Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Eencelzaad menselijke intestinale organoïden voor organoïdeonderzoek

745 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/69265

⸱

6 februari 2026

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Anatomy, Graduate School of Medical Science, Brain Korea 21 Project, Yonsei University College of Medicine, 2Division of Gastroenterology and Hepatology, Department of Medicine, NYU Grossman School of Medicine, 3Division of Gastroenterology and Hepatology, Department of Medicine, University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, 4Department of Pathobiology, University of Pennsylvania Perelman School of Veterinary Medicine

In dit artikel

Samenvatting

We presenteren een protocol om eencelzaadige patiënt-afgeleide intestinale organoïden te genereren, waarmee gestandaardiseerde culturen worden geleverd die heterogeniteit verminderen en de reproduceerbaarheid verbeteren voor downstream assays en precisiegeneeskunde-toepassingen.

Samenvatting

Recente ontwikkelingen in organoïdetechnologie hebben de creatie mogelijk gemaakt van patiënt-afgeleide intestinale organoïden (PDIO's) die de structurele, functionele, genetische en epigenetische kenmerken van hun oorspronkelijke weefsels recapituleeren. Conventionele organoïden die door passage afgeleid zijn, leveren echter onvermijdelijk heterogene populaties op in grootte en aantal, wat leidt tot inconsistente resultaten, zelfs onder identieke omstandigheden. Om dit aan te pakken, werd een gestandaardiseerde aanpak opgesteld, hier aangeduid als "single cel-seeded PDIOs". Bij deze methode werden volwassen PDIO's enzymatisch gedissocieerd in enkele cellen en met een bepaald aantal in individuele putten van een 96-wellplaat geplaatst. Deze gecontroleerde zaaiing normaliseerde de grootte en het aantal PDIO's. In vergelijking met passage-afgeleide organoïden vertoonden enkelcelzaadige PDIO's een verminderde variabiliteit tussen de putjes in het aantal organoïden en intra-well-variabiliteit in organoïdegroottes, wat het mogelijk maakt de generatie-efficiëntie te bepalen en de reproduceerbaarheid van levensvatbaarheidstests verbetert. Bovendien is dit platform compatibel met downstream-analyse, waaronder transcriptomische analyse en eiwitexpressieprofilering. Gezamenlijk kan deze aanpak de experimentele consistentie verbeteren en een praktische basis bieden voor reproduceerbare PDIO-gebaseerde studies.

Inleiding

De menselijke darm is een zeer complex ecosysteem dat wordt gedefinieerd door fijn afgestelde interacties tussen darmmicrobiota, darmepitiheel en hetimmuunsysteem. Deze componenten behouden de intestinale homeostase via streng gereguleerde signaalnetwerken. Zo werkt de darmmicrobiota, bestaande uit meer dan tien biljoen microbiële organismen, samen met immuuncellen om de activiteit van het immuunsysteem te moduleren en een evenwichtige darmomgevingte behouden. Het intestinale epitheel speelt een cruciale rol bij het bemiddelen van deze microbiota-immuunsysteem crosstalk 3,4. Intestinale stamcellen (ISC's), de belangrijkste drijfveer van epitheelvernieuwing, regenereren en differentiëren continu tot gespecialiseerde celtypen, waaronder secretorische cellijnen (Paneth-cellen, bekercellen, entero-endocriene cellen en Tuft-cellen), absorptieve enterocyten en microfoldcellen 5,6. Samen vormen deze cellen een vitale fysieke barrière en functionele interface die de gastheer beschermt tegen ontstekingsprikkels.

