Получение почечных органоидов в суспензии из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток
September 1st, 2023
Этот протокол представляет собой комплексный и эффективный метод получения почечных органоидов из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) с использованием условий суспензионного культивирования. Основной акцент в этом исследовании делается на определении начальной плотности клеток и концентрации агонистов WNT, что приносит пользу исследователям, заинтересованным в исследовании органоидов почек.
В нашем исследовании представлен комплексный и эффективный метод получения почечных органоидов из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с использованием условий суспензионного культивирования. Мы подчеркиваем важность начальной плотности клеток и концентрации агонистов WNT во время индуцирующей фазы, что позволит обучить новых исследователей органоидов. В настоящее время трудно получить единую клеточную линию высокой плотности для ИПСК.
Влияние партии было заметным, особенно в различных линиях ИПСК. Почечные органоиды каждой партии могут иметь различную форму и размер. Для получения наилучшей исходной плотности клеток и концентрации CHIR для одной линии iPSC необходимо несколько попыток.
Установлено, что для успешного формирования органоидов почек важна начальная дифференциация промежуточного метода. Наш протокол подробно описывает, как выбрать оптимальную плотность клеток и концентрацию CHIR во время процесса, поскольку различные линии ИПСК показали различия в способности клеток к пролиферации и дифференцировке. Исследователи могут быстро генерировать специфические почечные органоиды из своих ИПСК.
Согласно нашему протоколу, регулируя плотность клеток и концентрацию CHIR, всем нашим исследователям, несомненно, полезно сосредоточиться на заболевании почек. Наши лабораторные исследования в будущем должны быть направлены на оптимизацию метода протокола в моделях заболеваний, регенерацию новых лекарств и скрининг лекарств. В последние пять лет наша лаборатория сосредоточится на эпигенетике и разработке клеточных препаратов для различных наследственных заболеваний почек, основанных на развитии пациентов, ИПСК и моделях организованных заболеваний почек.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Обзор
Этот протокол представляет полный и эффективный метод для производства почечных органоидов из индукированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) с использованием условий культивирования в суспензии. В исследовании подчеркивается важность начальной плотности клеток и концентрации агониста WNT, предоставляя ценные знания для исследователей в области исследования органоидов почек.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Нейронаука
- Биология стволовых клеток
- Исследование органоидов
Бакграунд
- Почочные органоиды важны для исследования развития и заболеваний почек.
- Индукированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) представляют собой многообещающий источник для создания органоидов.
- Существуют проблемы с достижением стабильных высокоплотных клеточных линий для iPSC.
- Могут наблюдаться различия в форме и размере органоидов между разными партиями iPSC.
Цель исследования
- Установить надежный метод для получения почечных органоидов из iPSC.
- Определить оптимальную начальную плотность клеток и концентрацию агониста WNT.
- Помочь новым исследователям в области технологии органоидов.
Используемые методы
- Условия культивирования в суспензии для формирования органоидов.
- Оценка начальной плотности клеток и концентрации агониста WNT.
- Сравнение характеристик органоидов в различных линиях iPSC.
- Итеративная оптимизация условий культивирования для достижения лучших результатов.
Основные результаты
- Начальная плотность клеток значительно влияет на развитие органоидов.
- Концентрация агониста WNT важна для успешного формирования органоидов.
- Различия в морфологии органоидов наблюдались среди различных линий iPSC.
- Для достижения оптимальных условий может потребоваться несколько попыток.
Выводы
- Исследование предоставляет ценный протокол для создания почечных органоидов.
- Понимание роли плотности клеток и концентрации WNT важно.
- Это исследование поможет продвижению в области исследований почечных органоидов.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Suspension-based generation of kidney organoids from iPSCs enables scalable, reproducible disease models for early-stage drug discovery and nephrotoxicity screening. Optimizing initial cell density and WNT agonist concentration directly impacts the predictive confidence and standardization of organoid-based assays. This protocol supports translational research continuity and portfolio-wide risk reduction in renal target validation and compound evaluation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of renal developmental pathways and disease mechanisms in a controlled 3D system.
- Supports functional target validation by recapitulating nephron structures from diverse iPSC lines.
- Facilitates mechanistic de-risking through reproducible differentiation and organoid formation.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, animal component-free organoids for compound screening and nephrotoxicity assessment.
- Delivers quantitative, reproducible outputs by controlling cell density and WNT agonist exposure.
- Enables scalability and platform reuse across multiple iPSC lines and disease models.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant modeling for hereditary kidney disorders using patient-derived iPSCs.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling drug response studies in organoids.
- Reduces translational risk by providing human-relevant nephron structures for biomarker and efficacy studies.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum, supporting early target validation, lead identification, and translational research in renal biology.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and pathway clarification in kidney development and disease.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible organoids for compound evaluation and toxicity profiling.
- Analytics: Provides quantitative readouts of nephron structure formation and functional uptake (e.g., dextran in proximal tubules).
- Translational Research: Enables disease modeling and drug response studies in patient-specific organoids.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, adaptable protocol for diverse iPSC lines and renal disease models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in renal target validation.
- Operational Value: Enhances reproducibility and scalability through defined, animal-free culture conditions.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling robust, human-relevant assays.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of renal drug candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in iPSC culture, differentiation, and organoid handling.
- Needs access to low-adhesion plates, orbital shakers, and quantitative imaging or functional assays.
- Demands cross-team standardization of cell density and WNT agonist concentration for reproducibility.
- Must be adapted for variability across iPSC lines and disease-specific models.
- Batch-to-batch variability in organoid morphology and size requires iterative optimization.
