Costituzione e caratterizzazione di organoidi gastrici derivati da pazienti da biopsie del corpo gastrico benigno e dell'epitelio antrale
26 gennaio 2024
Gli organoidi derivati da pazienti gastrici trovano un uso crescente nella ricerca, ma mancano protocolli formali per la generazione di organoidi gastrici umani da digest a singola cellula con densità di semina standardizzata. Questo protocollo presenta un metodo dettagliato per creare in modo affidabile organoidi gastrici da tessuto bioptico ottenuto durante l'endoscopia superiore.
La nostra ricerca si concentra sulle cause ereditarie del cancro gastrico. In particolare, siamo interessati al carcinoma gastrico diffuso ereditario dovuto a varianti che causano malattie nel gene CDH1 o CTNNA1. Studiamo anche il ruolo di BRCA1 e BRCA2 nel rischio di cancro gastrico e nella carcinogenesi.
Gli organoidi sono sempre più utilizzati in una varietà di settori di ricerca e la gastroenterologia non fa eccezione, quindi è necessaria la standardizzazione di queste tecniche per generare questi organoidi, in particolare gli organoidi gastrici derivati dai pazienti. Il nostro protocollo offre un metodo passo-passo per generare in modo affidabile organoidi gastrici derivati dal paziente da biopsie di entrambe le regioni antrali e corporee dello stomaco. In particolare, utilizziamo un approccio di digestione a singola cellula per consentire la semina standardizzata delle cellule nel tentativo di fare confronti affidabili tra organoidi generati da pazienti diversi.
I nostri risultati mostrano che, rispetto agli organoidi gastrici derivati dal paziente dalla regione corporea dello stomaco, quelli della regione antrale in realtà crescono più numerosi e di dimensioni maggiori nel corso di 20 giorni dopo la semina iniziale. Questi risultati dovrebbero essere presi in considerazione dai ricercatori che cercano di utilizzare organoidi gastrici derivati da diverse regioni dello stomaco.
Panoramica
Questa ricerca indaga le cause ereditarie del cancro gastrico, concentrandosi sulle varianti nei geni CDH1 e CTNNA1. Lo studio presenta un protocollo affidabile per generare organoidi gastrici derivati dai pazienti a partire da tessuti di biopsia ottenuti durante l'endoscopia superiore, dimostrando differenze nei tassi di crescita tra gli organoidi derivati dalle regioni antrale e corporea dello stomaco.
Componenti principali dello studio
Area di ricerca
- Cause ereditarie del cancro gastrico
- Generazione di organoidi gastrici
- Standardizzazione delle tecniche biologiche
Sfondo
- Cancro gastrico diffuso ereditario e varianti genetiche
- Utilizzo degli organoidi nella ricerca in gastroenterologia
- Protocolli standardizzati per lo sviluppo di organoidi gastrici
Metodi utilizzati
- Isolamento di cellule singole da biopsie di tessuto gastrico
- Organoidi gastrici derivati dai pazienti come modello biologico
- Protocolli di digestione cellulare e semina in coltura
Principali risultati
- Gli organoidi da tessuto di biopsia antrale mostrano dimensioni e tassi di crescita maggiori rispetto a quelli del tessuto corporeo
- Variazioni significative nella morfologia degli organoidi tra diversi pazienti
- Metodi standardizzati consentono un affidabile confronto della crescita degli organoidi
Conclusioni
- Lo studio stabilisce un metodo affidabile per generare organoidi gastrici, supportando future ricerche sul cancro gastrico.
- I risultati evidenziano l'importanza dell'origine del tessuto sulla crescita degli organoidi, cruciale per la riproducibilità sperimentale.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Standardized generation and quantification of patient-derived gastric organoids from single-cell digests addresses a critical need for reproducible, disease-relevant in vitro models in early discovery and translational research. This protocol enables reliable comparison of organoid growth from distinct gastric regions, supporting mechanistic de-risking and predictive confidence in target validation workflows. The approach enhances portfolio decision-making by providing robust, scalable systems for functional interrogation of gastric biology and pathology.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional assessment of gastric epithelial biology using patient-derived systems.
- Supports mechanistic de-risking by distinguishing growth dynamics between antral and body-derived organoids.
- Facilitates standardized hypothesis testing across patient samples and tissue origins.
- Provides a reproducible platform for evaluating genetic and phenotypic variability.
Screening & Assay Development
- Delivers validated, quantifiable organoid cultures for downstream assay development.
- Ensures reproducibility through standardized single-cell seeding and growth quantification.
- Enables reliable comparison of compound effects across organoids from different gastric regions.
- Supports scalability and platform reuse for high-content screening applications.
Translational & Preclinical Research
- Aligns in vitro models with disease-relevant gastric tissue for translational continuity.
- Enables risk-adjusted advancement by revealing region-specific growth and morphology.
- Supports biomarker discovery and validation in patient-matched organoid systems.
- Provides continuity from discovery through preclinical validation using standardized PDOs.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol positions gastric PDOs as a foundational tool from early discovery through preclinical research, enabling hypothesis-driven studies and functional validation in disease-relevant systems.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification using standardized patient-derived organoids.
- Screening: Provides reproducible, quantifiable outputs for assay readiness and compound evaluation.
- Analytics: Enables quantitative measurement of organoid number, size, and morphology for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical work by modeling patient-specific gastric biology.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, standardized platform for repeated use across R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in gastric disease modeling.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable organoid generation workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling robust biological validation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of gastric disease programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in tissue handling, single-cell isolation, and organoid culture techniques.
- Needs access to tissue culture infrastructure and quantitative imaging or measurement tools.
- Demands cross-team standardization of seeding density and growth quantification protocols.
- May require adaptation for different gastric regions or patient-derived samples.
- Growth variability between antral and body-derived organoids should inform experimental design.
Biopharma FAQs
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
