Organoids

Genel Bakış

Organoidler, farklılaşma ve kendini örgütleme koşulları altında pluripotent veya doku yanmış kök hücrelerden yetiştirilir. Tüm bir organı yeniden yaratmazlar, ancak epithelial mimarlık, hücre çeşitliliği ve gelişim programları birçok iki boyutlu kültürden daha gerçekçi bir şekilde modelleyebilirler.

Teknik temeller

Organoid formasyon kök hücreli yetkinliğe, morfojen gradients ve hücre-cell veya hücre-matrix geri bildirimlerine dayanır, popülasyonların simetriyi ve form organize alanları kırmasına izin verir. Yetişkin kök hücreli organoidler genellikle dokuya özgü epitel çizgilerini korurken, pluripotent kök hücreler beyin, böbrek, karaciğer veya retina kimliklerine karşı gelişimsel trajektörleri tersine çevirebilir. WNT, BMP, FGF, TGF-beta ve Notch sinyalleri zamanlayıcı kombinasyonlarda aktive edilir veya engellenir. Ekstracellular matrisi biyokimyasal ligands ve mekanik direnç sağlar, ancak yaygın olarak kullanılan hayvan-derived matriksler, pares ve koplicate nicel kontrol ve klinik çeviriler arasında değişir.

Nasıl çalışır

Hücreler ekstra bir matrixte veya şüpheli bir şekilde gömülür ve mimik gelişimsel yol yolları olan zamanlayıcı sinyallere maruz kalır. Yerel etkileşimler, uzaysal modelleme ve özelleştirilmiş hücre türleri yaratır. Araştırmacılar morfoloji, fonksiyon, görüntüleme ve tek hücre moleküler profilleri analiz eder, sonra birincil doku ve bilinen gelişim referanslarla kültürü karşılaştırır.

Ölçme ve Araştırma Yöntemleri

Geçerlilik, organoidleri histoloji, elektrofiziksellik, bariyer assays, görüntüleme ve tek hücre veya uzaysal omikleri kullanarak karşılaştırır. Lineage tracing testleri gelişimsel ilişkiler ve perturbations CRISPR, patojen veya aday ilaçları kullanabilir. Yeniden karmaşık kültürler bağımsız farklılaşmalar, bağışçılar ve matrisler içermeli çünkü bir organoidden birçok hücre bağımsız biyolojik çoğaltma değildir. Mikrofluidic perfüzyon, hava-liquid arabirimleri ve organ-on-çiz sistemleri besin teslimini ve mekanik cues'leri geliştirir. İlaç çalışmaları, penetrasyon, metabolizma ve toksisiteyi ölçmeli ve in-vitro konsantrasyonu yenidens sistemik maruz kalmayı varsaymalıdır.

Anahtar fikirler

• Bir organoid tanımlı sadakatle bir modeldir, minyatür tam bir organ değildir.
• Matrix kompozisyon ve protokol varyasyonu hücre kimlik ve mimarisi değiştirebilir.
• Vascular, bağışıklık, sinir ve mekanik bileşenler genellikle kasıtlı bir ortak kültür veya mühendislik gerektirir.

Mevcut araştırma sınırları

Sınır, kontrol geometrisi ile bölgesel modelleri ve biyoprinted scaffolds bağlayan benzeyen toplumlar gibi vasküler ve bağışıklık-yetişkin kültürler içerir. Hastaya yönelik organoidler fonksiyonel ilaç testlerini desteklerken, gen tarafından alınan organoidler yenidenjeneratif nakil keşfeder. Uzun vadeli maturasyon ve reproducible ölçek-up zor kalır çünkü diffüzyon sınırları hipokoksi ve nekrotik çekirdekler yaratır. Araştırmacılar sentetik Hidrogels ile tanımlanmamış matriksları ve paylaşılan kalite standartları değiştiriyorlar. Etik yönetim karmaşık sinir organoidleri, embriyo benzeri modeller ve biyobanklar için evrimmelidir, bağışçı onayı ele almak, genomik mahremiyet, ticari kullanım, chimeric transplant ve kanıt temelli eşler ek gözetim için.

Neden önemli?

Organoidler insan gelişiminin, enfeksiyon, miras alınan hastalık, kanser ve hastaya özgü ilaç yanıtlarının incelenmesini sağlar ve bazı hayvan deneylerine güven verirken. Biobanks, reroducible karşılaştırmalı araştırma için çeşitli genotipleri koruyabilir.

Limitler ve açık sorular

Birçok organoidler, disüler arasında kötü ve değişken olarak kalır. Kültür matrikleri kimyasal olarak tanımlanamaz, uyuşturucu maruziyeti canlı dokudan farklıdır ve giderek karmaşık sinir veya üreme modelleri onay, gözetim ve izinsiz uç noktaları hakkında etik sorular geliştirir.