Génération d’organoïdes rénaux en suspension à partir de cellules souches pluripotentes induites
1 septembre 2023
Ce protocole présente une méthode complète et efficace pour produire des organoïdes rénaux à partir de cellules souches pluripotentes induites (CSPi) en utilisant des conditions de culture en suspension. L’objectif principal de cette étude réside dans la détermination de la densité cellulaire initiale et de la concentration d’agonistes WNT, ce qui profite aux chercheurs intéressés par la recherche sur les organoïdes rénaux.
Notre recherche présente une méthode complète et efficace pour produire des organoïdes rénaux à partir de cellules souches pluripotentes induites, en utilisant des conditions de culture en suspension. Nous soulignons l’importance de la densité cellulaire initiale et de la concentration d’agonistes WNT pendant la phase d’induction, ce qui permettra d’éduquer de nouveaux chercheurs sur les organoïdes. À l’heure actuelle, il est difficile d’obtenir une seule lignée cellulaire à haute densité pour les cellules iPS.
L’impact sur les lots a été perceptible, en particulier dans diverses lignées iPSC. Les organoïdes rénaux de chaque lot peuvent avoir une forme et une taille variées. Plusieurs tentatives sont nécessaires pour obtenir la meilleure densité cellulaire initiale et la meilleure concentration de CHIR pour une lignée iPSC.
Nous avons établi que la différenciation initiale de la méthode intermédiaire est importante pour la réussite de la formation d’organoïdes rénaux. Notre protocole décrit en détail comment choisir les densités cellulaires optimales et les concentrations de CHIR au cours du processus, car différentes lignées d’iPSC ont montré des variations dans la prolifération cellulaire et la capacité de différenciation. Les chercheurs peuvent rapidement générer des organoïdes rénaux spécifiques à partir de leurs cellules iPS.
Selon notre protocole, en ajustant la densité cellulaire et la concentration de CHIR, il est sans aucun doute bénéfique pour tous nos chercheurs de se concentrer sur leur maladie rénale. Les recherches futures de notre laboratoire doivent optimiser la méthode du protocole dans les modèles de maladies, régénérer de nouveaux médicaments et le criblage de médicaments. Au cours des cinq dernières années, notre laboratoire s’est concentré sur l’épigénétique et le développement de médicaments cellulaires de diverses maladies rénales héréditaires, en se basant sur le développement du patient, les CSP et les modèles de maladies rénales organisées.
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Aperçu
Ce protocole présente une méthode complète et efficace pour produire des organoïdes rénaux à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) en utilisant des conditions de culture en suspension. L'étude souligne l'importance de la densité cellulaire initiale et de la concentration de l'agoniste WNT, offrant des informations précieuses aux chercheurs travaillant dans le domaine de la recherche sur les organoïdes rénaux.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Biologie des cellules souches
- Recherche sur les organoïdes
Contexte
- Les organoïdes rénaux sont essentiels pour l'étude du développement et des maladies rénales.
- Les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) constituent une source prometteuse pour la génération d'organoïdes.
- Des difficultés persistent pour obtenir des lignées cellulaires à haute densité uniforme à partir des iPSC.
- Des variations de la forme et de la taille des organoïdes peuvent survenir entre différentes lots d'iPSC.
Objectif de l'étude
- Établir une méthode fiable pour générer des organoïdes rénaux à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPSC).
- Identifier la densité cellulaire initiale et la concentration d'agoniste WNT optimales.
- Aider les nouveaux chercheurs dans le domaine de la technologie des organoïdes.
Méthodes utilisées
- Conditions de culture en suspension pour la formation d'organoïdes.
- Évaluation de la densité cellulaire initiale et de la concentration en agoniste de la voie WNT.
- Comparaison des caractéristiques des organoïdes entre différentes lignées de cellules souches pluripotentes induites (iPSC).
- Optimisation itérative des conditions de culture pour obtenir les meilleurs résultats.
Résultats principaux
- La densité initiale des cellules influence de manière significative le développement des organoïdes.
- La concentration de l'agoniste de la voie WNT est cruciale pour la formation réussie des organoïdes.
