Od jelit po siatkówkę oka – obrazy fluorescencyjne i zrekonstruowane systemy pokazują, w jaki sposób zaawansowane modele zmieniają badania farmaceutyczne.

Obrazy stworzone w laboratoriachInstytut Biologii Człowieka Eksperymenty Roche'a ujawniają biologię trudną do zaobserwowania gołym okiem. Organoidy, tkanki bioinżynieryjne, sieci naczyniowe i ludzkie eksplantaty stają się trójwymiarowymi strukturami, po których przechodzą fluorescencyjne kolory, identyfikujące komórki, białka lub różne przedziały biologiczne.

La fotogaleria wizualnie uzupełnia dwa spostrzeżenia już poświęcone przez Innovando.News IHB w Bazylei i pracy Christoph Oberistpokazując, co konkretnie oznacza budowanie modeli eksperymentalnych zdolnych zbliżyć się do fizjologii człowieka.

Nie chodzi o reprodukcję całych organów w miniaturze, lecz o odtworzenie niektórych ich istotnych cech w kontrolowanych i obserwowalnych systemach. Kultury trójwymiarowe potrafią zachować zależności między różnymi typami komórek, geometrią tkanek i funkcjami, które są znacznie trudniejsze do odzwierciedlenia w tradycyjnych kulturach dwuwymiarowych.

Wśród najbardziej bezpośrednich obrazów pojawiają się modele jelitoweWyhodowana metodą inżynierii biologicznej miniaturowa okrężnica odtwarza powierzchnię nabłonka zdolną do produkcji śluzu; inne organoidy wykazują kosmki i zorganizowane struktury komórkowe, podczas gdy fluorescencyjne reportery genów umożliwiają jednoczesne różnicowanie różnych populacji w obrębie tej samej tkanki.

Mikroskopia przekształca zatem próbkę biologiczną w rodzaj mapa funkcjonalnaKolory nie służą wyłącznie celom estetycznym: pozwalają badaczom rozpoznawać określone składniki komórkowe, porównywać ich lokalizację i mierzyć zmiany w architekturze modelu w trakcie eksperymentu.

W kolekcji znajduje się również bioinżynierowane ludzkie mikronaczynia krwionośne oraz model naczyń krwionośnych siatkówki. Gęste sieci rozgałęzień podkreślają, jak integralną częścią fizjologii tkanek jest geometria małych naczyń i jak ważna jest możliwość jej rekonstrukcji w laboratorium, aby badać procesy patologiczne i potencjalne reakcje na leczenie.

Obok sztucznie zrekonstruowanych modeli pojawiają się przeszczepy ludzkiePróbki jelita czczego i płuc zachowują część oryginalnej organizacji tkanek i pozwalają na porównanie układów bioinżynieryjnych z rzeczywistymi strukturami biologicznymi, co stanowi kluczowy etap w walidacji nowych modeli.

Szczególnie znaczący jest wizerunek organoid jelitowy z rezydentnym przedziałem odpornościowymBadania naukowe zmierzają w kierunku stopniowego wychodzenia poza systemy składające się z jednego typu tkanki, integrując różne komórki w celu odtworzenia przynajmniej niektórych interakcji zachodzących w organizmie.

Ta sama logika charakteryzuje organoidy pochodzące od pacjentów, w którym część indywidualnej zmienności biologicznej może zostać zachowana w modelu eksperymentalnym. To jeden ze sposobów, w jaki te narzędzia mogą pomóc zbliżyć badania przedkliniczne do medycyny precyzyjnej.

Zdjęcia poświęcone trójwymiarowe modele guzów Na koniec pokazują, jak złożoność można wykorzystać również w onkologii. Populacje komórek i składniki mikrośrodowiska są obserwowane w przestrzeni, aby zrozumieć nie tylko, czy leczenie przynosi efekt, ale także gdzie i poprzez jakie interakcje się manifestuje.

Podejście to wpisuje się w szerszą strategię IHB, która integruje organoidy, bioinżynierię, systemy organów na chipie, analizę obliczeniową i sztuczną inteligencję w celu uczynienia odkrywania leków bardziej predykcyjnym i zorientowanym na człowieka.

Galeria zdjęć pokazuje zatem widoczną stronę transformacji, która zachodzi w skali mikroskopowej. Krajobrazy, które wyglądają jak fluorescencyjne obiekty, są w rzeczywistości narzędziami naukowymi, które służą do coraz bardziej szczegółowego badania tkanek, chorób i reakcji na leki.

Oto trzy spostrzeżenia, które mogą Cię zainteresować:

Christoph Oberist: „Organoidy pomagają lepiej zrozumieć choroby człowieka”
Jak Roche przyspiesza badania z wykorzystaniem modeli ludzkich i sztucznej inteligencji
Evo 2 zapisuje całe genomy i tworzy 16 wirusów przeciwko Escherichia coli