In de afgelopen jaren zijn PDIO's uitgegroeid tot een krachtig platform in translationeel onderzoek7. Deze driedimensionale (3D) culturen worden gemaakt van ISC's die uit patiëntweefsels zijn geïsoleerd en worden onderhouden in een extracellulaire matrix zoals de extracellulaire matrix (ECM), samen met gedefinieerde groeifactoren die de ISC-niche 8,9 recapituleeren. Opmerkelijk is dat PDIO's de genetische en epigenetische eigenschappen van het donorweefsel behouden, waardoor duurzame uitbreiding en reproduceerbare experimenten mogelijk zijn. Sinds Sato et al. voor het eerst PDIO's ontwikkelden uit leucine-rijke, herhaaldelijke, G-eiwitgekoppelde receptor 5+ (Lgr5⁺) ISCs10, hebben latere studies essentiële groeifactoren geïdentificeerd voor de generatie en differentiatie van PDIO's, wat heeft geleid tot breed geadopteerde protocollen in laboratoria 11,12,13. De experimentele settings die worden gebruikt om PDIO's met kandidaatgeneesmiddelen te behandelen verschillen echter aanzienlijk tussen de studies en worden vaak onvoldoende beschreven: 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26, 27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44, 45,46,47. Bovendien worden PDIO's doorgaans door mechanische verstoornis doorgevoerd, wat resulteert in heterogeniteit in organoïdegrootte, morfologie en ruimtelijke ordening. Deze variabiliteit bemoeilijkt de nauwkeurige beoordeling van de responsiviteit van geneesmiddelen en de onderliggende moleculaire mechanismen. Om deze beperking aan te pakken, hebben recente studies PDIO's ontwikkeld die zijn afgeleid van single-cel-suspensie of gesorteerde single cells 45,48,49,50,51,52,53,54.

In dit artikel wordt als een van de complementaire en praktische methoden "single cel-zaad PDIO's" geïntroduceerd om gestandaardiseerde PDIO's te genereren uit een single-cell suspension met conventionele ECM en media, waardoor nauwkeurige en reproduceerbare assays mogelijk zijn. Kort gezegd werden enkele cellen geïsoleerd uit de rijpe PDIO's ingebed in ECM bij gedefinieerde celdichtheden, en de resulterende culturen werden gedurende 2 weken gemonitord terwijl aantal, grootte en morfologie werden gekwantificeerd. Omdat elke ECM-koepel is ingebed met een bekende celinput, is het aantal organoïden per put consistent, waardoor de generatie-efficiëntie kan worden berekend als een uitlezing van regeneratieve capaciteit in elke organoïdelijn49,54. Hoewel de koepelvormige matrigel grootteheterogeniteit veroorzaakt door de ruimtelijke gradiënt van Wnt3a-concentratie als gevolg van de inherente instabiliteit en beperkte diffusie55, is de groottevariabiliteit tussen de putjes in enkelcelzaaide PDIO's aanzienlijk lager dan bij passage-afgeleide organoïden 49,54. Deze aanpak kent echter nog steeds praktische beperkingen. Zonder fluorescentie-geactiveerde celsortering kunnen sommige organoïden worden gegenereerd uit doublets of triplets, wat resulteert in intrinsieke biologische heterogeniteit binnen PDIO's. Ook moet het optimale aantal afzonderlijke cellen empirisch worden bepaald voor elke organoïdelijn vanwege de gevarieerde generatie-efficiëntie. Ten slotte werden volledig gedifferentieerde single-cel-seeded PDIO's onderworpen aan downstream-analyses, waaronder kwantitatieve reverse transcription PCR (qRT-PCR), Western blot en immunohistochemie.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle materialen en reagentia die voor het experiment nodig zijn, staan vermeld in de Materiaaltabel.

