Создание срезов ткани поджелудочной железы человека для изучения эндокринной и экзокринной физиологии поджелудочной железы
March 15th, 2024
Этот протокол описывает, как получить срезы поджелудочной железы человека от умерших доноров органов для изучения функции клеток в условиях, близких к физиологическим. Этот инновационный подход позволяет исследовать нормальные и структурно поврежденные островки и сложное взаимодействие между эндокринными и экзокринными компартментами.
Мы сосредоточены на исследованиях диабета первого типа, уделяя особое внимание методам лечения, которые регулируют иммунную систему и восстанавливают функции бета/альфа-клеток. Мы разработали уникальную исследовательскую платформу с использованием живых срезов поджелудочной железы человека из донорских органов, дополняющую исследования изолированных островков. Этот подход позволяет детально анализировать жизненно важные клеточные взаимодействия и функции.
Наше сотрудничество с сетью доноров органов поджелудочной железы предлагает исследователям доступ к срезам ткани поджелудочной железы. Однако культивирование этих срезов сопряжено с трудностями, так как пищеварительные ферменты могут разрушить ткань и снизить жизнеспособность. Поэтому существует острая необходимость в создании условий культивирования, которые поддерживают как жизнеспособность, так и физиологическую среду для точных функциональных исследований.
Наш протокол позволяет собирать функциональные данные обо всех клетках поджелудочной железы, поэтому исследователи могут использовать его для различных исследований. Наше собственное внимание сосредоточено на моделировании диабета первого типа и оценке механизмов действия лекарств. Ключевым вопросом для меня является функция альфа-клеток и их роль в диабете первого типа.
Наш протокол не только преодолевает предвзятость выживших, связанную с изолированными островками, но и уникальным образом облегчает изучение иммунных клеток, имеющих решающее значение в контексте диабета первого типа. Изучая всю ткань поджелудочной железы, мы можем оценить функции и реакции, которые более точно отражают окружающую среду in vivo. Мы стремимся делиться достижениями в области платформы для срезов поджелудочной железы с другими.
С помощью nPOD наша цель — поощрять сотрудничество, обеспечивая более эффективное решение важнейших вопросов. Моделируя механизмы заболевания и тестируя потенциальные терапевтические препараты, мы стремимся внести значительный вклад в развитие новых методов лечения.
Обзор
Это исследование фокусируется на исследовании диабета 1 типа, используя живые образцы поджелудочной железы человека, полученные от доноров органов, для изучения клеточных взаимодействий и функций в условиях, близких к физиологическим. Инновационный подход позволяет проводить детальный анализ как нормальных, так и структурно поврежденных островков поджелудочной железы, а также рассматривать взаимодействия иммунных клеток, которые имеют решающее значение для исследований диабета.
Ключевые компоненты исследования
Область исследования
- Лечение диабета 1 типа
- Клеточные взаимодействия при диабете
- Жизнеспособность тканей поджелудочной железы
Бакграунд
- Проблемы при изоляции островков поджелудочной железы
- Значимость изучения целостной ткани поджелудочной железы
- Необходимость поддержания жизнеспособности тканей в культуре
Использованные методы
- Подготовка образцов поджелудочной железы человека от доноров органов
- Разрезание вибротомом и тестирование жизнеспособности тканей
- Методы визуализации для оценки клеточных функций
Основные результаты
- Успешно поддерживалась жизнеспособность 80-90% свежонарезанной ткани поджелудочной железы
- Определена ключевая роль альфа-клеток в диабете 1 типа
- Осуществлено изучение реакций иммунных клеток в поджелудочной железе
Выводы
- Исследование демонстрирует эффективную модель для исследования диабета 1 типа с использованием образцов поджелудочной железы.
- Результаты способствуют лучшему пониманию механизмов заболевания и потенциальных терапевтических вмешательств.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Human pancreatic tissue slice platforms enable direct study of endocrine and exocrine cell interactions in a physiologically relevant context, overcoming limitations of isolated islet models. This approach enhances predictive confidence for target validation and mechanistic de-risking in diabetes research pipelines. Integrating whole-tissue functional readouts supports risk-adjusted portfolio decisions for early-stage therapeutic programs targeting pancreatic biology.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of disease-relevant mechanisms in intact human pancreatic tissue.
- Supports functional validation of endocrine and exocrine targets under near-physiological conditions.
- Facilitates mechanistic de-risking by modeling immune and cellular interactions relevant to diabetes.
- Improves predictive confidence for advancing candidate targets and pathways.
Screening & Assay Development
- Provides a validated platform for dynamic hormone secretion and live cell imaging assays.
- Enables quantitative assessment of tissue viability and functional responses to stimuli.
- Supports reproducible, scalable workflows for compound evaluation in human tissue context.
- Prepares standardized biological systems for downstream screening and mechanistic studies.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with human disease biology for translational biomarker development.
- Maintains continuity from discovery through preclinical validation by preserving tissue architecture.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on physiologically relevant functional data.
- Supports evaluation of immune cell interactions and drug mechanisms in disease-relevant systems.
Pipeline & Workflow Integration
This platform bridges early discovery, target validation, and preclinical research by enabling functional studies in intact human pancreatic tissue slices.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification in a native tissue environment.
- Screening: Delivers quantitative, reproducible readouts for hormone secretion and viability.
- Analytics: Provides dynamic measurements and imaging outputs for comparative analysis.
- Translational Research: Facilitates alignment with human disease mechanisms and biomarker strategies.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for diverse mechanistic and functional studies across programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in diabetes research.
- Operational Value: Standardizes tissue preparation, viability assessment, and functional assays for reproducibility.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by de-risking early-stage programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of candidates targeting pancreatic biology.
Implementation Considerations
- Requires expertise in tissue handling, embedding, and vibratome slicing.
- Demands access to specialized imaging and perfusion instrumentation.
- Necessitates standardized protocols for viability and functional assessment across teams.
- May require adaptation for different donor tissue qualities and disease states.
- Viability and functional outputs depend on prompt processing and optimized culture conditions.
