Un team di scienziati, guidato da Xiling Shen, Ph.D., Chief Scientific Officer e Professore presso il Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI), ha raggiunto nuovi livelli nello sviluppo di modelli di pazienti. Hanno sviluppato metodi migliorati per la generazione di microorganosfere (MOS) e hanno dimostrato che questi MOS hanno capacità superiori per una varietà di usi clinici. Come documentato in una recente pubblicazione in Rapporti sulle cellule staminali , il loro MOS può essere utilizzato come avatar dei pazienti per studi che coinvolgono l'infezione virale diretta, la penetrazione delle cellule immunitarie e lo screening di farmaci terapeutici ad alto rendimento, qualcosa che non è ottenibile con i modelli convenzionali derivati ​​dai pazienti.

Il team del Dr. Shen ha sviluppato una tecnologia microfluidica in emulsione per la creazione di MOS, che sono minuscole goccioline di estratto di membrana basale (BME) di dimensioni nanometriche composte da miscele di cellule tissutali che possono essere generate a un ritmo rapido da un dispositivo automatizzato. Dopo che le goccioline sono state create, l'olio in eccesso viene rimosso mediante un innovativo processo di demulsificazione della membrana, lasciando dietro di sé migliaia di goccioline viscose e di dimensioni uniformi che contengono minuscole strutture tissutali 3D.

Il team ha continuato dimostrando capacità e caratteristiche MOS uniche in diversi esperimenti unici nel loro genere. Sono stati in grado di dimostrare che il MOS potrebbe essere creato da una varietà di diverse fonti di tessuto e il MOS risultante aveva ritenzione della morfologia istopatologica, capacità di differenziazione ed espressione genetica e capacità di essere congelato e sottoposto a subcoltivazione, come negli organoidi convenzionali .

Sono stati condotti esperimenti per testare la capacità di infettare MOS con virus. A differenza degli organoidi convenzionali, i MOS possono essere infettati direttamente dai virus senza la rimozione e la sospensione delle cellule dallo scaffold BME circostante, ricapitolando così il processo di infezione virale del tessuto ospite. Il team del dottor Shen è stato in grado di creare un atlante MOS di tessuti respiratori e digestivi umani dalle autopsie dei pazienti e infettarli con virus SARS-COV-2, seguito da screening farmacologico per identificare i farmaci che bloccano l'infezione virale e la replicazione all'interno di quei tessuti.

MOS fornisce anche una piattaforma unica per lo studio e lo sviluppo della terapia cellulare immunitaria. Entro il limite di diffusione naturale del tessuto vascolarizzato, il MOS derivato dal tumore ha consentito una penetrazione sufficiente da parte di cellule T immunitarie terapeutiche come CAR-T, consentendo un nuovo saggio di potenza delle cellule T per valutare l'uccisione del tumore da parte delle cellule T ingegnerizzate. Un tale modello sarebbe molto utile nello studio della reattività del tumore e nello sviluppo di terapie immunitarie antitumorali.

Il MOS potrebbe essere ulteriormente integrato con l'analisi di imaging ad apprendimento profondo per test farmacologici rapidi su biopsie tumorali cliniche piccole ed eterogenee. Inoltre, l'algoritmo è stato in grado di distinguere gli effetti dei farmaci citotossici rispetto a quelli citostatici e i cloni resistenti ai farmaci che daranno luogo a ricadute successive. Questa capacità rivoluzionaria aprirà la strada all'utilizzo del MOS in clinica per informare le decisioni terapeutiche.

"Il dottor Shen e il suo team continuano a perfezionare e migliorare la tecnologia MOS e a metterne in luce la versatilità, non solo come modello fisiologico per lo screening di potenziali trattamenti personalizzati, ma anche per studi sulle malattie e una varietà di altre applicazioni", ha affermato Ali Khademhosseini, Ph.D., Direttore e CEO di TIBI. "Sembra essere l'onda del futuro per la medicina di precisione". + Esplora ulteriormente

Le micro-organosfere derivate dal paziente consentono un'oncologia di precisione all'avanguardia