1. Bereiding van reagentia en materialen

  1. Verwarm de kweekplaat van de organoïden meer dan 90 minuten in een broedmachine van 37 °C.
    OPMERKING: Het voorverwarmen van de kweekplaat helpt de ECM te verharden en de koepelvorm te behouden. 90 minuten is de minimale vereiste tijd voor ECM-polymerisatie. Het wordt sterk aanbevolen om het bord langer dan 12 uur voor te verwarmen.
  2. Gebruik organoïde groeimedium (EXP) aangevuld met 0,5% penicilline-streptomycine (PS) als organoïde kweekmedium.
  3. Voor differentiatie van enkelcelzaadige PDIO's wordt een differentiatiemedium (DIF) gebruikt dat bestaat uit een basaal medium aangevuld met groeifactoren (Tabel 1). Het basale medium bestaat uit geavanceerde DMEM/F12 aangevuld met 0,5% PS, 0,25% gentamicinesulfaat en 1% glutamine, samen met de volgende groeifactoren: Noggin (100 ng/mL), R-Spondin-1 (1 μg/mL), Wnt3a (100 ng/mL), epidermale groeifactor (EGF; 50 ng/mL), N-acetyl-L-cysteïne (1 mM), [Leu15]-gastrin I menselijk (10 nM), A 83-01 (500 nM), insuline-achtige groeifactor 1 (IGF-I; 200 ng/mL), fibroblastgroeifactor (FGF; 100 ng/mL) en B-27 supplement (1x) (Tabel 1).
    OPMERKING: PS en gentamicine zijn biologisch gevaarlijk en moeten worden behandeld met handschoenen en oogbescherming.
  4. Maak vers de celhersteloplossing (CRS), wasbuffer (DMEM hoge glucose met 1% BSA), 1 mM Y-27632, EXP en DIF, en bewaar het op ijs tot gebruik.
    OPMERKING: Laat EXP en DIF minstens 20 minuten in evenwicht komen tot kamertemperatuur voordat je toevoegt aan voorverwarmde kweekplaten.
  5. Ontdooi de ECM op ijs en zorg ervoor dat het altijd koud blijft.
    OPMERKING: ECM vereist ontdooien op ijs en moet altijd koud worden gehouden om voortijdige polymerisatie te voorkomen.
  6. Breng het enzymatische dissociatie-reagens in evenwicht tot kamertemperatuur. Verwarm het reagens vooraf in een 37 °C waterbad voordat je het aanbrengt.
    OPMERKING: Enzymatische dissociatiereagens is een irriterend middel en moet worden behandeld met geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen.

2. Ontdooien en terugwinnen van cryopgeconserveerde PDIO's

  1. Haal de cryoviale buis met organoïden uit de vloeibare stikstoftank. Maak de buisdop iets los en ontdooi in een waterbad van 37 °C gedurende 60-90 seconden.
    OPMERKING: Zet de buis direct over op ijs na het ontdooien.
  2. Voorbevochtig een breedboring pipettip met waspenger en breng de organoïden van de cryoviale buis over in een 50 mL buis.
  3. Spoel de cryovial af met 1 ml wasmiddel en doe de resterende inhoud over in de 50 ml buis. Herhaal deze spoelstap twee keer.
  4. Centrifugeer op 290 × g gedurende 7 minuten bij 4 °C. Zorg ervoor dat er een zichtbare pellet op de bodem van de buis ontstaat.
  5. Aspireer het supernatant.
  6. Suspensie in ECM met een breedke, voorbevochtigde pipettip.
  7. Dot ECM op een voorverwarmde 24-wells plaat en incubeer bij 37 °C gedurende 10 minuten.
    OPMERKING: Gebruik 30 μL ECM per put.
  8. Voeg EXP toe en omring de putten met steriel 1x fosfaatgereserveerd zoutoplossing (PBS) of gedestilleerd water.
    OPMERKING: Gebruik 500 μL EXP per put. De kweek in EXP werd aangevuld met 10 μM Y-27632 voor de eerste 3 dagen, daarna veranderd naar EXP zonder Y-27632.

3. Doorgeven van PDIO's

  1. Aspireer de verbruikte EXP.
  2. Voorbevochtig een breedboorde pipettip met wasbuffer, voeg 1 mL celdissociatiereagens toe om de ECM los te maken en breng de inhoud over in een 15 mL buis.
  3. Incubeer de buis op een wipstoel gedurende 10 minuten op kamertemperatuur.
  4. Centrifugeer op 300 × g gedurende 7 minuten bij 4 °C.
  5. Giet het supernatant over en voeg 1 ml wasbuffer toe. Opnieuw 20 keer opschorten.
  6. Voeg nog eens 1 ml wasbuffer toe, suss 20 keer opnieuw en doe het over in een 50 ml buis.
  7. Centrifugeer op 300 × g gedurende 7 minuten bij 4 °C.
  8. Aspireer het supernatant.
  9. Suspensie in ECM met een breedke, voorbevochtigde pipettip.
  10. Dot ECM op een voorverwarmde 24-wells plaat en incubeer bij 37 °C gedurende 10 minuten.
    OPMERKING: Gebruik 30 μL ECM per put.
  11. Voeg EXP toe en omring de putten met steriel 1x PBS of gedestilleerd water.
    OPMERKING: Gebruik 500 μL EXP per put. De kweek in EXP werd aangevuld met 10 μM Y-27632 voor de eerste 3 dagen, daarna veranderd naar EXP zonder Y-27632.