- Une variabilité de la morphologie des organoïdes a été observée entre différentes lignées de cellules souches pluripotentes induites.
- Plusieurs tentatives peuvent être nécessaires pour atteindre des conditions optimales.
Conclusions
- l'étude fournit un protocole précieux pour la génération d'organoïdes rénaux.
- comprendre le rôle de la densité cellulaire et de la concentration en WNT est essentiel.
- cette recherche contribuera à faire progresser les études sur les organoïdes rénaux.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La génération d'organoïdes rénaux à partir d'iPS en suspension permet de créer des modèles de maladies reproductibles et évolutifs pour la découverte précoce de médicaments et le criblage de la néphrotoxicité. L'optimisation de la densité cellulaire initiale et de la concentration de l'agoniste WNT influence directement la fiabilité prédictive et la standardisation des tests basés sur les organoïdes. Ce protocole soutient la continuité de la recherche translationnelle et la réduction du risque à l'échelle du portefeuille dans la validation des cibles rénales et l'évaluation des composés.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet l'analyse des voies de développement rénal et des mécanismes de maladie dans un système tridimensionnel contrôlé.
- Prend en charge la validation fonctionnelle des cibles en recréant des structures de néphron à partir de différentes lignées de CIP.
- Facilite la réduction des risques mécanistiques grâce à une différenciation et une formation d'organoïdes reproductibles.
Développement de tests et criblage
- Offre des organoïdes standardisés, sans composant d'origine animale, pour le criblage de composés et l'évaluation de la néphrotoxicité.
- Fournit des résultats quantitatifs et reproductibles grâce à la maîtrise de la densité cellulaire et de l'exposition à l'agoniste de la voie WNT.
- Permet une montée en échelle et une réutilisation de la plateforme sur plusieurs lignées de CIPi et modèles de maladies.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur la modélisation pertinente des maladies rénales héréditaires à l'aide d'iPS dérivées de patients.
- Permet une continuité allant de la découverte à la validation préclinique en facilitant l'étude des réponses aux médicaments dans des organoïdes.
- Réduit les risques de translation en fournissant des structures de néphrons humaines pertinentes pour les études de biomarqueurs et d'efficacité.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Ce protocole s'intègre dans la continuité découverte-préclinique, en soutenant la validation précoce des cibles, l'identification de composés candidats et la recherche translationnelle en biologie rénale.
- Biologie de la découverte : Permet la vérification d'hypothèses et l'élucidation des voies impliquées dans le développement et les maladies rénales.
- Criblage : Fournit des organoïdes prêts à l'essai et reproductibles pour l'évaluation de composés et le profilage de toxicité.
- Analytique : Fournit des mesures quantitatives de la formation de la structure des néphrons et de l'absorption fonctionnelle (par exemple, dextran dans les tubules proximaux).
- Recherche translationnelle : Permet la modélisation de maladies et l'étude de la réponse aux médicaments dans des organoïdes spécifiques aux patients.
- Réutilisation en entreprise : Propose un protocole standardisé et adaptable pour diverses lignées de CIPi et modèles de maladies rénales.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la validation des cibles rénales.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité et l'extensibilité grâce à des conditions de culture définies et sans recours aux animaux.
- Valeur stratégique : Permet de mieux décider des poursuites ou non et d'optimiser l'utilisation des capitaux en rendant possibles des tests solides et pertinents pour l'humain.
- Impact sur le portefeuille : Favorise la priorisation et l'avancement, ajustées au risque, des candidats-médicaments rénaux.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en culture de cellules souches pluripotentes induites (iPSC), en différenciation et en manipulation d'organoïdes.
- Suppose l'accès à des plaques à faible adhérence, à des agitateurs orbitaux et à des techniques d'imagerie quantitative ou à des tests fonctionnels.
- Exige une standardisation interéquipes de la densité cellulaire et de la concentration de l'agoniste de la voie WNT pour assurer la reproductibilité.
- Doit être adapté à la variabilité entre les lignées d'iPSC et aux modèles spécifiques aux maladies.
- La variabilité d'un lot à l'autre concernant la morphologie et la taille des organoïdes nécessite une optimisation itérative.
