166 Entwicklung von Nicht-Modell-Organoiden in der tiermedizinischen Forschung: Ein Paradigmenwechsel in In-vitro-Modellen

Zusammenfassung Seit Jahrzehnten werden zweidimensionale (2D) Zellkulturen als der Goldstandard für In-vitro-Modelle in der Grundlagenforschung, Arzneimittelentdeckung und präklinischen Screening-Anwendungen verwendet. Seit 2009 hat sich das Feld jedoch schnell hin zur Verwendung von dreidimensionalen (3D) aus Stammzellen abgeleiteten Organoiden gewandt. Organoide bieten eine Vielzahl von Vorteilen im Vergleich zu herkömmlichen 2D-Modellen, einschließlich der Selbstorganisation, der Beibehaltung ihrer zellulären Polarität und der Vereinfachung von Organen in vitro. Erwachsene Stammzellen können sich selbst erneuern, sich in mehrere Zelltypen differenzieren und sind genomisch stabil über mehrere Passage-Linien hinweg, was eine Vielzahl von technischen Vorteilen bietet und die nächste Rekapitulation der In-vivo-Umgebung darstellt. Unser Labor hat sich darauf konzentriert, 3D-organoidmodelle von Tieren zu erweitern, zu charakterisieren und zu nutzen, insbesondere bei Hunden; aber auch andere Tiere wie Schweine, Schildkröten, Schlangen und Eichhörnchen einzubeziehen, um ihre einzigartigen Anpassungen zu untersuchen. Praktisch können wir 3D-Hundekolonoide für das Screening von entzündungshemmenden Kandidaten unter Verwendung unseres Tumornekrosefaktor (TNF)-α-Stimulationsmodells verwenden. Darüber hinaus haben wir Schweinelungenorganoide gezüchtet und verwendet, um die Aufnahme von H1N1-Viren zu untersuchen. Des Weiteren haben wir Tumorganoide/Sphäroide aus verschiedenen Hundekrebsarten, einschließlich urotelialem Karzinom (abgeleitet aus Urin und Biopsien) und Nasenkrebs, unter biobankent, mit zukünftigen Anwendungen in der präzisen Veterinärmedizin und vergleichenden Onkologie. Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir eine In-vitro-Analyse verschiedener Chemotherapien und Kombinationstherapien in unterschiedlichen Konzentrationen bei Patienten durchgeführt, um In-vivo-Reaktionen vorherzusagen und die Vorhersagefähigkeit des Organoidmodells zu demonstrieren. Schließlich hat unser Labor eine Reihe gesunder Organoidlinien von Hunden aus Bauchspeicheldrüse, Lunge, Leber, Blase, Dickdarm und Hypophyse abgeleitet und charakterisiert, um als gesunde Kontrollen in mechanistischen Studien zur Krankheitsentstehung und für Anwendungen in der Grundlagenbiologie zu dienen. Zusammenfassend können In-vitro-Organoidmodelle aus verschiedenen Tierarten und Geweben in einer Vielzahl von Grundlagen- und angewandten Forschungsfeldern genutzt werden, einschließlich Virologie, Toxikologie und Onkologie, mit dem Potenzial, unser wissenschaftliches Verständnis von Krankheiten zu erweitern und die menschliche und veterinärmedizinische Versorgung insgesamt zu verbessern.