4. Enkelcelzaad-PDIO-cultuur

  1. Aspireer de verbruikte EXP.
    OPMERKING: Afvalstoffen met antibiotica (bijvoorbeeld gebruikt medium met PS of gentamicine) moeten vóór verwijdering worden geautoclaveerd.
  2. Was met 1 ml steriel 1x PBS.
  3. Voorbevochtig een breedgebore pipettip met wasdemper, voeg 300 μL CRS toe om ECM los te maken en breng de inhoud over in een 50 mL buis.
  4. Centrifugeer op 300 × g gedurende 5 minuten bij 4 °C (Figuur 1A).
  5. Aspireer het supernatant, voeg 3 ml wasbuffer toe en doe het 20 keer opnieuw op.
    OPMERKING: Deze stap verstoort mechanisch de organoïden.
  6. Centrifugeer op 300 × g gedurende 5 minuten bij 4 °C (Figuur 1B).
  7. Aspireer het supernatant en voeg 5 mL voorverwarmde enzymatische dissociatiereagens toe met 10 μM Y-27632. Draai 2-3 keer en incubeer in een bad van 37 °C gedurende 20 minuten, waarbij je de tube elke 5 minuten schudt.
    OPMERKING: Afvalaggregaten verschijnen meestal binnen 10 minuten na de incubatie. Beperk de totale behandeling van het enzymatische dissociatie-reagens tot minder dan 20 minuten. Niet langer dan 25 minuten, want overdigestie vermindert de opbrengst en levensvatbaarheid van enkele cellen aanzienlijk.
  8. Voeg 10 mL DMEM met een hoge glucose toe.
  9. Centrifugeer op 300 × g gedurende 5 minuten op 4 °C (Figuur 1C).
  10. Aspiraat het supernatant en voeg 1 ml wasdemper toe. Opnieuw 20 keer opschorten.
    OPMERKING: Afvalstoffen die enzymatisch dissociatiereagens bevatten, moeten afzonderlijk worden verzameld en geïnactiveerd met 0,5-1% bleekmiddel gedurende ten minste 30 minuten voordat het wordt afgevoerd volgens de institutionele bioveiligheidsrichtlijnen.
  11. Filter door een 40 μm celfilter in een nieuwe 50 mL buis (Figuur 1D).
    OPMERKING: Deze stap is cruciaal voor het isoleren van enkele cellen uit de volwassen organoïden. Een 40 μm celfilter moet worden gebruikt om enkele cellen te isoleren.
  12. Tel cellen met trypan blauw. Breng het berekende volume over naar een 1,5 mL buis.
    OPMERKING: Plaat 3.000-4.000 cellen per put in een voorverwarmde plaat met 96 putten.
  13. Centrifugeer op 300 × g gedurende 5 minuten bij 4 °C (Figuur 1E).
  14. Verwijder het bovenliggende middel met een pipet.
  15. Sussief de cellen opnieuw in ECM (100-500 cellen/μL) met een breedke, voorbevochtigde pipettip.
  16. Dot ECM in een voorverwarmde plaat met 96 putten en incubeer bij 37 °C gedurende 10 minuten.
    OPMERKING: Gebruik 10 μL ECM per put.
  17. Voeg DIF toe aan de putten. Omring de putten met steriel 1x PBS of gedestilleerd water.
    OPMERKING: Gebruik 150 μL DIF per put. Kweek in DIF werd aangevuld met 10 μM Y-27632 gedurende 3 dagen, daarna veranderd naar DIF zonder Y-27632. Verander het medium elke 3 dagen en houd het in totaal 10 dagen vol.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Om enkelcellige PDIO's te genereren, werden mucosale knijpbiopten van het terminale ileum en de opstijgende dikke darm verzameld van gezonde proefpersonen tijdens surveillancecoloscopie met 2,8 mm standaardbiopsiepincetten, onder de NYU Grossman School of Medicine Institutional Review Board (Mucosal Immune Profiling in Patients with Inflammatory Bowel Disease; S12-01137). Vervolgens werden enkelcelzaadde PDIO's gegenereerd door 6.000 cellen geïsoleerd van volwassen PDIO's in de ECM te di...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

