15 במרץ 2024
אורגנואידים הפכו לכלים רבי ערך למידול מחלות. המטריצה החוץ תאית (ECM) מנחה את גורל התא במהלך יצירת אורגנואידים, ושימוש במערכת הדומה לרקמה הטבעית יכול לשפר את דיוק המודל. מחקר זה משווה את הדור של אורגנואידי מעיים אנושיים המושרים פלוריפוטנטיים שמקורם בתאי גזע אנושיים ב- ECM שמקורו בבעלי חיים ובהידרוג'לים נטולי קסנו.
מטרת המחקר שלנו היא לשלב מודלים של מבחנה וסיליקו כדי לסייע בגילוי ופיתוח תרופות בשלבים מוקדמים של פיתוח. על קצה המזלג, אנו משלבים טכנולוגיית תאי גזע, אורגנואידים ומיקרופלואידיקה כדי לחקור אינטראקציות בין תרופות למחלות, שלמות הממברנה, ולחזות ספיגת תרופות ומטבוליזם של תרופות. בתחום שלנו, הטכנולוגיות המתקדמות כוללות מודלים פיזיולוגיים מבוססי סיליקון בשילוב עם מערכות מבחנה מתקדמות כמו מערכת מיקרופיזיולוגית, כמו איברים על שבב ואורגנואידים.
בנוסף לכך, הדפסה ביולוגית תלת-ממדית נחקרת כעת כדי למקסם את המדרגיות של מודלים מורכבים יותר אלה במבחנה. אתגרי הניסוי הנוכחיים כוללים שיפור מיקרו-סביבות רקמות ונאמנות פיזיולוגית של מודלים אלה במבחנה, מזעור השונות הניסויית ומיטוב יכולות תפוקה גבוהה. כמו כן, קביעת פרוטוקולים סטנדרטיים התואמים את התקנים הרגולטוריים לפיתוח תרופות.
במטרה להקטין את השונות הניסויית, לחקות טוב יותר את המיקרו-סביבה של הרקמה ולדבוק בהנחיות הרגולטוריות לפיתוח תרופות בבני אדם, פרוטוקול זה מתאר אופטימיזציה של יצירת אורגנואידים ותחזוקה של מערכת אורגנואידים זו באמצעות מערכת הידרוג'ל נטולת תאים עם הרכב בקרה ותכונות מכניות בקרה. אנו מעוניינים לפתח מערכות מיקרו-פיזיולוגיות למידול באוכלוסיות מיוחדות, שאינן מיוצגות היטב בניסויים קליניים, כמו למשל אנשים החיים עם תסמונת דאון. המעבדה שלנו עובדת גם על הבאת גישות טיפול חדשניות המבוססות על אימונו-אונקולוגיה לסביבות חדשות בסרטן מערכת העיכול והריאות.
מחקר זה בוחן את השילוב של מודלים in vitro ו-in silico לשיפור תהליכי גילוי ופיתוח של תרופות. הוא מתמקד בשימוש באורגנואידים המופקים מתאי גזע פלוריפוטנטיים מושריים ובהשפעת המטריקס החוץ-תאי על יצירתם.
הערכה השוואית של מטריצות קרום בסיס לתחזוקת תאי גזע אנושיים ויצירת אורגנואידים של המעי משפיעה באופן ישיר על מידת הביטחון החזוית של מודלים פרה-קליניים למחלות. בחירת המטריצה משפיעה על הנאמנות הפיזיולוגית, על השחזוריות ועל הפוטנציאל התרגומי של מערכות מבוססות אורגנואידים המשמשות לגילוי תרופות בשלבים מוקדמים. אופטימיזציה של מטריצות נטולות-קסנו (xeno-free) ומטריצות ממקור חייתי תומכת בקידום מותאם-סיכון ובתעדוף תיקי פיתוח במחקר ופיתוח בביופארמה.
הערכה השוואתית זו של המטריצה מספקת מידע לאורך הרצף, החל מגילוי ראשוני ועד לפיתוח מודלים פרה-קליניים, ותומכת הן בתיקוף המטרה והן בזיהוי מועמדים מובילים.