Forscher Pioneer -Methode zur Messung der Steifheit der Lebergewebe ohne Beschädigung

Forscher in Südkorea haben ein Modell für Organoid-Erkrankungen und eine nicht-zerstörerische Steifigkeitsanalyse-Technologie zur Bewertung der Wirksamkeit neuer Arzneimittel gegen Fettlebererkrankungen entwickelt.

Das von Dr. Hyunwoo Kim und Dr. Myungae Bae vom Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) unter der Leitung des Forschungsteams hat die quantitative Steifigkeitsmessungstechnik auf Nano-Probe-basierten Quantitativen entwickelt, um das künstliche Organoidmodell zu minimieren und gleichzeitig den Schaden der Gewebe zu minimieren.

Eine nichtalkoholische Fettlebererkrankung tritt auf, wenn sich in Leberzellen über übermäßiges Essen oder mangelnde Bewegung übermäßiges Fett ansammelt, was die Leber weicher macht. Im Laufe der Zeit kann die Erkrankung zu Fibrose, Zirrhose und letztendlich lebensbedrohlichen Krankheiten wie Leberkrebs führen. Daher ist es entscheidend, in der Arzneimittelentwicklung bei Lebererkrankungen wirksame Behandlungen im frühen Fettleberstadium zu identifizieren.

Die Arzneimittelentwicklung bei Lebererkrankungen beinhaltet wiederholte Tests von Kandidatenmedikamenten auf krankheitsmächtige Organoide und die Analyse ihrer Reaktionen. Insbesondere die physische Steifheit von Lebergeweben ist nützlicher Hersteller, was auf den Fortschritt der NAFLD hinweist. Durch kontinuierliche und in-situ-Messungen ihrer Steifheit sind jedoch eine Herausforderung, da die aktuellen Messmethoden hauptsächlich auf die gesamte Organoidfläche bis zur Zerstörung angewiesen sind.

Das Forschungsteam hat eine Technik entwickelt, die die nicht-zerstörerische und in-situ-Messung von Leberorganoiden ermöglicht, die mit fettem Lebererkrankungen modelliert und gleichzeitig am Leben erhalten werden. Durch die Anwendung einiger Nano-Newton-Kräfte auf die Sonden-Organoid-Grenzfläche unter Verwendung von Nano-Sonden konnte das Team die lokalisierte Steifheit quantitativ messen, ohne den Organoid zu beschädigen.

Um die Machbarkeit der lokalen Steifigkeitsmessungstechnik auf Nano-Probe-Basis nachzuweisen, färbten sie das künstliche Organoid mit einem Farbstoff, um fettreiche reichen/schlechten Regionen zu identifizieren, in denen starke/schwache Fluoreszenzintensitäten beobachtet werden.

Für die Steifigkeitsmessung wurde „Nano-Probe“ mit einer Spitze der an einem winzigen Cantilever befestigten Nanometergröße von Nanometern langsam in Organoidgewebe eingewiesen.

Der Grad der Biegung des Nano-Probe während des Drückens des Organoids wurde durch Laserreflexion auf der Sondenoberfläche genau gemessen. Durch die Korrelation des Biegegrades bis zur Steifheit wurde der quantifizierte Steifigkeitswert als parametrisiert im Young -Modul erlangt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die eine chemische Fixierung erforderten, bei der das Organoid getötet wurde, ermöglicht die neue Nano-Probe-Technik „Live“ -Messungen, während die Lebensfähigkeit des Organoids in Kulturmedien aufrechterhalten wird. Durch die Anwendung einer flachen Eindrückung von ungefähr 5 Mikrometern schädigt die Methode das Lebergewebe überhaupt nicht.

Die Anwendung der neu entwickelten „Nano-Probe-Steifigkeitsmessungstechnologie“ auf nichtalkoholische Fettleber-Organoid-Modelle ergab, dass die Steifheit von fettakkumulierten Regionen im Vergleich zu Bereichen mit schwacher Fluoreszenz ungefähr 35% weicher betrug. Dies bestätigt die Fähigkeit, spezifische Regionen genau abzuzielen.

Durch die Verwendung der Fluoreszenzbildgebung der Lipidakkumulation zur Bestimmung der Messstellen wurde die Gesamtmesszeit im Vergleich zu zufälligen Stichprobenverfahren um mehr als die Hälfte reduziert. Darüber hinaus wurde die Lebensfähigkeit der Leberzellen nach der Messung bei über 97%aufrechterhalten, was eine minimale Gewebeschädigung aufwies.

In Zukunft strebt das Forschungsteam darauf an, ein kontinuierliches Arzneimittelbewertungssystem zu entwickeln, das die nicht zerstörerische Überwachung des Fortschreitens der Krankheit in einem einzigen Organoid über mehrere Stadien ermöglicht.

Das Forschungsteam erklärte: „Diese Technologie ermöglicht eine bequeme Analyse von Veränderungen des Krankheitsmodells während der Entwicklung von Fettleber-Arzneimitteln. „Krict-Präsident Lee Young-Kook fügte hinzu.“ Wir erwarten, dass diese Technologie nicht nur für die Entwicklung von Lebererkrankungen, sondern auch für andere Fortschritte bei der Behandlung von Krankheiten anwendbar ist.„

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