Bağışıklık Bileşenli Temel Üç Boyutlu (3D) Bağırsak Model Sistemi
1 Eylül 2023
Burada, sabit bağırsak eşdeğerlerinin ışık mikroskobik değerlendirmesi için temel bir üç boyutlu (3D) bağırsak hücre hattı model sistemi ve bir parafin gömme protokolü oluşturmayı açıklıyoruz. Seçilen proteinlerin boyanması, klinik öncesi ilaç tarama çalışmalarında potansiyel kullanım için tek bir deneyden birden fazla görsel parametrenin analizine izin verir.
Çalışmanın kapsamı, bağırsak dokusu üzerinde faydalı ve yararlı bileşiklerin gerçeğini araştırmak için bu in vitro üç boyutlu insan hücre hattı modellerini kullanmaktır. Modeller, daha fazla araştırma anlayışı için ve ayrıca temel bir ilaç modeli olarak kullanılabilir. Bitki kaynaklı bileşikleri, spermidin ve öjenol'ü hem ayrı ayrı hem de birlikte ek formda kullanarak, bu modelleri kullanarak otofajideki faydalı artışları ve inflamasyondaki azalmaları ölçüyoruz.
Daha sonra bazı buğday çeşitlerinden elde edilen glütenin bağırsak dokuları üzerindeki potansiyel olarak zararlı etkisini de gösterebileceğiz. Şu anda hayvan modellerine alternatif olarak insan bağırsağının fizyolojisini daha iyi yansıtan, ekonomik fiyatlı, standardize edilmiş ve kolay tekrarlanabilir in vitro sistem kullanıyoruz. Bitki kaynaklı hücrelerden ziyade ticari insan hücre hattını da kullandığımızdan, çalışmadan elde edilen yanıtlar genel popülasyon için daha geçerlidir.
Protokol tamamen farklı hatların kullanımına dayanmaktadır. Bunlar, modeli en standart ve tekrarlanabilir hale getirir. Ayrıca, farklı hücre hatlarının, enterositlerin, fibroblastların ve bağışıklık sistemi hücrelerinin aynı anda yetiştirilmesi, hastada olanlara daha yakın hücresel tepkilere izin verir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, çeşitli bileşiklerin bağırsak sağlığı üzerindeki etkilerini araştırmak için üç boyutlu (3D) bir bağırsak hücre hattı model sistemi sunmaktadır. Araştırmacılar bu modeli kullanarak, spermidin ve öjenol gibi bitki kaynaklı bileşiklerin faydalı hücresel süreçları geliştirebildiğini, buna karşın belirli buğday çeşitlerinden gelen glutenin bağırsak dokularına zarar verebileceğini göstermiştir.
Temel Çalışma Bileşenleri
Araştırma Alanı
- Hücre biyolojisi
- Bağırsak sağlığı ve patolojisi
- İlaç tarama
Arka Plan
- İnsan fizyolojisini yansıtan geliştirilmiş in vitro sistemlere olan ihtiyaç.
- Geleneksel hayvan modelleriyle ilişkili zorluklar.
- Standardize edilmiş ve tekrarlanabilir modellerin önemi.
Kullanılan Yöntemler
- Enterositlerin, fibroblastların ve bağışıklık hücrelerinin üç boyutlu hücre hattı ko-kültürü.
- Tedavilere karşı hücresel yanıtların değerlendirilmesi.
- Histolojik analiz için parafin gömme.
Ana Sonuçlar
- Bitkisel bileşiklerle artan otofaji ve inflamasyon.
- Yüksek gluten içeriği ile azalan epitel tabaka kalınlığı ve bozulan hücresel monokatman.
- Glutene maruz kaldığında monositlerin aktivasyonu ve diferansiyasyonu.
Sonuçlar
- Çalışma, diyet bileşenlerine verilen intestinal yanıtların incelenmesi için güvenilir bir in vitro model sunmaktadır.
- Bulgular, diyetin insan intestinal sağlığı üzerindeki etkilerini anlamak açısından önem taşımaktadır.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama Alanları
İmmün bileşenler içeren üç boyutlu intestinal modeller, erken evre ilaç keşfi ve toksisite taramalarında fizyolojik olarak ilgili, tekrarlanabilir sistemlere olan ihtiyaca cevap vermektedir. Bu model; bariyer bütünlüğünün, immün aktivasyonun ve hem faydalı hem de zararlı bileşiklere karşı doku yanıtlarının kantitatif değerlendirmesine olanak tanıyarak preklinik değerlendirmedeki öngörülebilir güveni destekler. Standartlaştırılmış, hücre tabanlı tasarımı, translasyonel sürekliliği kolaylaştırır ve hayvan modellerine olan bağımlılığı azaltarak kurumsal Ar-Ge öncelikleriyle uyum sağlar.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bağırsak enflamasyonu ve bariyer fonksiyonu ile ilgili terapötik hipotezlerin sorgulanmasına olanak tanır.
