Organoidi polmonari (di polmone)

Screening ad alto contenuto e ad alta velocità di organoidi polmonari 3D per la modellazione di malattie e la valutazione della tossicità

Organoidi polmonari (del polmone, delle vie respiratorie)

Le colture di organoidi polmonari sono modelli di microtessuti 3D che riproducono le caratteristiche morfologiche e funzionali delle vie respiratorie. Possono essere formati da cellule polmonari epiteliali umane primarie in MEC con fattori di crescita. Le cellule possono auto-assemblarsi per dare origine a epitelio polmonare multi-lignaggio costituito da diverse popolazioni cellulari.

Gli organoidi polmonari presentano caratteristiche specifiche delle vie respiratorie umane, quali la struttura alveolare, la secrezione di muco, il battito ciliare e la rigenerazione. Questa rilevanza biologica permette di studiare i meccanismi di riparazione/rigenerazione nel danno polmonare e delle alterazioni fenotipiche nelle malattie polmonari. Gli organoidi polmonari possono anche essere utilizzati per valutazioni di tossicità o per la sperimentazione di farmaci.

Dato che gli organoidi polmonari hanno una struttura cava, con un lume e delle cavità al loro interno, la luce li attraversa facilmente. Ciò li rende compatibili con i saggi biologici 3D e adatti per l’imaging confocale e permette la caratterizzazione quantitativa del contenuto cellulare, la valutazione delle cellule vive o morte e la loro classificazione in base a marcatori specifici.

Colture cellulari automatizzate, imaging e analisi di sistemi biologici complessi

Guardate il nostro breve video in cui la dott.ssa Oksana Sirenko, ricercatrice senior, descrive un sistema integrato automatizzato che consente il monitoraggio, il mantenimento e la caratterizzazione della crescita e della differenziazione di cellule staminali e organoidi, oltre a testare gli effetti di vari composti.

Dimostra i metodi per l’automazione di successo e l’imaging ad alto contenuto avanzato per aumentare la produttività di tre flussi di lavoro complessi: coltura di iPSC, organoidi polmonari 3D e organoidi intestinali.

Guarda il video

https://share.vidyard.com/watch/jnLATqkxWbEmursysb5eG6

Automazione della coltura di organoidi polmonari 3D e protocolli sperimentali

Gli organoidi polmonari possono essere coltivati e monitorati mediante flussi di lavoro automatizzati. Il sistema integrato automatizzato sotto riportato comprende il sistema ImageXpress Confocal HT.ai e il software di analisi, l’incubatore automatizzato, il manipolatore di liquidi Biomek e un dispositivo robotico. L’analisi delle immagini basata sull’apprendimento automatico permette di seguire la crescita del diametro, dell’area, della densità e del numero di oggetti. L’analisi avanzata delle immagini consente di ricostituire la struttura 3D degli organoidi e procedere all’analisi complessa di caratteristiche quali la morfologia cellulare, la vitalità e i marker di differenziamento.

Automazione dell’organoide polmonare 3D

Protocollo sperimentale per gli organoidi polmonari

  1. Precoltura 2D - Gli organoidi polmonari 3D sono stati derivati da cellule epiteliali polmonari umane primarie ed espansi per due settimane in 2D.
  2. Sviluppo di organoidi 3D - Quindi le cellule sono state seminate in cupole di Matrigel al 90% utilizzando i reagenti. Le cellule hanno formato organoidi 3D e sono state alimentate ogni due giorni per due settimane con mezzi di seeding, quindi differenziate per altre sei settimane.
  3. Coltura di organoidi - Gli organoidi sono stati coltivati in diversi formati di piastra e poi trattati con composti o colorati con vari marcatori per la valutazione della morfologia e della vitalità.
  4. Monitoraggio della crescita e dello sviluppo degli organoidi - La crescita e lo sviluppo degli organoidi sono stati monitorati in Matrigel utilizzando l’imaging a luce trasmessa o la colorazione di Hoechst che ha consentito di valutare le dimensioni, il volume e la complessità degli organoidi.
  5. Imaging confocale e analisi 3D/IA - L’imaging confocale in combinazione con l’analisi 3D ha consentito la caratterizzazione quantitativa del contenuto cellulare, nonché il conteggio e la misurazione delle cellule con diversi fenotipi all’interno degli organoidi (conteggio delle cellule, valutazione morte-vive, punteggio delle cellule per specifici marcatori, altro). Il modello può essere utilizzato per la valutazione della tossicità di farmaci e altri composti.

La nostra automazione di laboratorio per lo screening ad alto contenuto contempla scienziati e ingegneri che possono personalizzare i nostri strumenti e automatizzare interi flussi di lavoro per soddisfare le esigenze specifiche del vostro saggio, metodo o protocollo. Dagli incubatori e i sistemi di gestione dei liquidi fino alla robotica e ai software e hardware personalizzati, potete contare su di noi e sulla nostra esperienza di oltre 35 anni nel settore delle scienze naturali per la fornitura di prodotti di qualità e l’erogazione di servizi di assistenza in tutto il mondo.

Automazione di laboratorio

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Organoidi polmonari per la modellazione delle malattie e la valutazione della tossicità mediante imaging e analisi ad alto contenuto 3D

In questa applicazione, le cellule epiteliali polmonari umane primarie sono state coltivate per modellare polmoni umani con la formazione di organoidi polmonari 3D. Le cellule all’interno degli organoidi si auto-organizzano in strutture complesse che conservano gruppi di cellule epiteliali multi-linea.

L’imaging ad alto contenuto è stato utilizzato per monitorare la crescita e la differenziazione degli organoidi polmonari. La ricostruzione 3D ha consentito un’ulteriore analisi complessa della struttura dell’organoide. All’interno degli organoidi è possibile misurare la morfologia cellulare, lo stato di vitalità e l’espressione di vari marcatori cellulari.

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Organoidi polmonari per la modellazione delle malattie e la valutazione della tossicità mediante imaging e analisi ad alto contenuto 3D

Ultime risorse sulla ricerca sugli organoidi

Una maggiore diffusione dei modelli basati sugli organoidi nella ricerca e nello screening di farmaci è ancora ostacolata dalla complessità dei saggi 3D. La disponibilità di nuovi strumenti avanzati di imaging e di analisi e l’automazione dei saggi sono cruciali per aumentare la qualità delle informazioni, il rendimento e la precisione dei modelli biologici complessi. Scoprite in che modo le soluzioni di imaging e analisi ad alto contenuto e ad alto rendimento, combinate con strumenti analitici basati sull’IA, possono migliorare l’accuratezza dei vostri studi sugli organoidi.

Risorse per gli organoidi polmonari (del polmone)