Monitorización de los efectos de los componentes del medio en el crecimiento y la diferenciación de organoides de yemas hepáticas provenientes de células humanas iPS con el sistema de monitorización de incubación Provi™ CM20 de Olympus

Introducción

Los organoides (o, también denominados, orgánulos u organelas) son usados en la investigación biológica del desarrollo para comprender la organogénesis, como también en la investigación de descubrimiento de fármacos para dilucidar el mecanismo patogénico de las enfermedades a fin de encontrar un tratamiento eficaz. La optimización de las condiciones de cultivo, como los factores de crecimiento y los compuestos moleculares pequeños, es esencial para el cultivo exitoso de organoides. En la actualidad, las óptimas condiciones de cultivo se logran por medio de una metodología de prueba-error; además, es importante observar cuidadosamente los cambios en el comportamiento y la morfología de las células cultivadas bajo cada condición. En esta nota de aplicación, se mostrará cómo el sistema Provi™ CM20 de Olympus brinda resultados cualitativos y esenciales para establecer óptimas condiciones de cultivo destinadas a los organoides hepáticos.

Esquema experimental

La creación de organoides hepáticos provenientes de células humanas iPS ha mostrado un valor potencial en una variedad de configuraciones (Koido M et al., Nature Medicine 2020 [PMID: 32895570], Takebe T et al., Nature 2013 [PMID: 23823721]). En este experimento, se diferenciaron organoides de yemas hepáticas provenientes de células humanas iPS en un sistema de cultivo tridimensional. Se probaron cinco distintas condiciones en las que se modificaron los componentes del medio para alterar las etapas posteriores de la diferenciación de las yemas hepáticas (denominadas aquí A, B, C, D y E). Se analizó la diferenciación y la morfología de los organoides para definir el efecto de los diferentes compuestos y encontrar la condición óptima de cultivo. El sistema de monitorización de incubación CM20 fue usado para adquirir información sobre los organoides cultivados en 3D que fueron colocados en una placa de 24 pocillos durante un período de aproximadamente 2 semanas (Figura 1).

Figura 1. Descripción general de las condiciones experimentales

Resultados

Bajo la condición A ya determinada, se observó la formación de organoides esféricos y el desarrollo gradual de estructuras autoorganizadas. En las condiciones B y C se observó la formación de organoides morfológicamente similares a los de A. Por otro lado, la aplicación de las condiciones D y E condujo a un aumento en el diámetro y la cantidad de organoides (Figura 2). Los datos temporales obtenidos con el sistema CM20 también revelaron que la dilatación luminal observada en las condiciones D y E se produjo aproximadamente 4 a 5 días después de la adición del compuesto (Figura 3).

Conclusión

En conclusión, se descubrió que al usar el sistema de monitorización CM20, el estado de los organoides tridimensionales cultivados en placas multipocillo puede monitorearse a lo largo del tiempo y es posible una observación comparativa entre condiciones.

Comentarios de los Dres. Takebe y Yoneyama