PDIO's bieden enorme mogelijkheden voor precisie-ziektemodellering, medicijnscreening en regeneratieve geneeskunde, omdat ze het genetische en epigenetische landschap van individuele patiënten trouw behouden. Hun praktische toepassingen worden echter vaak belemmerd door moeilijkheden bij het standaardiseren van organoïdegeneratie en karakterisering. Om deze uitdagingen te overwinnen, is in recente studies 45,48,49,50,51,52,53,544 een benadering geïntroduceerd waarbij PDIO's zijn afgeleid...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Jordan E. Axelrad heeft onderzoeksbeurzen ontvangen van BioFire Diagnostics, Genentech, Janssen en Takeda; adviesvergoedingen, honorarium of adviesraadsvergoedingen van AbbVie, Abivax, Adiso, Biomerieux, Bristol-Myers Squibb, Celltrion, Ferring, Fresenius, Janssen, Merck, Pfizer, Sanofi, Takeda en Vedanta. K.C. is uitvinder op het Amerikaanse patent 10.722.600 en voorlopige patenten 62/935.035 en 63/157.225.

Dankbetuigingen

Dit werk werd deels ondersteund door de National Research Foundation of Korea (NRF) subsidie gefinancierd door de Koreaanse overheid (MSIT) (RS-2025-00557588, RS-2024-00411768, RS-2025-18362970 en RS-2025-02214844, Kyung Ku Jang); een subsidie van het Korea Health Technology R&D Project via het Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), gefinancierd door het Ministerie van Volksgezondheid en Welzijn, Republiek Korea (RS-2024-00406488, Kyung Ku Jang); National Institutes of Health (NIH) subsidie DK093668 (Ken Cadwell); K23DK124570 (Jordan E. Axelrad); Crohn's & Colitis Stichting (Jordan E. Axelrad). De financiers hadden geen rol in het ontwerp van de studie, het verzamelen en analyseren van gegevens, de beslissing om te publiceren of de voorbereiding van het manuscript.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
[Leu15]-Gastrin I humanSigma-AldrichG91450-0.1 mg
15 mL conische buisSPL50015
20X PBS, pH 7.4BiosesangP2007-7.4
50 mL conische buisSPL50050
A 83-01Tocris2939-10 mg
Advanced DMEM/F-12Gibco12634010
Axygen 1000 µL pipettetips, breed, helder, niet sterielAxygenT-1005-WB-C
Axygen 200 µL pipettetips, breed, helder, niet sterielAxygenT-205-WB-C
B-27 supplement (50X) serumvrijGibco17504044
Bovine serum albumineRoche10735078001
Corning 96-well heldere polystyreen microplatesCorning3599
Corning celrecuperatieoplossingCorning354253
Corning ECM Matrix (Corning Matrigel) Corning356231
Costar 24-well heldere TC-behandelde meervoudige putjesplatenCorning3526
DMEM hoge glucose met stabiele glutamine met natriumpyruvaatBiowestL0103-500
GentamicineGibco15750060
Gentle cell dissociation reagentStemcell100-0485
Human FGF-basic (FGF-2/bFGF) (154 aa) recombinant eiwitGibco100-18B-100UG
Human IGF-I, diervrij recombinant eiwitGibcoAF-100-11-500UG
Human Noggin eiwitAcrobiosystemNON-H5219-1mg
Human R-Spondin 1 / RSPO1 (21-146) eiwitAcrobiosystemRS6-H4220-1mg
IntestiCult Organoid Growth Medium (Human)Stemcell6010
L-glutamine 100XBiowestX0550-100
Muis EGF recombinant eiwitGibco315-09-100UG
N-acetyl-L-cysteïneSigma-AldrichA9165-5 g
Penicilline-streptomycine oplossing 100XBiowestl0022-100
Recombinant human Wnt3a surrogaatAcrobiosystemWNE-W5253-50ug
TrypLE (enzymatische dissociatie reagent) express enzym (1X), geen fenol rood Gibco12604013
Y-27632 dihydrochlorideTocris1254-10MG

