จากลำไส้ถึงจอประสาทตา ภาพเรืองแสงและระบบที่สร้างขึ้นใหม่แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองขั้นสูงกำลังเปลี่ยนแปลงการวิจัยทางเภสัชกรรมอย่างไร

ภาพที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการของสถาบันชีววิทยาของมนุษย์ การทดลองของโรชเผยให้เห็นชีววิทยาที่ยากต่อการสังเกตด้วยตาเปล่า ออร์แกนอยด์ เนื้อเยื่อที่สร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยีชีวภาพ เครือข่ายหลอดเลือด และชิ้นส่วนเนื้อเยื่อมนุษย์กลายเป็นโครงสร้างสามมิติที่มีสีเรืองแสงแทรกอยู่ ซึ่งแต่ละสีใช้ระบุเซลล์ โปรตีน หรือส่วนประกอบทางชีววิทยาที่แตกต่างกัน

La แกลเลอรี่ภาพ เป็นการเติมเต็มข้อมูลเชิงลึกสองประการที่ Innovando.News ได้นำเสนอไปแล้วเกี่ยวกับ IHB ในบาเซิล และผลงานของ คริสตอฟ โอเบอริสต์ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างเป็นรูปธรรมว่าการสร้างแบบจำลองทดลองที่สามารถเข้าใกล้สรีรวิทยาของมนุษย์ได้นั้นหมายความว่าอย่างไร

ประเด็นไม่ได้อยู่ที่การสร้างอวัยวะทั้งชิ้นขึ้นมาใหม่ในขนาดเล็ก แต่เป็นการสร้างลักษณะสำคัญบางประการของอวัยวะเหล่านั้นขึ้นมาใหม่ในระบบที่สามารถควบคุมและสังเกตได้ การเพาะเลี้ยงเซลล์แบบสามมิติสามารถรักษาความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ชนิดต่างๆ รูปทรงของเนื้อเยื่อ และหน้าที่การทำงาน ซึ่งเป็นสิ่งที่ยากต่อการแสดงในรูปแบบการเพาะเลี้ยงเซลล์แบบสองมิติแบบดั้งเดิม

ภาพที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดอย่างหนึ่งคือ... แบบจำลองลำไส้ลำไส้เทียมขนาดเล็กที่สร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยีชีววิศวกรรมจำลองพื้นผิวเยื่อบุผิวที่สามารถผลิตเมือกได้ ในขณะที่ออร์แกนอยด์อื่นๆ แสดงให้เห็นวิลลัสและโครงสร้างเซลล์ที่เป็นระเบียบ และตัวบ่งชี้ทางพันธุกรรมเรืองแสงช่วยให้สามารถแยกแยะประชากรที่แตกต่างกันภายในเนื้อเยื่อเดียวกันได้พร้อมกัน

ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์จึงเปลี่ยนตัวอย่างทางชีวภาพให้กลายเป็นรูปแบบหนึ่ง แผนที่การทำงานสีสันเหล่านี้ไม่ได้มีไว้เพื่อความสวยงามเพียงอย่างเดียว แต่ยังช่วยให้นักวิจัยสามารถจำแนกส่วนประกอบของเซลล์ที่เฉพาะเจาะจง เปรียบเทียบตำแหน่งของส่วนประกอบเหล่านั้น และวัดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของแบบจำลองระหว่างการทดลองได้อีกด้วย

นอกจากนี้ คอลเล็กชันนี้ยังรวมถึง หลอดเลือดฝอยของมนุษย์ที่ได้รับการดัดแปลงทางชีวภาพ และแบบจำลองของหลอดเลือดในจอประสาทตา เครือข่ายที่แตกแขนงอย่างหนาแน่นเน้นให้เห็นว่ารูปทรงเรขาคณิตของหลอดเลือดขนาดเล็กเป็นส่วนสำคัญของสรีรวิทยาของเนื้อเยื่อ และความสำคัญของการสร้างแบบจำลองขึ้นใหม่ในห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาพยาธิสภาพและการตอบสนองต่อการรักษาที่อาจเกิดขึ้น

ควบคู่ไปกับแบบจำลองที่สร้างขึ้นใหม่โดยเทียม ปรากฏให้เห็น การปลูกถ่ายอวัยวะของมนุษย์ตัวอย่างจากลำไส้เล็กส่วนต้นและปอดช่วยรักษาโครงสร้างเนื้อเยื่อดั้งเดิมบางส่วนไว้ และช่วยให้สามารถเปรียบเทียบระบบที่สร้างขึ้นทางชีววิศวกรรมกับโครงสร้างทางชีวภาพจริง ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองใหม่

ภาพของ... มีความสำคัญเป็นพิเศษ ออร์แกนอยด์ลำไส้ที่มีช่องภูมิคุ้มกันประจำถิ่นในความเป็นจริง งานวิจัยกำลังก้าวไปไกลกว่าระบบที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อชนิดเดียว โดยบูรณาการเซลล์ที่แตกต่างกันเพื่อจำลองปฏิสัมพันธ์บางส่วนที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต

ตรรกะเดียวกันนี้ยังใช้กับ ออร์แกนอยด์ที่ได้จากผู้ป่วยซึ่งจะช่วยคงความแปรปรวนทางชีวภาพบางส่วนของแต่ละบุคคลไว้ในแบบจำลองการทดลอง นี่เป็นหนึ่งในวิธีที่เครื่องมือเหล่านี้สามารถช่วยให้การวิจัยก่อนคลินิกเข้าใกล้การแพทย์แม่นยำมากขึ้น

ภาพถ่ายที่อุทิศให้กับ แบบจำลองเนื้องอกสามมิติ สุดท้ายนี้ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าความซับซ้อนสามารถนำมาใช้ในด้านมะเร็งวิทยาได้อย่างไร มีการสังเกตประชากรเซลล์และองค์ประกอบของสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคในเชิงพื้นที่ เพื่อทำความเข้าใจไม่เพียงแต่ว่าการรักษาจะได้ผลหรือไม่ แต่ยังรวมถึงว่าผลนั้นปรากฏที่ใดและผ่านปฏิสัมพันธ์ใดบ้างด้วย

แนวทางนี้เป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ที่กว้างขึ้นของ IHB ซึ่งบูรณาการออร์แกนอยด์ วิศวกรรมชีวภาพ ระบบออร์แกนบนชิป การวิเคราะห์เชิงคำนวณ และปัญญาประดิษฐ์ โดยมีเป้าหมายเพื่อทำให้การค้นพบยาแม่นยำยิ่งขึ้นและเน้นมนุษย์เป็นศูนย์กลางมากขึ้น

ดังนั้น แกลเลอรีภาพถ่ายจึงแสดงให้เห็นด้านที่มองเห็นได้ของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระดับจุลภาค สิ่งที่ปรากฏให้เห็นเป็นภาพทิวทัศน์เรืองแสงนั้น แท้จริงแล้วคือเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่สร้างขึ้นเพื่อตรวจสอบเนื้อเยื่อ โรค และการตอบสนองต่อยาในรายละเอียดที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ

ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเชิงลึกสามประการที่คุณอาจสนใจ:

คริสตอฟ โอเบอริสต์: "ออร์แกนอยด์เพื่อความเข้าใจโรคในมนุษย์ได้ดียิ่งขึ้น"
Roche เร่งการวิจัยด้วยแบบจำลองมนุษย์และปัญญาประดิษฐ์ได้อย่างไร
Evo 2 เขียนจีโนมทั้งหมดและสร้างไวรัส 16 ชนิดเพื่อต่อต้านเชื้อแบคทีเรีย Escherichia coli