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May 30, 2023

OrganoidChip はハイドロゲルを促進します

Scientific Reports volume 13、記事番号: 11268 (2023) この記事を引用 2350 アクセス 12 Altmetric Metrics の詳細 オルガノイドは、自己組織化された細胞集合体の 3 次元構造です

Scientific Reports volume 13、記事番号: 11268 (2023) この記事を引用

2350 アクセス

12 オルトメトリック

メトリクスの詳細

オルガノイドは、生体内臓器の解剖学的特徴を模倣する自己組織化細胞集合体の三次元構造であり、薬物検査用の生体外小型臓器モデルとして機能します。 薬物の毒性と有効性を研究する最も効率的な方法には、最小限の時間で取得された多数のオルガノイドの高解像度イメージングが必要です。 現在、オルガノイドのハイコンテントイメージングを高速で実行できる適切なプラットフォームが不足しています。 この知識のギャップに対処するために、エンドポイントの高速イメージングのためにオルガノイドを固定化する独自の設計を組み込んだマイクロ流体イメージング プラットフォームである OrganoidChip を紹介します。 チップには、6 つの平行な捕捉領域が含まれており、それぞれにステージングおよび固定化チャンバーがあり、ネイティブ培養プレートから移送されたオルガノイドを受け取り、それぞれ固定します。 我々はまず、OrganoidChip が腸オルガノイドと心臓オルガノイドを、それらの生存能力と機能を損なうことなく効率的に固定化できることを実証します。 次に、ドキソルビシン治療に対するオルガノイドの生存率と自発収縮特性の用量依存的反応を評価し、オフチップ実験と同様の結果を得る際のデバイスの機能を示します。 重要なのは、このチップにより、従来のイメージング プラットフォームよりも一桁速い速度でオルガノイド イメージングが可能になり、オルガノイドの漂流、水泳、およびステージの高速移動によって引き起こされるぼやけた画像の取得が防止されることです。 まとめると、OrganoidChip は、将来的にオルガノイドの高スループットかつ高解像度のイメージングを提供できるマルチウェル プレート フォーマットのビルディング ブロックとして機能する、有望なマイクロ流体プラットフォームです。

近年、オルガノイド技術が、対応する臓器組織の固有の特性を再現できる高度な in vitro モデルとして登場しました1。 さまざまな種類の細胞を調査し、オルガノイド微環境内で発生する現象を理解するには、ハイコンテンツ イメージング (HCI) が必要です。 この目標を達成するには、自動化、効率的、高速な方法でサンプルの高解像度および高スループットのイメージングを可能にするプラットフォームが必要です。 オルガノイドを所定の位置に固定する平底デバイスは、HCI に不可欠です。

既存のテクノロジーは、すべての HCI 要件を部分的にしか満たしていません。 例えば、マルチウェルプレートは、オルガノイドのハイスループット培養およびスクリーニングのための従来の手段である（すなわち、96ウェル、384ウェル、および1536ウェルフォーマット）。 これらのプレートには、自己組織化によるオルガノイド (またはスフェロイド) の形成を促進する、丸い U 字型、V 字型、または M 字型の底を備えたウェル (例: Elplasia® および Aggrewell™) が付いています。 ただし、これらのウェルの平底からの逸脱により異常が生じ、オルガノイドの高解像度イメージングが可能になりません。 この問題に対処するには、高解像度で共焦点イメージングを行うために、オルガノイドを平底のガラス表面を備えたマルチウェル プレートに移す必要があります2。 たとえオルガノイドの移送が成功したとしても、平底マルチウェルプレートは、ステージの高速移動中のオルガノイドのドリフトや、イメージング中のウェル内の自然対流の影響を受けやすくなります。 これらのサンプルの動きは、オルガノイド全体をイメージングするために複数の視野 (FOV) と Z スタックのキャプチャを必要とする大型オルガノイドの体積測定および高解像度イメージングを大幅に妨げます。 漂流するだけでなく、ウェル全体内で各オルガノイドを見つけることは時間と労力を要します。 このプロセスでは、低倍率と高倍率の対物レンズを切り替え、繰り返し焦点を合わせてオルガノイドの位置を決定する必要があります。 平底マルチウェルプレートのもう 1 つの欠点は、一部のオルガノイドがウェルの端に位置し、コントラストが低く歪んだ画像が生じるリスクがあることです。