Ontwikkeling en optimalisatie van een humaan hepatocellulair carcinoom-patiënt-afgeleid organoïdemodel voor potentiële doelidentificatie en ontdekking van geneesmiddelen
18 augustus 2023
We bieden een uitgebreid overzicht en verfijning van bestaande protocollen voor de vorming van hepatocellulair carcinoom (HCC), die alle stadia van de organoïdeteelt omvatten. Dit systeem dient als een waardevol model voor de identificatie van potentiële therapeutische doelwitten en de beoordeling van de effectiviteit van kandidaat-geneesmiddelen.
Ons lab heeft tot doel de moleculaire pathogenese van leverkanker te onderzoeken en nieuwe therapeutische doelen voor de ontwikkeling van geneesmiddelen te identificeren. We willen graag antwoord geven op de vraag hoe kanker ontstaat, uitzaait en vordert naar medicijntolerantie met behulp van nieuwe ziektemodellen zoals van patiënten afgeleide organoïden. De huidige experimentele uitdagingen liggen in twee aspecten.
Ten eerste is er een gebrek aan een volledige set protocollen voor het construeren van hepatocellulair carcinoomorganoïden voor het hele proces. Ten tweede is de grootte van gekweekte HCC-organoïden te klein voor latere experimentele verwerking. In dit protocol geven we de details van de geoptimaliseerde organoïdenkweek en de daaropvolgende overdrachts- en invriesprocedures, evenals de voorzorgsmaatregelen die tijdens alle procedures moeten worden genomen.
We optimaliseerden de samenstelling van het organoïdemedium voor organoïden met bijna de oorspronkelijke weefselkenmerken. We kunnen de evolutie van de tumor volgen met behulp van de van de patiënt afgeleide organoïden en proberen nieuwe moleculaire en therapeutische doelen voor HCC-behandeling te identificeren.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel biedt een gedetailleerd protocol voor de vorming van organoïden van hepatocellulair carcinoom (HCC), waarbij wordt ingegaan op de uitdagingen bij de kweek van organoïden. De verfijnde methoden zijn erop gericht de grootte en levensvatbaarheid van organoïden te verbeteren voor de identificatie van therapeutische doelwitten en het testen van geneesmiddelen.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Oncologie
- Celbiologie
Achtergrond
- Hepatocellulair carcinoom is een belangrijke doodsoorzaak door kanker.
- Huidige modellen voor het bestuderen van HCC zijn beperkt in hun effectiviteit.
- Patient-derived organoïden bieden een nieuwe benadering voor het bestuderen van leverkanker.
- Er is behoefte aan uitgebreide protocollen om de kweek van organoïden te optimaliseren.
Doel van de studie
- Om de moleculaire mechanismen van leverkanker te onderzoeken.
- Om nieuwe therapeutische doelwitten voor geneesmiddelenontwikkeling te identificeren.
- Om de omvang en functionaliteit van HCC-organoïden voor onderzoek te verbeteren.
Gebruikte methoden
- Ontwikkeling van een volledige set protocollen voor de constructie van HCC-organoïden.
- Optimalisatie van de kweekcondities voor organoïden.
- Procedures voor het overzetten en invriezen van organoïden.
- Voorzorgsmaatregelen tijdens het hanteren van organoïden.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle verfijning van protocollen voor de kweek van HCC-organoïden.
- Verbeterde grootte en levensvatbaarheid van organoïden voor experimenteel gebruik.
- Identificatie van sleutelfactoren die de groei van organoïden beïnvloeden.
- Verhoogd potentieel voor geneesscreening en doelwitidentificatie.
Conclusies
- De verfijnde protocollen bieden een robuust kader voor HCC-onderzoek.
- Patiënt-afgeleide organoïden kunnen de therapeutische ontdekking aanzienlijk versnellen.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op deze methoden om leverkanker verder te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Organoïdemodellen van hepatocellulair carcinoom (HCC), afgeleid van patiënten, vullen een kritisch gat in de translationele oncologie door de identificatie van ziekterevante targets en geneesmiddelenontwikkeling mogelijk te maken. Het geoptimaliseerde protocol ondersteunt de generatie van grote, genetisch representatieve organoïden, wat het voorspellende vertrouwen bij vroege therapeutische hypothese-testen vergroot. Deze mogelijkheid versterkt de triage van portfolio's en het beperken van risico's bij het overgangspunt van discovery naar preklinisch onderzoek.
Strategische toepassingen in BioPharma R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt onderzoek naar moleculaire mechanismen van HCC mogelijk in een patiëntrelevant systeem.
- Ondersteunt functionele validatie van kandidaat-targets met behulp van genetisch overeenkomende organoïden.
- Faciliteert mechanistische risicoreductie door het modelleren van tumorevolutie en drugstolerantie.
- Verbetert het voorspellend vertrouwen voor de selectie en prioritering van targets.
Screening & assayontwikkeling
- Biedt gestandaardiseerde, schaalbare organoïdculturen voor reproduceerbare screening van verbindingen.
- Levert kwantitatieve resultaten over de groei en levensvatbaarheid van organoïden voor de ontwikkeling van assays.
- Maakt de preparatie van gevalideerde biologische systemen mogelijk voor downstream evaluatie van geneesmiddelen.
- Ondersteunt het hergebruik van het platform over meerdere screeningscampagnes heen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt preklinische modellen uit met de tumorgenetica van de patiënt voor translationele continuïteit.
- Maakt risico-gecorrigeerde beslissingen over voortgang mogelijk op basis van ziekterelevante responsen.
- Faciliteert de ontdekking en validatie van biomarkers in een klinisch relevante context.
- Vermindert het biologische risico in een laat stadium door de drugrespons in organoïden te modelleren.
Integratie van Pijplijn & Workflow
Dit organoïde-protocol integreert processen van vroege ontdekking tot lead-identificatie en preklinische validatie, ter ondersteuning van hypothesetesten en het verminderen van risico's bij target-selectie in HCC-onderzoek.
- Discovery Biology: Maakt robuuste toetsing van de nulhypothese en pathway-verduidelijking mogelijk in een patiëntafgeleide context.
- Screening: Biedt reproduceerbare, kwantitatieve organoïde-assays voor de evaluatie van verbindingen.
- Analytics: Ondersteunt de meting van de grootte, levensvatbaarheid en respons van organoïden op interventies.
- Translationeel Onderzoek: Slaat een brug tussen de discovery- en preklinische fasen met genetisch gematchte ziektemodellen.
- Enterprise Hergebruik: Vestigt een herbruikbaar organoïde-platform voor voortdurende inspanningen op het gebied van target- en geneesmiddelenontwikkeling.
Operationele impact en impact op de organisatie
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij de validatie van HCC-targets.
- Operationele waarde: Standaardiseert organoïdculturen en assay-workflows voor reproduceerbaarheid en schaalbaarheid.
- Strategische waarde: Maakt onderbouwde go/no-go-beslissingen en kapitaalefficiënt portfoliomanagement mogelijk.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en het verder ontwikkelen van therapeutische programma's voor HCC.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in weefselverwerking, organoïdenkweek en moleculaire analyse.
- Heeft toegang nodig tot gespecialiseerde infrastructuur voor celkweek en analytische instrumentatie.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor de reproduceerbaarheid van protocollen en de vergelijkbaarheid van gegevens.
- Kan aanpassing vereisen voor verschillende tumor-subtypes of patiëntmonsters.
- Organoïdengrootte en -viabiliteit zijn gevoelig voor de matrixsamenstelling en hanteercondities.
