Разработка и оптимизация модели органоида гепатоцеллюлярной карциномы человека, полученной от пациента, для идентификации потенциальных мишеней и поиска лекарств
18 августа 2023 г.
Мы предоставляем всесторонний обзор и уточнение существующих протоколов формирования органоидов гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК), охватывающих все этапы культивирования органоидов. Эта система служит ценной моделью для идентификации потенциальных терапевтических мишеней и оценки эффективности препаратов-кандидатов.
Наша лаборатория нацелена на изучение молекулярного патогенеза рака печени и выявление новых терапевтических мишеней для разработки лекарств. Мы хотели бы ответить на вопрос о том, как рак инициирует, метастазирует и прогрессирует к лекарственной толерантности, используя новые модели заболевания, такие как органоиды, полученные от пациентов. Нынешние экспериментальные задачи заключаются в двух аспектах.
Во-первых, отсутствует полный набор протоколов для построения органоидов гепатоцеллюлярной карциномы для всего процесса. Во-вторых, размер культивируемых органоидов ГЦК слишком мал для последующей экспериментальной обработки. В этом протоколе мы предоставляем подробную информацию об оптимизированной культуре органоидов и последующих процедурах переноса и замораживания, а также о мерах предосторожности, которые необходимо соблюдать во время всех процедур.
Оптимизирован состав органоидной среды для органоидов с характеристиками, близкими к исходным тканевым. Мы можем отслеживать эволюцию опухоли с помощью органоидов, полученных от пациентов, и пытаться идентифицировать новые молекулярные и терапевтические мишени для лечения ГЦК.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен подробный протокол формирования органоидов гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК), в котором рассматриваются трудности культивирования органоидов. Усовершенствованные методы направлены на увеличение размера и жизнеспособности органоидов для идентификации терапевтических мишеней и тестирования лекарственных препаратов.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Онкология
- Клеточная биология
Теоретические сведения
- Гепатоцеллюлярная карцинома является одной из основных причин смертности от онкологических заболеваний.
- Современные модели для изучения ГЦК ограничены в своей эффективности.
- Органоиды, полученные из клеток пациентов, предлагают новый подход к изучению рака печени.
- Существует потребность в комплексных протоколах для оптимизации культивирования органоидов.
Цель исследования
- Изучение молекулярных механизмов рака печени.
- Поиск новых терапевтических мишеней для разработки лекарственных препаратов.
- Улучшение размера и функциональности органоидов ГЦР для проведения исследований.
Используемые методы
- Разработка полного набора протоколов для создания органоидов ГЦК.
- Оптимизация условий культивирования органоидов.
- Процедуры переноса и замораживания органоидов.
- Меры предосторожности при работе с органоидами.
Основные результаты
- Успешная оптимизация протоколов культивирования органоидов ГЦК.
- Улучшение размера и жизнеспособности органоидов для использования в экспериментах.
- Определение ключевых факторов, влияющих на рост органоидов.
- Расширение возможностей для тестирования лекарственных препаратов и идентификации мишеней.
Выводы
- Усовершенствованные протоколы обеспечивают надежную основу для исследований ГЦК.
- Органоиды, полученные из клеток пациентов, могут значительно ускорить поиск новых методов терапии.
- Будущие исследования могут опираться на данные методы для дальнейшего изучения рака печени.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Модели органоидов гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК), полученные из клеток пациентов, восполняют критический пробел в трансляционной онкологии, позволяя идентифицировать релевантные мишени заболевания и осуществлять поиск новых лекарственных средств. Оптимизированный протокол обеспечивает создание крупных, генетически репрезентативных органоидов, что повышает прогностическую достоверность при проверке терапевтических гипотез на ранних этапах. Данная возможность способствует более эффективному отбору и снижению рисков портфеля препаратов в точке перехода от этапа поиска к доклиническим исследованиям.
Стратегические приложения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет изучать молекулярные механизмы ГЦК в системе, релевантной для пациента.
- Обеспечивает функциональную валидацию потенциальных мишеней с использованием генетически согласованных органоидов.
- Способствует снижению механистических рисков путем моделирования эволюции опухоли и лекарственной толерантности.
- Повышает прогностическую достоверность при выборе и приоритизации мишеней.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает создание стандартизированных и масштабируемых культур органоидов для воспроизводимого скрининга соединений.
- Предоставляет количественные данные о росте и жизнеспособности органоидов для разработки анализа.
- Позволяет подготавливать валидированные биологические системы для последующей оценки лекарственных средств.
- Поддерживает повторное использование платформы в различных кампаниях по скринингу.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает соответствие доклинических моделей генетике опухолей пациентов для обеспечения трансляционной преемственности.
- Позволяет принимать решения о продвижении исследований с учетом рисков на основе ответов, релевантных данной патологии.
- Способствует поиску и валидации биомаркеров в клинически значимом контексте.
- Снижает биологические риски на поздних стадиях за счет моделирования ответа на препарат в органоидах.
Интеграция в конвейер и рабочий процесс
Данный протокол по созданию органоидов охватывает все этапы: от первичного поиска до идентификации ведущих соединений и доклинической валидации, что позволяет проверять гипотезы и снижать риски при выборе мишеней в исследованиях ГЦК.
- Фундаментальная биология: обеспечивает надежную проверку нулевой гипотезы и уточнение сигнальных путей в контексте образцов, полученных от пациентов.
- Скрининг: предоставляет воспроизводимые количественные анализы органоидов для оценки соединений.
- Аналитика: позволяет измерять размер органоидов, их жизнеспособность и ответ на вмешательства.
- Трансляционные исследования: связывает этапы фундаментальных открытий и доклинических исследований с помощью генетически соответствующих моделей заболеваний.
- Корпоративное повторное использование: создает многократно используемую платформу органоидов для текущих усилий по поиску мишеней и разработке лекарственных препаратов.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неопределенность при валидации мишеней для ГЦК.
- Операционная ценность: стандартизирует культивирование органоидов и рабочие процессы анализа для обеспечения воспроизводимости и масштабируемости.
- Стратегическая ценность: позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go), а также эффективно управлять портфелем с точки зрения затрат капитала.
- Влияние на портфель: способствует приоритезации с учетом рисков и продвижению терапевтических программ по лечению ГЦК.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области обработки тканей, культивирования органоидов и молекулярного анализа.
- Необходим доступ к специализированной инфраструктуре для культивирования клеток и аналитическому оборудованию.
- Требуется стандартизация между исследовательскими группами для обеспечения воспроизводимости протокола и сопоставимости данных.
- Может потребоваться адаптация для различных подтипов опухолей или образцов пациентов.
- Размер и жизнеспособность органоидов чувствительны к составу матрикса и условиям манипуляций.
