Новое открытие помогает исследователям переосмыслить органоидные культуры

Исследователи обнаружили, что размер органоидов различается в зависимости от того, где они расположены внутри гидрогелевого материала, называемого внеклеточным матриксом (ECM), который обычно используется в биомедицинских исследованиях. Команда обнаружила, что органоиды на краях куполообразного ВКМ по-разному реагируют на химические или биологические стимулы по сравнению с органоидами в центре купола.

Это наблюдение означает, что один органоид в ядре может положительно отреагировать на новое лечение или лекарство, в то время как другой на грани может иметь отрицательную реакцию, что потенциально может испортить результаты эксперимента. В идеале органоиды должны быть одинаковыми по размеру и реакции в доклинических экспериментах.

«В гидрогелевом куполе есть сотни органоидов, и они имеют разные размеры, разные функции, и это может быть проблематично», – сказал Вуджунг Шин, научный сотрудник и недавний доктор наук.D. выпускник факультета биомедицинской инженерии Школы инженерии Кокрелла, который обнаружил проблему. "Вы можете получить совсем другие результаты, чем то, что на самом деле произошло бы в организме человека в результате."
Результаты были недавно опубликованы в Cell Press ‘iScience.

В команду входят исследователи из лаборатории биомиметической микротехники в школе Кокрелла и онкологических институтов Livestrong Медицинской школы Dell в UT.
Исследование началось, когда Шин заметил, что во время исследования органоидов что-то не так. Они были немного разных размеров в зависимости от их расположения в выборке.
Они повторили эксперимент и раз за разом выявляли одни и те же проблемы с разными линиями органоидов.

Команда обнаружила морфогены в культуральной среде – сигнальные молекулы, которые необходимы для роста органоидов – которые могут распространяться и создавать «градиент» внутри куполов гидрогеля. Один из репрезентативных морфогенов, Wnt3a, был крайне нестабилен.

Компьютерное моделирование подтвердило, что разница в размерах органоидов, вероятно, объясняется градиентом морфогена и его нестабильностью.
В статье основное внимание уделяется проблеме, обнаруженной исследователями, но также предлагается план поиска решений.

По словам исследователей, ключевым моментом является стабилизация белка Wnt3a в образце, уменьшение размера создаваемого градиента и, как следствие, основанных на местоположении различий органоидов.
Шин является членом исследовательской группы доцента биомедицинской инженерии Хён Чжон Кима.

Она специализируется на моделировании заболеваний и мимикрии органов.
Органоиды – важная часть продолжающихся исследований, проводимых Кимом и его группой. Команда использует инженерные принципы природы, или биомиметическую инженерию, для решения фундаментальных вопросов о здоровье и болезнях человека, в первую очередь с помощью технологии «орган на чипе».

Продолжение совершенствования принципов исследования органоидов является ключом к успеху группы Ким, а также множества различных видов медицинских исследований. В документе упоминается моделирование заболеваний, тканевая инженерия, индивидуальная проверка новых лекарственных препаратов-кандидатов и исследования взаимосвязи между демографическими характеристиками и заболеванием как области, которые выиграли от исследований органоидов.
«Мы действительно хотим иметь воспроизводимые и надежные экспериментальные результаты», – сказал Ким. "Мы обнаружили, что нам всем нужно быть более осторожными в том, как мы интерпретируем данные, и тогда, возможно, мы сможем снизить риск неправильной интерпретации."

Оставьте комментарий