Organoides pulmonares (de pulmón)
Cribado de alto rendimiento y alto contenido de organoides de pulmón 3D para la creación de modelos de enfermedades y la evaluación de la toxicidad
Organoides pulmonares (pulmón, vías respiratorias)
Los cultivos de organoides de pulmón son modelos de microtejido 3D que recrean las características morfológicas y funcionales de las vías respiratorias. Pueden estar formados por células epiteliales primarias de pulmón humano en matriz extracelular con factores de crecimiento. Las células pueden autoensamblarse en el epitelio pulmonar multilinaje que comprende diferentes poblaciones celulares.
Los organoides de pulmón muestran rasgos característicos de las vías respiratorias humanas, como la estructura alveolar, la secreción de mucosidad, el movimiento ciliar y la regeneración. Esta relevancia biológica permite el estudio de los mecanismos de reparación/regeneración en lesiones pulmonares y los cambios fenotípicos en enfermedades pulmonares. Los organoides de pulmón también se pueden utilizar para realizar evaluaciones de la toxicidad o análisis de fármacos.
Puesto que los organoides de pulmón están huecos, con lumen y cavidades en su interior, la luz penetra fácilmente. Esto los hace compatibles con ensayos biológicos 3D y adecuados para la adquisición de imágenes confocales, lo que permite la caracterización cuantitativa del contenido celular, la evaluación de células vivas-muertas y la puntuación de marcadores específicos de las células.
Cultivo celular, adquisición de imágenes y análisis automatizados de sistemas biológicos complejos
Vea nuestro breve vídeo con la Dra. Oksana Sirenko, científica sénior, en el que describe un sistema automatizado integrado que permite la monitorización, mantenimiento y caracterización automáticos del crecimiento y diferenciación de células madre y organoides, así como el análisis de los efectos de diferentes compuestos.
Se muestran métodos para la automatización con éxito y la adquisición de imágenes de alto contenido avanzada para incrementar el rendimiento de tres flujos de trabajo complejos: cultivo de iPSC, organoides de pulmón 3D y organoides intestinales.
Automatización de los protocolos de cultivo y adquisición de imágenes de organoides de pulmón 3D
Los organoides de pulmón se pueden cultivar y monitorizar mediante flujos de trabajo automatizados. El siguiente sistema automatizado integrado incluye el sistema ImageXpress Confocal HT.ai y software de análisis, incubador automático, manipulador de líquidos Biomek y un dispositivo robótico. El análisis de imágenes basado en el aprendizaje automático permite hacer un seguimiento del crecimiento del diámetro y el área, la densidad y el número de objetos. El análisis avanzado de la imagen permite la reconstrucción 3D y el análisis complejo de organoides, incluida la morfología celular, la viabilidad y los marcadores de diferenciación.
Protocolo experimental para organoides de pulmón
- Precultivo 2D - Los organoides de pulmón 3D se obtuvieron a partir de células epiteliales primarias de pulmón humano y se expandieron durante dos semanas en cultivo 2D.
- Desarrollo de organoides 3D - A continuación, las células se siembran en cúpulas de Matrigel al 90 % usando reactivos. Las células formaron organoides 3D y se alimentaron cada dos días durante dos semanas utilizando medios de siembra y, a continuación, se diferenciaron durante otras seis semanas.
- Cultivo de organoides - Los organoides se crecieron en diferentes formatos de placa y después se trataron con compuestos o se tiñeron con diversos marcadores para evaluar la morfología y la viabilidad.
- Monitorización del crecimiento y desarrollo de organoides - El crecimiento y desarrollo de los organoides se monitoriza en Matrigel mediante la adquisición de imágenes de luz transmitida o con tinción de Hoechst que permitía la evaluación del tamaño, volumen y complejidad de los organoides.
- Adquisición de imágenes confocales y análisis 3D/IA - La adquisición de imágenes confocales en combinación con el análisis 3D permitió la caracterización cuantitativa del contenido celular, así como el recuento y medición de las células con diferentes fenotipos dentro de los organoides (recuento celular, evaluación de células vivas/muertas, puntuación celular para marcadores específicos, etc.). El modelo se puede utilizar para la evaluación de la toxicidad de fármacos y de otros compuestos.
Nuestra automatización de laboratorios para el cribado de alto contenido y alto rendimiento cuenta con científicos e ingenieros para personalizar nuestros instrumentos y automatizar flujos de trabajo completos para cubrir las necesidades específicas de su ensayo, método o protocolo. Desde incubadores, manipuladores de líquidos y robótica para software y hardware personalizados, y con más de 35 años de experiencia en el sector de ciencias de la vida, puede contar con nosotros para suministrarle productos de calidad y proporcionarle asistencia en todo el mundo.
Activos destacados
Organoides de pulmón para la creación de modelos de enfermedad y evaluación de la toxicidad mediante la adquisición y el análisis de imágenes de alto contenido 3D
En esta aplicación, se cultivaron células epiteliales primarias de pulmón humano para crear un modelo de pulmón humano con la formación de organoides de pulmón 3D. Las células de los organoides se autoorganizan en estructuras complejas que conservan grupos de células epiteliales multilinaje.
Se empleó la adquisición de imágenes de alto contenido para monitorizar el crecimiento y la diferenciación de los organoides de pulmón. La reconstrucción 3D permitió un análisis más complejo de la estructura de los organoides. Dentro de los organoides también se pueden medir la morfología celular, el estado de viabilidad y la expresión de diferentes marcadores celulares.
Galería de imágenes de células de organoides de pulmón
Análisis de imagen de organoide
Organoides de pulmón
Organoides de pulmón 2
La adquisición automática de imágenes de organoides vivos en Matrigel se realizó utilizando la opción confocal, aumento 4X y 10X
Organoide de pulmón de alta complejidad
Células de organoide de intestino con dTomato en rojo, detección de doble positivas (mNeon) en verde
Genes expresados internamente, dTomato magenta, mNeon verde, 10X
Organoide intestinal 40X, recuento celular dTomato
Organoide de pulmón 10X, 20X, varias tinciones Hoechst MitoTracker
Organoides de pulmón, proyección de imagen y panel con Z-stack; células vivas teñidas con Hoechst azul (núcleos), MitoTracker (rojo, mitocondrias) y calceína AM (verde, colorante de viabilidad); 20X inmersión en agua
Organoides de pulmón 3
Organoides de pulmón 4
Organoides de pulmón, células epiteliales de vías respiratorias cultivadas en cúpulas de Matrigel durante 8 semanas
Análisis de organoides, clasificación de células multiplexada
Análisis de organoides, clasificación de células multiplexada 2
Desarrollo de organoides
Últimos recursos sobre investigación con organoides
La complejidad de los ensayos 3D sigue siendo un obstáculo para la adopción más amplia de modelos de organoides en la investigación y el cribado de fármacos. Las nuevas herramientas avanzadas para la adquisición y análisis de imágenes, así como la automatización de ensayos, son críticas para incrementar la calidad de la información, el rendimiento y la precisión de modelos biológicos complejos. Descubra cómo las herramientas de adquisición y análisis de imágenes de alto contenido y alto rendimiento combinadas con herramientas de análisis basadas en IA pueden mejorar la precisión de sus estudios con organoides.