Organoidy: miniaturowe narządy wykorzystywane do badań nad chorobami i nowymi lekami
Po tym jak stwierdzono, że komórki w hodowlach 2D nie zachowują się tak jak w warunkach in vivo, kultury 3D organoidów stały się obiecującymi modelowymi systemami do badania rozwoju tkanek i opracowywania nowych terapii. Ostatnie przełomowe odkrycia technologiczne umożliwiają tworzenie modeli kultury 3D, które pod względem fizjologicznym w większym stopniu odpowiadają środowisku in vivo. Dlatego badacze z dziedziny nauk fizycznych i inżynierii starają się poprawić warunki kultury 3D, aby hodować mininarządy w probówce. Organoidy stają się coraz bardziej złożone, w miarę jak uczeni zgłębiają mechanizmy związane z liniami i różnicowaniem komórek macierzystych. Powstały już modele wielu organów, w tym mózgu, wątroby, nerek, piersi, siatkówki i narządów przewodu pokarmowego. Mogą one być wykorzystywane w modelach infekcji i badaniach toksyczności, a także do testowania cząsteczek farmaceutycznych oraz w medycynie spersonalizowanej i regeneracyjnej/przeszczepach organów.
Miniaturowe organy do modelowania chorób
Ta broszura CORDIS Results Pack przedstawia pierwsze rezultaty finansowanych ze środków UE/ERBN projektów w dziedzinie organoidów. Opisano w niej pięć projektów w kontekście wynikających z nich postępów naukowych w zakresie technologii organoidów oraz sposobu ich wykorzystania jako modeli narządów in vivo. Przeniesienie wyników badań z modeli zwierzęcych na ludzi stanowi jedną z głównych przeszkód w badaniach farmaceutycznych, szczególnie w przypadku zaburzeń mózgu, takich jak choroby neuroproduktywne i rozwojowe. W tym kontekście, w ramach projektu Mini Brains uzyskano organoidy mózgu, aby zbadać mechanizmy różnych zaburzeń neurologicznych i odkryć nowe substancje do ich leczenia. Z kolei uczestnicy inicjatywy TOXANOID dowiedli, że opracowana przez nich technologia może przewyższać obecne systemy in vitro i zastąpić znaczną część badań toksykologicznych na zwierzętach. Zespół z powodzeniem opracował systemy organoidowe dla kilku narządów, w tym jelita cienkiego, jelita grubego i wątroby.
Technologie w zakresie trójwymiarowych organoidów in vitro
W ramach projektu ColonCan naukowcy opracowali nowe trójwymiarowe hodowle organoidów ex vivo, które powielają genetyczne zdarzenia w raku jelita grubego (CRC), drugiej najczęstszej przyczynie zgonów związanych z nowotworami, jako narzędzia do testowania nowych terapii. Projekt COMIET doprowadził do powstania nowej platformy hodowli komórek dla tkanek nabłonkowych, która może przyspieszyć modelowanie chorób in vitro, przedkliniczne badania przesiewowe w kierunku skuteczności i toksyczności leków oraz zrozumienie rozwoju organów. W ramach projektu CLOC wytworzono organoidy wątroby in vitro z wykorzystaniem hepatocytów wyhodowanych na trójwymiarowych (3D) rusztowaniach jako nowatorskie modele do badania rozwoju i chorób wątroby oraz potencjalnego leczenia dziedzicznych zaburzeń związanych z cholestazą.