Imagerie in vivo de sphéroïdes hépatiques greffés dans la chambre antérieure de l’œil de souris
March 29th, 2024
Nous décrivons ici une plateforme qui permet une imagerie in vivo non invasive de sphéroïdes hépatiques greffés dans la chambre antérieure de l’œil de souris. Le flux de travail s’étend de la génération de sphéroïdes à partir de cellules hépatiques primaires à la transplantation dans l’œil de la souris et à l’imagerie in vivo à résolution cellulaire par microscopie confocale.
Dans notre groupe, nous utilisons la chambre antérieure de l’œil de souris comme site de transplantation pour l’imagerie in vivo et non invasive des stéroïdes hépatiques. Cette nouvelle plateforme d’imagerie fournira un outil unique aux chercheurs et élargira notre compréhension de la physiologie et de la pathologie du foie dans la recherche fondamentale et préclinique. Dans la recherche biomédicale, nous nous appuyons sur la visualisation des processus cellulaires pour comprendre les mécanismes des maladies, et le domaine de la recherche sur le foie manque actuellement de méthodes d’imagerie in vivo à haute résolution dans laquelle les cellules hépatiques peuvent être surveillées longitudinalement au fil du temps.
Par rapport à l’imagerie hépatique intravitale, notre technique est non invasive et les cellules hépatiques peuvent être imagées à plusieurs reprises au cours de nombreuses séances d’imagerie, ce qui nous permet de surveiller la fonction hépatique à une résolution cellulaire unique en réponse à différents défis. Avec notre plateforme, les stéroïdes hépatiques survivent dans l’œil pendant de nombreux mois, et la même souris receveuse peut être immagée de manière non invasive au fil du temps. Cela permet de réduire le nombre d’animaux de laboratoire que nous utilisons tout en augmentant la qualité des données in vivo.
Au cours de la dernière décennie, notre groupe a développé la plateforme d’imagerie oculaire pour en faire un outil de recherche puissant. Il a été initialement conçu pour l’imagerie des œillets pancréatiques, mais il a maintenant été adapté aux stéroïdes hépatiques et a le potentiel d’être étendu à d’autres organes et domaines de recherche.
Aperçu
Cette étude présente une plateforme d'imagerie non invasive pour les sphéroïdes hépatiques greffés dans la chambre antérieure de l'œil de souris. L'approche permet un suivi longitudinal de la fonction hépatique à la résolution d'une cellule unique.
Composants clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neuroscience
- Imagerie biomédicale
- Physiologie hépatique
Contexte
- La recherche actuelle sur le foie manque de techniques d'imagerie non invasives.
- L'imagerie in vivo est cruciale pour comprendre la physiologie et la pathologie du foie.
- Les méthodes existantes ne permettent pas une imagerie répétée des cellules hépatiques au fil du temps.
- La chambre antérieure de l'œil de souris sert de nouveau site de transplantation.
Objectif de l'étude
- Développer une plateforme pour l'imagerie non invasive des sphéroïdes hépatiques.
- Surveiller longitudinalement la fonction hépatique dans un seul animal.
- Réduire le nombre d'animaux expérimentaux utilisés dans la recherche.
Méthodes utilisées
- Préparation des sphéroïdes hépatiques à partir de cellules hépatiques primaires.
- Greffe des sphéroïdes dans l'œil de souris.
- Imagerie in vivo utilisant la microscopie confocale.
- Surveillance des sphéroïdes hépatiques pendant plusieurs mois après la transplantation.
Résultats principaux
- Greffe réussie des sphéroïdes hépatiques dans l'œil de souris.
- L'imagerie longitudinale a révélé des processus cellulaires et la présence de vaisseaux sanguins.
- Démonstration du potentiel pour des sessions d'imagerie répétées.
- Compréhension améliorée de la fonction hépatique en réponse à divers défis.
Conclusions
- La plateforme développée est un outil puissant pour la recherche sur le foie.
- Elle permet une imagerie non invasive et haute résolution des cellules hépatiques.
- La technique peut potentiellement être adaptée pour d'autres organes.
Questions fréquemment posées
Executive Industry Relevance
Noninvasive, longitudinal imaging of liver spheroids engrafted in the mouse eye enables repeated, high-resolution monitoring of liver cell function and pathology in vivo. This platform addresses a critical gap in discovery-stage liver research by allowing dynamic, single-cell analysis over time within the same animal. The approach supports predictive confidence in disease modeling and functional target validation, enhancing translational continuity and portfolio decision-making.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct visualization of liver cell responses to stimuli at single-cell resolution over time.
- Supports mechanistic de-risking by allowing repeated interrogation of cellular processes in a living system.
- Facilitates functional target validation through dynamic, longitudinal observation of engrafted tissue.
Screening & Assay Development
- Provides a validated, reproducible in vivo system for quantitative imaging-based assays.
- Enables standardization of imaging protocols for consistent, cross-study data generation.
- Supports screening of pharmacological or genetic interventions with real-time, noninvasive readouts.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant modeling by enabling chronic monitoring of liver function and pathology.
- Facilitates translational biomarker discovery through repeated, quantitative imaging in the same animal.
- Improves risk-adjusted advancement by reducing animal use and increasing data quality per subject.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging platform bridges early discovery and preclinical research by enabling hypothesis testing, pathway analysis, and functional validation in a longitudinal, in vivo context.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven interrogation of liver cell behavior and response to interventions.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging outputs suitable for compound or genetic screening.
- Analytics: Provides high-content, single-cell data for robust statistical comparison across conditions and timepoints.
- Translational Research: Maintains continuity from discovery through preclinical validation by modeling chronic liver processes.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, adaptable platform for diverse liver and potentially other organ studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in liver research.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of in vivo imaging workflows.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency by maximizing data from each animal.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of liver-targeted programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgery, confocal imaging, and animal handling.
- Needs access to confocal microscopy and appropriate fluorescent probes.
- Demands cross-team standardization of imaging and analysis protocols.
- Adaptation to other organoid or tissue types may require protocol optimization.
- Potential limitations include model-specific physiological differences and imaging depth constraints.