- Kontrollü bir sistemde immün-epitel etkileşimlerini modelleyerek biyolojik risk azaltmayı destekler.
- Epitel bütünlüğü ve immün aktivasyonun ölçülebilir sonuçları aracılığıyla fonksiyonel hedef doğrulamayı kolaylaştırır.
- Erken aşama portföylerdeki bileşik elemeleri için öngörücü güven sağlar.
Tarama ve Assay Geliştirme
- Alt bileşik tarama iş akışları için valide edilmiş 3D intestinal sistemler hazırlar.
- Monotaba kalınlığı ve sıkı bağlantı protein ekspresyonu gibi standartlaştırılmış, tekrarlanabilir ve kantitatif çıktılar sağlar.
- Hem pro-inflamatuar hem de anti-inflamatuar ajanların güvenilir değerlendirmesine olanak tanır.
- Yüksek kapasiteli tarama girişimleri için ölçeklenebilirliği ve platformun yeniden kullanımını destekler.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- İmmün aracılı intestinal yanıtları modelleyerek hastalıkla ilgili mekanizmalarla uyum sağlar.
- Bariyer bütünlüğü ve immün modülasyonun keşif aşamasından preklinik doğrulamasına kadar süreklilik sağlar.
- Ölçülebilir ve translasyonel açıdan ilgili uç noktalar üzerinden risk ayarlı ilerleme kararlarına olanak tanır.
- İntestinal inflamasyonu veya bariyer disfonksiyonunu hedefleyen bileşikler için mekanistik risk azaltma süreçlerini destekler.
İş Akışı ve Süreç Entegrasyonu
Bu 3D bağırsak model sistemi, keşiften preklinik aşamaya kadar olan sürekliliğe entegre edilerek, bağırsak sağlığını etkileyen bileşikler için hem hedef doğrulamayı hem de öncü bileşik tanımlamasını desteklemektedir.
- Keşif Biyolojisi: İmmün-epitel etkileşimleri ve bariyer bozulması üzerine hipotez testlerini kolaylaştırır.
- Tarama: Kantitatif histolojik ve immünolojik çıktılara sahip, analize hazır ve tekrarlanabilir sistemler sağlar.
- Analizler: Karşılaştırmalı analizler için monokatman kalınlığının, sıkı bağlantı protein seviyelerinin ve immün hücre aktivasyonunun ölçülmesine olanak tanır.
- Translasyonel Araştırma: Biyobelirteç uyumunu ve preklinik sürekliliği destekleyerek hastalığa özgü yanıtları modeller.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Çeşitli bileşik değerlendirmeleri ve mekanistik çalışmalar için standartlaştırılmış, yeniden kullanılabilir bir platform sunar.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Bağırsak hastalığı modellemesinde öngörü güvenini artırır ve mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Fonksiyonlar arası ekipler için standardize edilmiş, tekrarlanabilir ve ölçeklenebilir iş akışları sunar.
- Stratejik Değer: Güçlü preklinik veriler sağlayarak git/gitme karar verme sürecini ve sermaye verimliliğini geliştirir.
- Portföy Etkisi: Bağırsak sağlığını hedefleyen adayların riskle uyumlu önceliklendirmesini ve ilerletilmesini sağlar.
Uygulama Hususları
- 3B hücre kültürü, immünohistokimya ve kantitatif görüntü analizi konularında uzmanlık gerektirir.
- Hücre kültürü tesislerine, histoloji ekipmanlarına ve sitokin ile protein miktar tayini için analitik altyapıya erişim gereklidir.
- Tekrarlanabilirlik ve veri karşılaştırılabilirliği için protokollerin ekipler arası standardizasyonunu gerektirir.
- Çeşitli bileşik sınıflarına uyarlanabilir, ancak belirli hastalık modelleri veya son noktalar için optimizasyon gerektirebilir.
- Sınırlamalar arasında model karmaşıklığı ve in vivo insan doku yanıtlarından oluşabilecek potansiyel farklılıklar yer almaktadır.
Biyofarma SSS
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:32
Preparation of the Basic 3D Reconstructed Intestinal Mucosa Model for Microscopic Evaluation of Fixed Intestinal Equivalents
5:07
Paraffin Embedding of Basic 3D Reconstructed Intestinal Mucosa Model for Immune‐Histochemical Staining
