$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Kistik fibroz (CF) 70.000 kişi dünya çapında1etkileyen ölümcül bir otozomal resesif hastalik var. Bu hayat-kısalma genetik hastalığı Kistik fibrozis transmembran gürültülerinden regülatör protein (CFTR)2mutasyonların neden olur. CFTR gastrointestinal sistem, ter bezi de dahil olmak üzere birden çok polarize epiteli apikal zarı arasında klorür ve bikarbonat hareketi sağlayan iyon kanalı olarak adenozin trifosfat-bağlayıcı kaset aile ve işlevleri üyesi olan, ve solunum ağaç, diğerleri arasında3,4. Bu nedenle, işlevsiz CFTR çoklu sistem epitel disfonksiyon, solunum hastalıkları1den kaynaklanan çoğu mortalite ile yol açar. CF akciğerde hava yolu CFTR tahrik yüzey sıvı (ASL) yönetmelik ve mukus yayın yol açar kalınlaşmış mukus, hava yolu obstrüksiyonu, kronik enfeksiyon ve ilerici hava yolu remodeling kaybı ve akciğer işlev1,5kaybı.
Hastalığın nedeni olarak CFTR disfonksiyon kimlik rağmen CF tedaviler geleneksel belirtileri (örneğin, pankreas enzim replasman tedavisi, hava yolu geçiş izni terapiler)1azaltma üzerinde duruldu. Bu yaklaşım son zamanlarda roman therapeutics, "doğrudan hedef işlevsiz CFTR CFTR modülatörler," olarak adlandırdığı advent tarafından devrim. Bu yaklaşım belirti yönetimi'nden hastalığı değiştirme için klinik manzara kaymıştır bakım ama birkaç sınırlamalar6,7,8,9,10taşır. Modülatör her CFTR mutasyon eşlik eden protein kusur için özel ve genetik nüfus11seçmek için sınırlı bir faaliyettir. Bu sınırlama protein kusurların türdeş olmayan doğası gereği, aynı zamanda nadir mutasyon gruplar klinik çalışmalar impracticality tarafından tahrik edilmektedir. Buna ek olarak, iyi okudu genotip (örneğin, F508del/F508del CFTR, en yaygın CFTR mutasyon), ile konular arasında işte geniş değişkenlik hastalık yükü ve modülatör yanıt6,7',8 ,9,11.
Her iki bu sorunların üstesinden gelmek için müfettişler preklinik test12kişiselleştirilmiş modelleri kullanılmasını önerdi. Bu kavram vivo içinde konu terapiler kişiselleştirilmiş bir moda öngörmede hastaya özgü doku bileşik sınama, bir bireyselleştirilmiş ex vivo modeli sistemi oluşturmak için kullanır. Bir kez doğrulanmış, böyle bir model sürücü hassas tedavi hastanın altta yatan CFTR genotip ne olursa olsun klinisyenler tarafından kullanılabilir.
İnsan bronş epitel (HBE) hücreleri explant dokudan akciğer nakli zamanda elde edilen böyle bir model için CF13,14olasılığı kurdu. Bir hava-sıvı arayüzü (ALI) yetiştirilen HBEs fonksiyonel CFTR miktar doğrudan electrophysiologic test veya aracılığıyla dolaylı olarak önlemler ASL homeostazı13,15için izin verir. Bu model yapılmış CFTR Biyoloji anlamak için kritik ve CFTR modülatörler16gelişiminde önemli bir sürücüydü. Ne yazık ki, HBE modelleri savunulabilir edinimi (akciğer nakli veya bronşiyal fırçalama) invaziv doğası ve örnekleri eksikliği nedeniyle kişiselleştirilmiş bir model olarak nadir mutasyonlar ya da hafif hastalığı olanlar için değildir. Tersine, bağırsak dokusu, rektal veya duodenal biyopsi örnekleri elde edilen bağırsak geçerli ölçüm (ICM) veya şişme tabanlı organoid tahlil için bireyselleştirilmiş CFTR işlevi17,18, eğitim için kullanılabilir 19. Organoid deneyleri, özellikle, CFTR etkinlik20,21,22çok hassas modelleri vardır. Her iki modelde sınırlı doku kaynak (bağırsak dokusu, çoğu hastalık patoloji solunum olmakla birlikte) ve satın alma yarı invaziv yöntem. Alternatif olarak, çeşitli araştırmacılar insan nazal epitel (HNE) hücreleri modeli CFTR restorasyon23,24,25inceledik. HNEs güvenli bir şekilde fırça veya kürtaj bireylerde her yaştan tarafından hasat edilebilir ve ALI, kültürlü zaman HBEs25,26,27,28birçok özellikleri özetlemek. HNE monolayer kültürlerin geleneksel olarak Skuamöz dönüştürme ve olgunluk29için uzun bir süre ile sınırlı. Ayrıca, rapor kısa devre geçerli ölçüm sonuçları HNEs daha fazla HBEs, terapötik etkinlik25algılamak için küçük bir pencere düşündüren olan daha küçük.
Kişiselleştirilmiş, non-invaziv, solunum doku kültürü manken CFTR işlevinin ihtiyacını göz önüne alındığında, bir şişme tabanlı organoid tahlil duyarlılık HNEs non-invaziv ve solunum doğası ile birleştirmek çalıştı. Burada, HNEs 3 boyutlu "küresel" kültürleri bireyselleştirilmiş CFTR çalışma için tahlil şişme tabanlı30' u üreten bizim yöntemi açıklamak. HNE pulcuklarının güvenilir küre merkezi veya Lümen doğru epitelyal tepe ile kutuplaştırmak. Bu model çok sayıda alt solunum epitel özelliklerini recapitulates ve ALI kültürleri daha çabuk olgunlaşır. Fonksiyonel bir tahlil olarak HNE pulcuklarının güvenilir modülasyon iyi okudu mutasyon gruplar (örneğin, F508del CFTR) yanı sıra bir aralığı CFTR işlevi ölçmek. Bu şişme tabanlı tahlil CFTR su apikal tuz sızma aşağıdaki gibi dolaylı olarak küresel sıvı akını ölçme, iyon/tuz taşıma özellikleri üzerinde büyük harfe dönüştürür. Bu disfonksiyonel CFTR ile daha az şişer veya küçültmek bu şekilde uyarılmış pulcuklarının tamamen işlevsel CFTR ile sağlam, güzel. Bu görüntü analizi öncesi ile sayısal ve 1 h sonrası stimülasyon pulcuklarının, luminal alan ölçme ve yüzde belirleyerek değiştirebilirsiniz. Bu ölçü sonra uyuşturucu bioactivity bir hastaya özgü moda için ekran için deneysel grupları arasında karşılaştırılabilir.