$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
To badanie ustanawia standaryzowany protokół narażenia na kadm i testów żywotności ATP z wykorzystaniem CO w celu oceny wpływu kadmu na żywotność organoidalną. Protokół ten specyficznie optymalizuje kroki dysocjacji organoidalnej i sadzenia w 96-dołkowej płytce, aby poprawić powtarzalność eksperymentu oraz stabilność kolejnych wyników testów ATP. Chociaż bieżący protokół eksperymentalny koncentruje się głównie na utworzeniu 3D modelu organoidalnego raka jelita grubego do oceny toksyczności Cd, rozległe badania wykazały, że tradycyjne 2D kultury komórek i 3D modele organoidalne różnią się znacznie pod względem reakcji na leki, interakcji komórka-komórka, struktury tkankowej i profili toksykologicznych. W porównaniu z 2D monowarstwami, organoidalne wierniej odzwierciedlają przestrzenną architekturę, heterogeniczność komórkową i podobne do in vivo mikrośrodowisko nowotworów, oferując wyższą fizjologiczną istotność. Ze względu na brak złożonych interakcji komórka-komórka i komórka-macierz pozakomórkowa (ECM), reakcja 2D kultur na narażenie na metale ciężkie może niedokładnie uchwycić prawdziwe toksykologiczne procesy in vivo16. Z kolei model CO ustanowiony w tym badaniu skutecznie symuluje trójwymiarową dynamikę wzrostu tkanek nowotworowych, zapewniając bardzo istotną fizjologicznie platformę do oceny toksyczności indukowanej przez Cd.
Podczas przesadzania organoidalnego, czas dysocjacji był ściśle utrzymywany na poziomie około 10 min. Ta optymalizacja zapobiega niekompletnej dysocjacji, która prowadzi do zbyt dużych agregatów komórkowych, a także unika nadmiernej dysocjacji, która daje nadmierną liczbę pojedynczych komórek. Precyzyjnie kontrolując stopień dysocjacji, osiągnęliśmy stosunkowo jednolite struktury organoidalne, poprawiając spójność kolejnych obróbek farmakologicznych i testów żywotności ATP.
Zastosowano wysokowydajny system hodowli 96-dołkowej i standaryzowano objętość matrycy podstawowej membrany do 6 μL na dołek. Ta standaryzacja minimalizuje różnice między dołkami, zapewniając jednolitą gęstość organoidalną i cechy wzrostu we wszystkich dołkach, co ostatecznie poprawia powtarzalność eksperymentu i porównywalność danych. Łącząc testy świecenia ATP z analizami krzywych dawki-odpowiedź za pomocą statystycznego oprogramowania do analizy danych, osiągnięto mocną ilościową ocenę zmian żywotności organoidalnej po ekspozycji na Cd. W sumie, to badanie ustanawia wysoce powtarzalny protokół eksperymentalny dla zastosowania modeli organoidalnych w toksykologii środowiskowej i narażenia na metale ciężkie.
Podczas hodowli CO, dokładne mieszanie pelletu krypt z matrycą podstawowej membrany jest kluczowy, aby zapewnić właściwe tworzenie się CO i stabilny wzrost. Proporcja matrycy podstawowej membrany powinna być utrzymywana powyżej 70% (objętość matrycy podstawowej membrany > 70%). Zalecane objętości matrycy podstawowej membrany to 6 μL na dołek dla płytek 96-dołkowych, 20 μL na dołek dla płytek 48-dołkowych i 25 μL na dołek dla płytek 24-dołkowych. Po polimeryzacji matrycy dodaj do dołków odpowiednie objętości: 100 μL na dołek dla płytek 96-dołkowych, 300 μL na dołek dla płytek 48-dołkowych i 500 μL na dołek dla płytek 24-dołkowych. Należy uważać, aby uniknąć bezpośredniego pipetowania medium na kopułki matrycy podstawowej membrany, ponieważ może to zakłócić trójwymiarową architekturę. Aby zachować stabilność fenotypowo-genetyczną, to badanie ograniczało użycie organoidalnego raka jelita grubego do maksymalnie 4 przesadzek.
Kiedy krypty lub CO osiągają średnicę około 600 μm lub wykazują ciemnienie i zahamowanie wzrostu, przesadzanie powinno zostać wykonane szybko, aby umożliwić późniejsze analizy wrażliwości. Podczas enzymatycznej dysocjacji CO, trawienie powinno być monitorowane pod mikroskopem. Jeśli CO nie są wystarczająco rozdysocjowane na małe skupienia komórek lub pojedyncze komórki, czas trawienia może być stopniowo przedłużany w oparciu o wielkość organoidalną i stan dysocjacji. Długotrwałego trawienia w jednym kroku należy unikać, aby zminimalizować ryzyko nadmiernego trawienia i utraty żywotności komórek.
Oblicz względną żywotność dla każdego dołka używając poniższego równania i użyj średniego procentu z powtórzonych dołków jako wartości odpowiedzi dla każdego stężenia

Test bioluminescencji ATP opiera się na katalizowanej przez świetlikę ogniową oksydacja D-lucyferyny, która powoduje emisję fotonów. Dzięki swojej wysokiej czułości, kompatybilności z wysokowydajnymi formatami płytkowymi i dostępności standaryzowanych komercyjnych zestawów, ta metoda została szeroko zastosowana do wstępnego przesiewania toksyczności w modelach organoidalnych17.
Muszą być brane pod uwagę liczne czynniki zakłócające