Výskumníci sú priekopníkom metódy merania tuhosti pečeňových tkanív bez poškodenia

Výskumníci sú priekopníkom metódy merania tuhosti pečeňových tkanív bez poškodenia

Výskumníci v Južnej Kórei vyvinuli model organoidných chorôb a technológiu nedeštruktívnej analýzy tuhosti na vyhodnotenie účinnosti nových liekov na stukovatenie pečene.

To od Dr. Hyunwoo Kim a Dr. Myungae Bae z Kórejského výskumného inštitútu chemickej technológie (KRICT) viedli výskumný tím k vyvinutiu techniky kvantitatívneho merania tuhosti založenej na nano-sonde, aby sa minimalizoval model umelých organoidov a zároveň sa minimalizovalo poškodenie tkanív.

Nealkoholické stukovatenie pečene sa vyskytuje, keď sa v pečeňových bunkách hromadí nadbytočný tuk z prejedania sa alebo nedostatku pohybu, čím sa pečeň stáva mäkšou. V priebehu času môže tento stav viesť k fibróze, cirhóze a nakoniec život ohrozujúcim ochoreniam, ako je rakovina pečene. Preto je pri vývoji liekov na ochorenia pečene kľúčové identifikovať účinnú liečbu v skorých štádiách stukovatenia pečene.

Vývoj liekov na ochorenie pečene zahŕňa opakované testovanie kandidátskych liekov proti organoidom spôsobujúcim ochorenie a analýzu ich reakcií. Najmä fyzická stuhnutosť pečeňových tkanív je užitočným výrobcom, čo naznačuje pokrok NAFLD. Kontinuálne a in-situ merania ich tuhosti sú však náročné, pretože súčasné metódy merania sa spoliehajú hlavne na celú oblasť organoidov až do zničenia.

Výskumný tím vyvinul techniku, ktorá umožňuje nedeštruktívne a in situ meranie pečeňových organoidov modelovaných s tukovou chorobou pečene, pričom ich udržiava nažive. Aplikovaním niektorých nano-Newtonových síl na rozhranie sonda-organoid pomocou nanosond bol tím schopný kvantitatívne zmerať lokalizovanú tuhosť bez poškodenia organoidu.

Aby demonštrovali uskutočniteľnosť techniky lokálneho merania tuhosti založenej na nanosonde, zafarbili umelý organoid farbivom, aby identifikovali oblasti bohaté na tuky/chudobné oblasti, kde sa pozoruje silná/slabá intenzita fluorescencie.

Na meranie tuhosti sa „nano-sonda“ pomaly vložila do organoidného tkaniva pomocou hrotu s veľkosťou nanometrov pripevneného k malej konzole.

Stupeň ohybu nano-sondy pri stláčaní organoidu bol presne meraný laserovým odrazom na povrchu sondy. Koreláciou stupňa ohybu a tuhosti sa získala kvantifikovaná hodnota tuhosti, ako je parametrizovaná v Youngovom module.

Na rozdiel od tradičných metód, ktoré si vyžadovali chemickú fixáciu, ktorá zabila organoid, nová technika nano-sondy umožňuje „živé“ merania pri zachovaní životaschopnosti organoidu v kultivačnom médiu. Aplikáciou plytkej priehlbiny približne 5 mikrónov metóda vôbec nepoškodzuje pečeňové tkanivo.

Aplikácia novo vyvinutej „technológie merania tuhosti nano-sondou“ na nealkoholické modely tukových pečeňových organoidov odhalila, že tuhosť oblastí nahromadených v tuku bola približne o 35 % mäkšia v porovnaní s oblasťami so slabou fluorescenciou. To potvrdzuje schopnosť presne zacieliť na konkrétne regióny.

Použitie fluorescenčného zobrazovania akumulácie lipidov na určenie miest merania znížilo celkový čas merania o viac ako polovicu v porovnaní s metódami náhodného odberu vzoriek. Okrem toho sa po meraní udržala životaschopnosť pečeňových buniek na viac ako 97 %, čo ukazuje minimálne poškodenie tkaniva.

V budúcnosti sa výskumný tím zameriava na vývoj systému nepretržitého hodnotenia liekov, ktorý umožňuje nedeštruktívne monitorovanie progresie ochorenia v jednom organoide vo viacerých štádiách.

Výskumný tím vysvetlil: „Táto technológia umožňuje pohodlnú analýzu zmien modelu ochorenia počas vývoja lieku z tukovej pečene. Prezident Krict Lee Young-Kook dodal. Očakávame, že táto technológia bude použiteľná nielen pri rozvoji ochorení pečene, ale aj pri iných pokrokoch v liečbe ochorení.“

Zdroje: