Organoid vs. sféroid: Jaký je mezi nimi rozdíl?
Výrazy „sféroid“ a „organoid“ jsou něco jako džem a marmeláda.
Jistě. Jejich názvy mají podobný význam, často se zaměňují a většinou si vystačíte, ať už použijete kterýkoliv z nich. Jenže mezi marmeládou a džemem existují výrazné rozdíly v tom, jak jsou vyrobeny a jak chutnají.
Pokud si chcete jen namazat chleba, zvládnete to s marmeládou stejně dobře jako s džemem. Ale pokud se chcete zabývat složitou 3D buněčnou kulturou, musíte znát rozdíl a vybrat ten správný produkt.
Organoid vs. sféroid: Osvojení základů buněčných klastrů
Sféroidy i organoidy jsou vícebuněčné 3D struktury. Při 3D výzkumu buněk mohou být užitečné oba, avšak každý jinak, protože jsou vytvářeny rozdílně.
• Organoidy jsou složité shluky orgánově specifických buněk, jako např. buňky ze žaludku, jater nebo močového měchýře. Jsou složeny z kmenových buněk nebo progenitorových buněk a sestavují se samy, když jsou buňky v prostředí s extracelulárním lešením, jako je např. matrice Corning® Matrigel® nebo kolagen. Když k tomu dojde, vyrostou v mikroskopické verze rodičovských orgánů, které jsou životaschopné pro 3D studium.
• Sféroidy jsou jednoduché shluky buněk široké škály typů, například z nádorové tkáně, embryoidních těl, hepatocytů, nervové tkáně nebo mléčných žláz. K vytvoření 3D kultur nevyžadují lešení, jednoduše se formují tím, že se k sobě spontánně navzájem přichycují. Protože se však nemohou samy sestavovat do větších tkáňových celků ani regenerovat, nejsou tak pokročilé jako organoidy.
Organoid vs. sféroid: Vědecké aplikace
Jak organoidy, tak sféroidy mohou v in vitro kulturách vytvářet kultury, které jsou podobné těm in vivo. Mají však jedinečné aplikace, a různé laboratorní scénáře tak mohou vyžadovat různé mnohobuněčné struktury.
Využití organoidů
Technologie organoidů je velmi úspěšně využívána v personalizované medicíně – tedy při modelování nemocí, při optimalizaci výzkumu léků nebo také v regenerativní medicíně. Podobně jako ve výzkumu CRISPR, by mohlo použití organoidů vědcům pomoci lépe studovat vývoj orgánů v kontextu editace genů.
Specificky pro výzkum rakoviny pak mohou 3D organoidy poskytnout vhled do mutačních signatur vybraných druhů rakoviny, protože mohou napodobovat patofyziologii lidských nádorů.
Organoidy mohou také fungovat jako miniaturní napodobeniny původního orgánu, které se samy uspořádávají, což může být obzvláště výhodné pro výzkumníky. Například neurální organoidy nás přibližují k porozumění onemocněním mozku, zatímco střevní organoidy slouží k lepšímu porozumění cystické fibróze.
Využití sféroidů
Jejich snad nejpozoruhodnější vlastností je, že nádorové sféroidy mohou vědcům pomoci porozumět mikroprostředí nádorů in vivo, což může pomoci předpovědět účinnost léků ve výzkumu rakoviny. Nejranější kultury sféroidů byly vyvinuty v 70. letech ke studiu dopadu radioterapie na lidské nádorové buňky.
Sféroidy mohou být také použity ve výzkumu kmenových buněk k vývoji embryoidních těl z indukovaných pluripotentních kmenových buněk, které pak mohou být přeměněny na nervové kmenové buňky vysoké čistoty. Ty jsou užitečné při studiu neurologických onemocnění a jejich léčby.
Vědci také použili nádorové sféroidy ke studiu cytotoxických účinků CAR-T buněk – například pomocí testu cytotoxicity KILR® vyvinutého společností DiscoverX. Pokud jsou CAR-T buňky kultivovány s nádorovými sféroidy transdukovanými KILR (Killing Immune-Lysis Reaction), mohou je vědci generovat, kultivovat a testovat na stejné sféroidní mikrodestičce.
Výhled práce s 3D modely
Bez ohledu na to, jaká struktura vyhovuje vašim potřebám, sféroidy a organoidy mohou odhalit bližší pohled na buněčný výzkum způsobem, jaký 2D studie prostě neumožňují. Jak se výzkum rozvíjí, je obor připravován na ještě větší úspěchy, což znamená více příležitostí využít rostoucí možnosti 3D výzkumu.
(Převzato od společnosti Corning, redakčně upraveno.)