Vaststelling en karakterisering van van patiënten afgeleide maagorganoïden uit biopsieën van goedaardig maaglichaam en antraal epitheel
26 januari 2024
Organoïden die afkomstig zijn van maagpatiënten worden steeds vaker gebruikt in onderzoek, maar formele protocollen voor het genereren van menselijke maagorganoïden uit eencellige digesten met gestandaardiseerde zaaidichtheid ontbreken. Dit protocol presenteert een gedetailleerde methode voor het betrouwbaar maken van maagorganoïden uit biopsieweefsel dat is verkregen tijdens de bovenste endoscopie.
Ons onderzoek richt zich op erfelijke oorzaken van maagkanker. In het bijzonder zijn we geïnteresseerd in erfelijke diffuse maagkanker als gevolg van ziekteverwekkende varianten in het CDH1- of CTNNA1-gen. We onderzoeken ook de rol van BRCA1 en BRCA2 in het risico op maagkanker en carcinogenese.
Organoïden worden steeds vaker gebruikt in verschillende onderzoeksdomeinen en gastro-enterologie is daarop geen uitzondering, dus hiermee komt de behoefte aan standaardisatie van deze technieken om deze organoïden te genereren, in het bijzonder van patiënten afgeleide maagorganoïden. Ons protocol biedt een stapsgewijze methode om op betrouwbare wijze maagorganoïden van patiënten te genereren uit biopsieën van zowel de antrale als de lichaamsdelen van de maag. In het bijzonder gebruiken we een single-cell digest-benadering om gestandaardiseerde seeding van cellen mogelijk te maken in een poging om betrouwbare vergelijkingen te maken tussen organoïden die zijn gegenereerd door verschillende patiënten.
Onze bevindingen tonen aan dat in vergelijking met van patiënten afgeleide maagorganoïden uit het lichaamsgebied van de maag, die uit het antrale gebied in de loop van 20 dagen na het eerste zaaien talrijker en groter worden. Met deze bevindingen moet rekening worden gehouden door onderzoekers die maagorganoïden willen gebruiken die zijn afgeleid van verschillende delen van de maag.
Overzicht
Dit onderzoek onderzoekt de erfelijke oorzaken van maagkanker, met een focus op varianten in de CDH1 en CTNNA1 genen. De studie presenteert een betrouwbaar protocol voor het genereren van patiënt-afgeleide maagorganoïden uit biopsieweefsels verkregen tijdens een bovenendoscopie, waarbij verschillen in groeisnelheden tussen organoïden afkomstig uit de antrale en lichaamsregio's van de maag worden aangetoond.
Belangrijkste Onderzoekscomponenten
Onderzoeksgebied
- Erfelijke oorzaken van maagkanker
- Generatie van maagorganoïden
- Standaardisatie van biologische technieken
Achtergrond
- Erfelijke diffuse maagkanker en genetische varianten
- Gebruik van organoïden in gastro-enterologisch onderzoek
- Gestandaardiseerde protocollen voor de ontwikkeling van maagorganoïden
Gebruikte Methoden
- Isolatie van enkele cellen uit maagweefselbiopsies
- Patiënt-afgeleide maagorganoïden als het biologische model
- Celdigestie en uitzaaiingsprotocollen in cultuur
Belangrijkste Resultaten
- Organoïden uit antrale biopsieweefsels vertonen een grotere grootte en groeisnelheden in vergelijking met die uit lichaamsweefsel
- Significante variaties in organoïdmorfologie tussen verschillende patiënten
- Gestandaardiseerde methoden maken betrouwbare vergelijking van organoïdgroei mogelijk
Conclusies
- De studie stelt een betrouwbare methode vast voor het genereren van maagorganoïden, wat toekomstig onderzoek naar maagkanker ondersteunt.
- De bevindingen benadrukken de belangrijkheid van weefseloorsprong op organoïdgroei, wat cruciaal is voor experimentele reproduceerbaarheid.
Veelgestelde Vragen
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
