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 su varianti nei geni CDH1 e CTNNA1. Lo studio presenta un protocollo affidabile per la generazione di organoidi gastrici derivati da pazienti a partire da tessuti bioptici ottenuti durante endoscopia alta, dimostrando differenze nei tassi di crescita tra organoidi derivati dalle regioni antrale e corporea dello stomaco.
Componenti Chiave 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
- Uso degli organoidi nella ricerca gastroenterologica
- Protocolli standardizzati per lo sviluppo di organoidi gastrici
Metodi Utilizzati
- Isolamento di singole cellule da biopsie di tessuto gastrico
- Organoidi gastrici derivati da pazienti come modello biologico
- Protocolli di digestione cellulare e semina in coltura
Risultati principali
- Gli organoidi derivati da tessuto bioptico dell'antro mostrano dimensioni maggiori e tassi di crescita più elevati rispetto a quelli derivati dal tessuto del corpo
- Variazioni significative nella morfologia degli organoidi tra diversi pazienti
- Metodi standardizzati consentono un confronto affidabile della crescita degli organoidi
Conclusioni
- Lo studio stabilisce un metodo affidabile per la generazione di organoidi gastrici, favorendo future ricerche sul cancro gastrico.
- I risultati evidenziano l'importanza dell'origine del tessuto sulla crescita degli organoidi, aspetto cruciale per la riproducibilità sperimentale.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La generazione standardizzata e la quantificazione di organoidi gastrici derivati da pazienti a partire da digestioni monocellulari rispondono a un'esigenza fondamentale di modelli in vitro riproducibili e pertinenti alle malattie nella ricerca preclinica e traslazionale. Questo protocollo consente un confronto affidabile della crescita degli organoidi provenienti da diverse regioni gastriche, supportando l'analisi meccanicistica di riduzione del rischio e una maggiore affidabilità predittiva nei processi di validazione del bersaglio. L'approccio migliora il processo decisionale nei portafogli di ricerca fornendo sistemi solidi e scalabili per l'interrogazione funzionale della biologia e della patologia gastrica.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Permette la valutazione funzionale della biologia dell'epitelio gastrico utilizzando sistemi derivati da pazienti.
- Supporta la riduzione del rischio meccanicistica distinguendo le dinamiche di crescita tra organoidi derivati dall'antro e dal corpo gastrico.
- Facilita test standardizzati di ipotesi su campioni di pazienti e origini tessutali.
- Fornisce una piattaforma riproducibile per valutare la variabilità genetica e fenotipica.
Sviluppo di screening e saggi
- Fornisce colture di organoidi validati e quantificabili per lo sviluppo di saggi successivi.
- Garantisce la riproducibilità mediante semina standardizzata di singole cellule e quantificazione della crescita.
- Permette un confronto affidabile degli effetti di composti su organoidi provenienti da diverse regioni gastriche.
- Supporta la scalabilità e il riutilizzo della piattaforma per applicazioni di screening ad alto contenuto informativo.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea modelli in vitro a tessuti gastrici rilevanti per la malattia, garantendo continuità traslazionale.
- Permette un avanzamento basato sul rischio, rivelando crescita e morfologia specifiche per regione.
- Supporta la scoperta e la validazione di biomarcatori in sistemi di organoidi abbinati ai pazienti.
- Garantisce continuità dalla fase di scoperta fino alla validazione preclinica mediante PDO standardizzati.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo protocollo colloca gli PDO gastrici come strumento fondamentale dalla fase iniziale della scoperta fino alla ricerca preclinica, consentendo studi basati su ipotesi e la validazione funzionale in sistemi pertinenti alla malattia.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi mediante organoidi derivati da pazienti standardizzati.
- Screening: Fornisce risultati riproducibili e quantificabili per la prontezza del saggio e la valutazione dei composti.
- Analisi: Permette la misurazione quantitativa di numero, dimensione e morfologia degli organoidi per analisi comparative.
- Ricerca traslazionale: Collega la scoperta al lavoro preclinico modellando la biologia gastrica specifica del paziente.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma scalabile e standardizzata per un uso ripetuto in diversi programmi di R&S.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nella modellizzazione delle malattie gastriche.
- Valore operativo: Fornisce flussi di lavoro standardizzati, riproducibili e scalabili per la generazione di organoidi.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di avanzamento o interruzione e l'efficienza del capitale consentendo una valida conferma biologica.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione e la progressione dei programmi sulle malattie gastriche con adeguamento del rischio.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nella manipolazione dei tessuti, nell'isolamento di singole cellule e nelle tecniche di coltura di organoidi.
- Necessita dell'accesso a infrastrutture per la coltura cellulare e a strumenti di imaging quantitativo o di misurazione.
- Richiede una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per quanto riguarda la densità di semina e i protocolli di quantificazione della crescita.
- Potrebbe richiedere adattamenti per diverse regioni gastriche o campioni derivati da pazienti.
- La variabilità della crescita tra organoidi derivati dall'antro e dal corpo gastrico deve essere considerata nella progettazione sperimentale.
Domande frequenti sulla biofarmaceutica
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