Referenties

  1. Kaiko, G. E., Stappenbeck, T. S. Host-microbe interactions shaping the gastrointestinal environment. Trends Immunol. 35 (11), 538-548 (2014).
  2. Zheng, D., Liwinski, T., Elinav, E. Interaction between microbiota and immunity in health and disease. Cell Res. 30 (6), 492-506 (2020).
  3. Liebing, E., Krug, S. M., Neurath, M. F., Siegmund, B., Becker, C. Wall of Resilience: How the Intestinal Epithelium Prevents Inflammatory Onslaught in the Gut. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 19 (2), 101423(2025).
  4. Soderholm, A. T., Pedicord, V. A. Intestinal epithelial cells: at the interface of the microbiota and mucosal immunity. Immunology. 158 (4), 267-280 (2019).
  5. Peterson, L. W., Artis, D. Intestinal epithelial cells: Regulators of barrier function and immune homeostasis. Nat Rev Immunol. 14 (3), 141-153 (2014).
  6. van der Flier, L. G., Clevers, H. Stem cells, self-renewal, and differentiation in the intestinal epithelium. Annu Rev Physiol. 71, 241-260 (2009).
  7. Lucafò, M., et al. Patient-derived organoids for therapy personalization in inflammatory bowel diseases. World J Gastroenterol. 28 (24), 2636-2653 (2022).
  8. Zhao, Z., et al. Organoids. Nat Rev Methods Primers. 2, (2022).
  9. Parente, I. A., Chiara, L., Bertoni, S. Exploring the potential of human intestinal organoids: Applications, challenges, and future directions. Life Sci. 352, 122875(2024).
  10. Sato, T., et al. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature. 459 (7244), 262-265 (2009).
  11. Sato, T., et al. Long-term expansion of epithelial organoids from human colon, adenoma, adenocarcinoma, and Barrett's epithelium. Gastroenterology. 141 (5), 1762-1772 (2011).
  12. Miyoshi, H., Stappenbeck, T. S. In vitro expansion and genetic modification of gastrointestinal stem cells in spheroid culture. Nat Protoc. 8 (12), 2471-2482 (2013).
  13. Fujii, M., et al. Human intestinal organoids maintain self-renewal capacity and cellular diversity in niche-inspired culture condition. Cell Stem Cell. 23 (6), 787-793.e6 (2018).
  14. An, S., Huh, H., Ko, J. S., Moon, J. S., Cho, K. Y. Establishment and characterization of patient-derived intestinal organoids from pediatric Crohn's disease patients. Pediatr Gastroenterol Hepatol Nutr. 27 (6), 355-363 (2024).
  15. d'Aldebert, E., et al. Characterization of human colon organoids from inflammatory bowel disease patients. Front Cell Dev Biol. 8, 363(2020).
  16. Arnauts, K., et al. Ex vivo mimicking of inflammation in organoids derived from patients with ulcerative colitis. Gastroenterology. 159 (4), 1564-1567 (2020).
  17. Deleu, S., et al. High acetate concentration protects intestinal barrier and exerts anti-inflammatory effects in organoid-derived epithelial monolayer cultures from patients with ulcerative colitis. Int J Mol Sci. 24 (1), (2023).
  18. Dennison, T. W., et al. Patient-derived organoid biobank identifies epigenetic dysregulation of intestinal epithelial MHC-I as a novel mechanism in severe Crohn's Disease. Gut. 73 (9), 1464-1477 (2024).
  19. Ding, W., Marx, O. M., Mankarious, M. M., Koltun, W. A., Yochum, G. S. Disease severity impairs generation of intestinal organoid cultures from inflammatory bowel disease patients. J Surg Res. 293, 187-195 (2024).
  20. Dotti, I., Mayorgas, A., Salas, A. Generation of human colon organoids from healthy and inflammatory bowel disease mucosa. PLoS One. 17 (10), e0276195(2022).
  21. Ferrer-Picón, E., et al. Intestinal inflammation modulates the epithelial response to butyrate in patients with inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis. 26 (1), 43-55 (2020).
  22. Gopalakrishnan, S., et al. Comprehensive protocols for culturing and molecular biological analysis of IBD patient-derived colon epithelial organoids. Front Immunol. 14, 1097383(2023).
