
- Les résultats soulignent l'importance de l'origine tissulaire sur la croissance des organoïdes, un facteur crucial pour la reproductibilité expérimentale.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
La génération et la quantification normalisées d'organoïdes gastriques dérivés de patients à partir de digests monocellulaires répondent à un besoin critique de modèles in vitro reproductibles et pertinents pour les maladies, dans les phases précoces de la recherche fondamentale et translationnelle. Ce protocole permet une comparaison fiable de la croissance des organoïdes provenant de différentes régions gastriques, soutenant ainsi l'analyse mécanistique des risques et offrant une confiance prédictive dans les procédés de validation des cibles. Cette approche améliore la prise de décision au sein des portefeuilles de recherche en fournissant des systèmes robustes et évolutifs pour l'interrogation fonctionnelle de la biologie et de la pathologie gastriques.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet l'évaluation fonctionnelle de la biologie de l'épithélium gastrique à l'aide de systèmes dérivés de patients.
- Facilite la réduction des risques mécanistiques en distinguant les dynamiques de croissance entre les organoïdes provenant de l'antrum et du corps.
- Permet des tests d'hypothèses standardisés sur des échantillons de patients et des origines tissulaires variées.
- Offre une plateforme reproductible pour évaluer la variabilité génétique et phénotypique.
Développement de tests et criblage
- Fournit des cultures d'organoïdes validées et quantifiables pour le développement de tests en aval.
- Garantit la reproductibilité grâce à un ensemencement standardisé de cellules uniques et à une quantification de la croissance.
- Permet une comparaison fiable des effets de composés sur des organoïdes provenant de différentes régions gastriques.
- Prend en charge l'extensibilité et la réutilisation de la plateforme pour des applications de criblage à haut contenu.
Recherche translationnelle et préclinique
- Assure l'alignement des modèles in vitro avec le tissu gastrique pertinent pour la maladie, garantissant une continuité translationnelle.
- Permet une progression ajustée au risque en révélant la croissance et la morphologie spécifiques à chaque région.
- Favorise la découverte et la validation de biomarqueurs dans des systèmes d'organoïdes appariés aux patients.
- Assure une continuité allant de la découverte à la validation préclinique en utilisant des PDO standardisés.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce protocole établit les PDO gastriques comme un outil fondamental allant de la découverte précoce à la recherche préclinique, permettant des études fondées sur des hypothèses et une validation fonctionnelle dans des systèmes pertinents pour la maladie.
- Biologie de la découverte : Soutient la vérification d'hypothèses et la clarification des voies biologiques à l'aide d'organoïdes dérivés de patients standardisés.
- Criblage : Fournit des résultats reproductibles et quantifiables pour l'aptitude des tests et l'évaluation de composés.
- Analytique : Permet la mesure quantitative du nombre, de la taille et de la morphologie des organoïdes pour des analyses comparatives.
- Recherche translationnelle : Fait le lien entre la découverte et les travaux précliniques en modélisant la biologie gastrique spécifique aux patients.
- Réutilisation en entreprise : Met en place une plateforme évolutible et standardisée pour une utilisation répétée dans divers programmes de recherche et développement.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la modélisation des maladies gastriques.
- Valeur opérationnelle : Fournit des protocoles standardisés, reproductibles et évolutifs pour la génération d'organoïdes.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions de poursuite ou d'abandon et l'efficacité du capital en permettant une validation biologique robuste.
- Impact sur le portefeuille : Soutient la priorisation et l'avancement, ajustés au risque, des programmes de recherche sur les maladies gastriques.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise dans la manipulation des tissus, l'isolement de cellules uniques et les techniques de culture d'organoïdes.
- Suppose un accès à une infrastructure de culture cellulaire ainsi qu'à des outils d'imagerie quantitative ou de mesure.
- Exige une standardisation inter-équipes des protocoles de densité d'ensemencement et de quantification de la croissance.
- Peut nécessiter des adaptations selon les régions gastriques ou les échantillons dérivés de patients.
- La variabilité de croissance entre les organoïdes dérivés de l'antre et du corps doit orienter la conception expérimentale.
Foire aux questions en biopharmacie
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
