Un equipo de científicos, dirigido por Xiling Shen, Ph.D., director científico y profesor del Instituto Terasaki para la Innovación Biomédica (TIBI), ha alcanzado nuevos niveles en el desarrollo de modelos de pacientes. Han desarrollado métodos mejorados para generar microorganosferas (MOS) y han demostrado que estos MOS tienen capacidades superiores para una variedad de usos clínicos. Como se documenta en una publicación reciente en Stem Cell Reports , sus MOS se pueden utilizar como avatares de pacientes para estudios que involucran infección viral directa, penetración de células inmunitarias y detección de fármacos terapéuticos de alto rendimiento, algo que no se puede obtener con modelos convencionales derivados de pacientes.

El equipo del Dr. Shen ha desarrollado tecnología de microfluidos de emulsión para crear MOS, que son pequeñas gotas de extracto de membrana basal (BME) del tamaño de un nanolitro compuestas de mezclas de células de tejido que se pueden generar a un ritmo rápido desde un dispositivo automatizado. Una vez creadas las gotas, el exceso de aceite se elimina mediante un innovador proceso de demulsificación de membranas, lo que deja atrás miles de gotas viscosas de tamaño uniforme que contienen diminutas estructuras de tejido en 3D.

El equipo pasó a demostrar capacidades y características únicas de MOS en varios experimentos pioneros. Pudieron demostrar que el MOS podía crearse a partir de una variedad de fuentes de tejido diferentes y que el MOS resultante conservaba la morfología histopatológica, la capacidad de diferenciación y expresión genética, y la capacidad de congelarse y subcultivarse, como en los organoides convencionales. .

Se realizaron experimentos para probar la capacidad de infectar MOS con virus. A diferencia de los organoides convencionales, MOS puede infectarse directamente con virus sin la eliminación y suspensión de células de su andamio BME circundante, recapitulando así el proceso de infección viral del tejido huésped. El equipo del Dr. Shen pudo crear un atlas MOS de tejidos respiratorios y digestivos humanos a partir de autopsias de pacientes e infectarlos con virus SARS-COV-2, seguido de una detección de drogas para identificar fármacos que bloquean la infección viral y la replicación dentro de esos tejidos.

MOS también proporciona una plataforma única para estudiar y desarrollar terapias con células inmunitarias. Dentro del límite de difusión natural del tejido vascularizado, el MOS derivado de tumores permitió una penetración suficiente de las células T inmunitarias terapéuticas como CAR-T, lo que permitió un nuevo ensayo de potencia de células T para evaluar la eliminación de tumores por parte de las células T modificadas. Dicho modelo sería muy útil para investigar la capacidad de respuesta de los tumores y desarrollar terapias de células inmunitarias antitumorales.

MOS podría integrarse aún más con el análisis de imágenes de aprendizaje profundo para la prueba rápida de drogas de biopsias de tumores clínicos pequeños y heterogéneos. Además, el algoritmo pudo distinguir los efectos de los fármacos citotóxicos frente a los citostáticos y los clones resistentes a los fármacos que darán lugar a una recaída posterior. Esta capacidad innovadora allanará el camino para que MOS se utilice en la clínica para informar las decisiones terapéuticas.

"El Dr. Shen y su equipo continúan refinando y mejorando la tecnología MOS y destacando su versatilidad, no solo como un modelo fisiológico para detectar posibles tratamientos personalizados, sino también para estudios de enfermedades y una variedad de otras aplicaciones", dijo Ali. Khademhosseini, Ph.D., Director y CEO de TIBI. "Parece ser la ola del futuro para la medicina de precisión". + Explora más

Las microorganosferas derivadas de pacientes permiten una oncología de precisión de vanguardia