  23. Hammoudi, N., et al. Autologous organoid co-culture model reveals T cell-driven epithelial cell death in Crohn's Disease. Front Immunol. 13, 1008456(2022).
  24. Jurickova, I., et al. Eicosatetraynoic acid and butyrate regulate human intestinal organoid mitochondrial and extracellular matrix pathways implicated in Crohn's disease strictures. Inflamm Bowel Dis. 28 (7), 988-1003 (2022).
  25. Kakni, P., Truckenmüller, R., Habibović, P., van Griensven, M., Giselbrecht, S. A Microwell-based intestinal organoid-macrophage co-culture system to study intestinal inflammation. Int J Mol Sci. 23 (23), (2022).
  26. Karakasheva, T. A., et al. Patient-derived colonoids from disease-spared tissue retain inflammatory bowel disease-specific transcriptomic signatures. Gastro Hep Adv. 2 (6), 830-842 (2023).
  27. Kawamoto, A., et al. Ubiquitin D is upregulated by synergy of notch signalling and TNF-α in the inflamed intestinal epithelia of IBD patients. J Crohns Colitis. 13 (4), 495-509 (2019).
  28. Kelsen, J. R., et al. Colonoids from patients with pediatric inflammatory bowel disease exhibit decreased growth associated with inflammation severity and durable upregulation of antigen presentation genes. Inflamm Bowel Dis. 27 (2), 256-267 (2021).
  29. Lee, C., et al. Intestinal epithelial responses to IL-17 in adult stem cell-derived human intestinal organoids. J Crohns Colitis. 16 (12), 1911-1923 (2022).
  30. Matsuzawa-Ishimoto, Y., et al. An intestinal organoid-based platform that recreates susceptibility to T-cell-mediated tissue injury. Blood. 135 (26), 2388-2401 (2020).
  31. Matsuzawa-Ishimoto, Y., et al. The γδ IEL effector API5 masks genetic susceptibility to Paneth cell death. Nature. 610 (7932), 547-554 (2022).
  32. Murthy, S., et al. Single-cell transcriptomics of rectal organoids from individuals with perianal fistulizing Crohn's disease reveals patient-specific signatures. Sci Rep. 14 (1), 26142(2024).
  33. Nanki, K., et al. Somatic inflammatory gene mutations in human ulcerative colitis epithelium. Nature. 577 (7789), 254-259 (2020).
  34. Niklinska-Schirtz, B. J., et al. Ileal derived organoids from Crohn's disease patients show unique transcriptomic and secretomic signatures. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 12 (4), 1267-1280 (2021).
  35. Nishimura, R., et al. Establishment of a system to evaluate the therapeutic effect and the dynamics of an investigational drug on ulcerative colitis using human colonic organoids. J Gastroenterol. 54 (7), 608-620 (2019).
  36. Rees, W. D., et al. Enteroids derived from inflammatory bowel disease patients display dysregulated endoplasmic reticulum stress pathways, leading to differential inflammatory responses and dendritic cell maturation. J Crohns Colitis. 14 (7), 948-961 (2020).
  37. Sarvestani, S. K., et al. Induced organoids derived from patients with ulcerative colitis recapitulate colitic reactivity. Nat Commun. 12 (1), 262(2021).
  38. Skovdahl, H. K., et al. Patient derived colonoids as drug testing platforms-critical importance of oxygen concentration. Front Pharmacol. 12, 679741(2021).
  39. Suzuki, K., et al. Single cell analysis of Crohn's disease patient-derived small intestinal organoids reveals disease activity-dependent modification of stem cell properties. J Gastroenterol. 53 (9), 1035-1047 (2018).
  40. Tindle, C., et al. A living organoid biobank of patients with Crohn's disease reveals molecular subtypes for personalized therapeutics. Cell Rep Med. 5 (10), 101748(2024).
  41. Tsuchiya, M., et al. Functional analysis of isoflavones using patient-derived human colonic organoids. Biochem Biophys Res Commun. 542, 40-47 (2021).
  42. Vanhove, W., et al. Biopsy-derived intestinal epithelial cell cultures for pathway-based stratification of patients with inflammatory bowel disease. J Crohns Colitis. 12 (2), 178-187 (2018).
  43. Xu, P., et al. Interleukin-28A induces epithelial barrier dysfunction in CD patient-derived intestinal organoids. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 320 (5), G689-G699 (2021).
  44. Ko, C. Y., et al. Alleviative Effect of alpha-lipoic acid on cognitive impairment in high-fat diet and streptozotocin-induced type 2 diabetic rats. Front Aging Neurosci. 13, 774477(2021).
  45. Jang, K. K., et al. Tofacitinib uptake by patient-derived intestinal organoids predicts individual clinical responsiveness. Gastroenterology. 167 (7), 1453-1456.e5 (2024).
  46. Lee, C., Hong, S. N., Kim, E. R., Chang, D. K., Kim, Y. H. Epithelial regeneration ability of Crohn's disease assessed using patient-derived intestinal organoids. Int J Mol Sci. 22 (11), (2021).
  47. Laudadio, I., et al. Characterization of patient-derived intestinal organoids for modelling fibrosis in Inflammatory Bowel Disease. Inflamm Res. 73 (8), 1359-1370 (2024).
  48. Marinucci, M., et al. Standardizing patient-derived organoid generation workflow to avoid microbial contamination from colorectal cancer tissues. Front Oncol. 11, 781833(2021).
  49. Lin, X., et al. IL-17RA-signaling in Lgr5(+) intestinal stem cells induces expression of transcription factor ATOH1 to promote secretory cell lineage commitment. Immunity. 55 (2), 237-253.e8 (2022).
  50. Miller, D. S., Talbot, C. A., Simpson, W., Korey, A. A comparison of naproxen sodium, acetaminophen and placebo in the treatment of muscle contraction headache. Headache. 27 (7), 392-396 (1987).
  51. Yang, L., et al. A tunable human intestinal organoid system achieves controlled balance between self-renewal and differentiation. Nat Commun. 16 (1), 315(2025).
  52. Abdulla, N., Aronson, R., Plessis, T. D., Bebington, B., Kaur, M. Protocol for the establishment and characterization of South African patient-derived intestinal organoids. STAR Protoc. 6 (3), 103970(2025).
  53. Kang, S., Lee, M. R., Choi, W., Kong, S. Y., Kim, Y. H. Protocol for generation and utilization of patient-derived organoids from multimodal specimen. STAR Protoc. 6 (3), 104039(2025).
  54. Zhou, C., et al. Epigenetic reprogramming alters intestinal stem cell fate in pouchitis. bioRxiv. , (2025).
  55. Shin, W., et al. Spatiotemporal gradient and instability of Wnt induce heterogeneous growth and differentiation of human intestinal organoids. iScience. 23 (8), 101372(2020).
  56. Jang, K. K., et al. Variable susceptibility of intestinal organoid-derived monolayers to SARS-CoV-2 infection. PLoS Biol. 20 (3), e3001592(2022).
  57. He, G. W., et al. Optimized human intestinal organoid model reveals interleukin-22-dependency of paneth cell formation. Cell Stem Cell. 29 (9), 1333-1345.e6 (2022).
  58. Watanabe, K., et al. A ROCK inhibitor permits survival of dissociated human embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 25 (6), 681-686 (2007).
  59. Sockell, A., et al. A microwell platform for high-throughput longitudinal phenotyping and selective retrieval of organoids. Cell Syst. 14 (9), 764-776.e6 (2023).
  60. Saito, T., Amako, J., Watanabe, T., Shiraki, N., Kume, S. Human pluripotent stem cell-derived intestinal organoids for pharmacokinetic studies. Eur J Cell Biol. 104 (2), 151489(2025).
  61. Velasco, V., Shariati, S. A., Esfandyarpour, R. Microtechnology-based methods for organoid models. Microsyst Nanoeng. 6, 76(2020).
  62. Kakni, P., et al. Intestinal organoid culture in polymer film-based microwell arrays. Adv Biosyst. 4 (10), e2000126(2020).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

Enkelvoudige celuitzaaiingpatiëntafgeleide organoïdenorganoïdevariabiliteitorganoïdereproduceerbaarheidorganoïde-viabiliteitsassayefficiëntie van organoïdegeneratietranscriptomische analyseeiwitexpressieprofilering
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.