Een team van wetenschappers, geleid door Xiling Shen, Ph.D., Chief Scientific Officer en professor aan het Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI), heeft nieuwe niveaus bereikt in de ontwikkeling van patiëntmodellen. Ze hebben verbeterde methoden ontwikkeld voor het genereren van micro-organosferen (MOS) en hebben aangetoond dat deze MOS superieure mogelijkheden hebben voor een verscheidenheid aan klinische toepassingen. Zoals gedocumenteerd in een recente publicatie in Stamcelrapporten , kunnen hun MOS worden gebruikt als patiëntavatars voor onderzoeken met directe virale infectie, penetratie van immuuncellen en screening van therapeutische geneesmiddelen met hoge doorvoer, iets dat niet kan worden verkregen met conventionele patiënt-afgeleide modellen.

Het team van Dr. Shen heeft microfluïdische emulsietechnologie ontwikkeld voor het maken van MOS, dit zijn minuscule druppeltjes van basaalmembraanextract (BME) ter grootte van een nanoliter die zijn samengesteld uit weefselcelmengsels die in een snel tempo kunnen worden gegenereerd vanuit een geautomatiseerd apparaat. Nadat de druppeltjes zijn gemaakt, wordt overtollige olie verwijderd door een innovatief membraandemulgeringsproces, waardoor duizenden viskeuze druppeltjes van uniforme grootte achterblijven die kleine 3D-weefselstructuren bevatten.

Het team demonstreerde vervolgens unieke MOS-mogelijkheden en functies in verschillende eerste-van-hun-soort experimenten. Ze waren in staat om aan te tonen dat de MOS kon worden gemaakt uit een verscheidenheid aan verschillende weefselbronnen en de resulterende MOS had behoud van histopathologische morfologie, capaciteit voor differentiatie en genetische expressie, en het vermogen om te worden ingevroren en sub-gecultiveerd, zoals in conventionele organoïden .

Er werden experimenten uitgevoerd om het vermogen te testen om MOS met virussen te infecteren. In tegenstelling tot conventionele organoïden, kan MOS direct worden geïnfecteerd met virussen zonder de verwijdering en opschorting van cellen uit de omringende BME-steiger, waardoor het proces van virale infectie van het gastheerweefsel wordt herhaald. Het team van Dr. Shen was in staat om een ​​MOS-atlas te maken van menselijke ademhalings- en spijsverteringsweefsels van autopsies van patiënten en deze te infecteren met SARS-COV-2-virussen, gevolgd door screening van geneesmiddelen om medicijnen te identificeren die virale infectie en replicatie binnen die weefsels blokkeren.

MOS biedt ook een uniek platform voor het bestuderen en ontwikkelen van immuunceltherapie. Binnen de natuurlijke diffusielimiet van gevasculariseerd weefsel, liet tumor-afgeleide MOS voldoende penetratie toe door therapeutische immuun-T-cellen zoals CAR-T, waardoor een nieuwe T-celpotentietest mogelijk werd om tumordoding door de gemanipuleerde T-cellen te beoordelen. Een dergelijk model zou zeer nuttig zijn bij het onderzoeken van de respons van tumoren en bij het ontwikkelen van anti-tumor immuunceltherapieën.

MOS zou verder kunnen worden geïntegreerd met diepgaande beeldvormingsanalyse voor snelle medicijntesten van kleine en heterogene klinische tumorbiopten. Bovendien was het algoritme in staat om onderscheid te maken tussen cytotoxische versus cytostatische medicijneffecten en medicijnresistente klonen die aanleiding zullen geven tot latere terugval. Dit baanbrekende vermogen zal de weg vrijmaken voor MOS die in de kliniek kan worden gebruikt om therapeutische beslissingen te nemen.

"Dr. Shen en zijn team blijven de MOS-technologie verfijnen en verbeteren en de veelzijdigheid ervan onder de aandacht brengen, niet alleen als een fysiologisch model voor het screenen van potentiële gepersonaliseerde behandelingen, maar ook voor ziektestudies en een verscheidenheid aan andere toepassingen," zei Ali Khademhosseini, Ph.D., directeur en CEO van TIBI. "Het lijkt de golf van de toekomst te zijn voor precisiegeneeskunde." + Verder verkennen

Van de patiënt afgeleide micro-organosferen maken geavanceerde precisie-oncologie mogelijk