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 bestudeert de erfelijke oorzaken van maagkanker, met de nadruk 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 bovenmaagdarmendoscopie, waarbij verschillen in groeisnelheden worden aangetoond tussen organoïden afgeleid van het antrum en het corpus van de maag.
Belangrijkste studiecomponenten
Onderzoeksgebied
- Erfelijke oorzaken van maagkanker
- Generatie van maagorganoïden
- Standaardisatie van biologische technieken
Achtergrond
- Erfelijke diffuus maagkanker en genetische varianten
- Gebruik van organoïden in gastro-enterologisch onderzoek
- Gestandaardiseerde protocollen voor de ontwikkeling van maagorganoïden
Gebruikte methoden
- Isolatie van enkelvoudige cellen uit gastrische weefselbiopten
- Patiëntafgeleide gastrische organoïden als biologisch model
- Protocollen voor celdigestie en het uitplaten in culturen
Belangrijkste resultaten
- Organoïden uit antrale biopsieweefsels vertonen een grotere omvang en groeisnelheid vergeleken met organoïden uit lichaamsweweefsel
- Significante variaties in de morfologie van organoïden tussen verschillende patiënten
- Gestandaardiseerde methoden maken een betrouwbare vergelijking van de groei van organoïden mogelijk
Conclusies
- De studie stelt een betrouwbare methode vast voor het genereren van maagorganoïden, wat toekomstig onderzoek naar maagkanker ondersteunt.
- De bevindingen benadrukken het belang van de weefselherkomst voor de groei van organoïden, wat cruciaal is voor de reproduceerbaarheid van experimenten.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
De gestandaardiseerde generatie en kwantificering van patiëntafgeleide gastrische organoïden uit single-cell digesten voorziet in een kritieke behoefte aan reproduceerbare, ziekterelevante in vitro modellen voor vroege ontdekking en translationeel onderzoek. Dit protocol maakt een betrouwbare vergelijking mogelijk van de organoïdegroei uit verschillende gastrische regio's, wat bijdraagt aan mechanistische risicoreductie en voorspellend vertrouwen in workflows voor targetvalidatie. De aanpak verbetert de besluitvorming binnen portfolio's door robuuste, schaalbare systemen te bieden voor functionele analyse van de gastrische biologie en pathologie.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt functionele beoordeling van de biologie van het maagepitheel mogelijk met behulp van systemen afgeleid van patiënten.
- Ondersteunt mechanistische risicoreductie door groeidynamiek tussen organoïden afgeleid van het antrum en het corpus te onderscheiden.
- Faciliteert gestandaardiseerde hypothesetoetsing over verschillende patiëntenmonsters en weefselherkomsten.
- Biedt een reproduceerbaar platform voor het evalueren van genetische en fenotypische variabiliteit.
Screening & Assayontwikkeling
- Levert gevalideerde, kwantificeerbare organoïdculturen voor de verdere ontwikkeling van assays.
- Waarborgt reproduceerbaarheid door gestandaardiseerde single-cell seeding en groeikwantificering.
- Maakt betrouwbare vergelijking van compound-effecten mogelijk tussen organoïden uit verschillende maagregio's.
- Ondersteunt schaalbaarheid en hergebruik van het platform voor high-content screening-toepassingen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt in vitro-modellen uit met ziekterelevant maagweefsel voor translationele continuïteit.
- Maakt risico-gecorrigeerde voortgang mogelijk door regio-specifieke groei en morfologie te onthullen.
- Ondersteunt de ontdekking en validatie van biomarkers in patiënt-gematchte organoïdesystemen.
- Biedt continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie met behulp van gestandaardiseerde PDO's.
Pipeline- en workflowintegratie
Dit protocol positioneert gastrische PDO's als een fundamenteel instrument, van vroege ontdekking tot preklinisch onderzoek, waardoor hypothesegestuurde studies en functionele validatie in ziekterelevante systemen mogelijk worden.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing en het verduidelijken van signaalpaden met behulp van gestandaardiseerde patiëntafgeleide organoïden.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantificeerbare resultaten voor de gereedheid van assays en de evaluatie van verbindingen.
- Analytics: Maakt kwantitatieve meting van het aantal, de grootte en de morfologie van organoïden mogelijk voor comparatieve analyse.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen discovery-onderzoek en preklinisch werk door patiëntspecifieke gastrische biologie te modelleren.
- Enterprise-hergebruik: Vestigt een schaalbaar, gestandaardiseerd platform voor herhaaldelijk gebruik binnen R&D-programma's.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij de modellering van maagziekten.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare en schaalbare workflows voor de generatie van organoïden.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen en kapitaalefficiëntie door robuuste biologische validatie mogelijk te maken.
- Impact op de portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en de verdere ontwikkeling van programma's voor maagziekten.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in weefselverwerking, isolatie van enkelvoudige cellen en organoïedkweektechnieken.
- Toegang tot weefselkweekinfrastructuur en kwantitatieve beeldvormings- of meetinstrumenten is noodzakelijk.
- Standaardisatie van zaaidichtheid en groeikwantificeringsprotocollen tussen verschillende teams is vereist.
- Aanpassing voor verschillende maagregio's of patiëntafgeleide monsters kan noodzakelijk zijn.
- Groeivariabiliteit tussen organoïden afgeleid van het antrum en het corpus moet worden meegewogen in het experimentele ontwerp.
Veelgestelde vragen over biopharma
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
