Des chercheurs en Corée du Sud ont développé un modèle de maladie organoïde et une technologie d'analyse de raideur non destructive pour évaluer l'efficacité de nouveaux médicaments pour les maladies hépatiques.
L'équipe de recherche dirigée par le Dr Hyunwoo Kim et le Dr Myungae BAE au Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) a développé la technique de mesure de la rigidité quantitative à base de nano-reprobe pour une maladie hépatique non alcoolique (NAFLD) simule le modèle organoïde artificiel tout en minimisant les dommages aux tissus.
La maladie hépatique non alcoolique se produit lorsque des graisses excessives s'accumulent dans les cellules hépatiques en raison de la suralimentation ou du manque d'exercice, ce qui rend le foie plus doux. Au fil du temps, la condition peut progresser vers la fibrose, la cirrhose et, finalement, les maladies mortelles telles que le cancer du foie. Par conséquent, dans le développement de médicaments pour les maladies hépatiques, l'identification des traitements efficaces au stade hépatique précoce est crucial.
Le développement de médicaments pour les maladies hépatiques implique des tests répétés de médicaments candidats sur des organoïdes imitants de la maladie et analysant leurs réponses. En particulier, la rigidité physique des tissus hépatiques est un fabricant utile indiquant la progression du NAFLD; Cependant, les mesures continues et in situ de leur rigidité sont difficiles, car les méthodes de mesure actuelles s'appuient principalement sur la presse dans toute la zone de l'organoïde jusqu'à la destruction.
L'équipe de recherche a développé une technique qui permet la mesure non destructive et in situ des organoïdes hépatiques modélisés par une maladie hépatique graisseuse tout en les gardant en vie. En appliquant quelques forces de nano-Newton sur l'interface de sonde-organoïde en utilisant des sondes à l'échelle nano, l'équipe a pu mesurer quantitativement la rigidité localisée sans endommager l'organoïde.
Pour prouver la faisabilité de la technique de mesure de la rigidité locale à base de nano-sondage, ils ont coloré l'organoïde artificiel avec un colorant pour identifier les régions riches / pauvres de l'accumulation de graisse, où des intensités de fluorescence fortes / faibles sont respectivement observées.
Pour la mesure de la rigidité, « nano-sonde » avec une taille de sommet de dizaines de nanomètres attachés sur un cantilever minuscule a été lentement en retrait dans les tissus organoïdes.
Le degré de flexion de la nano-sondage lors de la pression de l'organoïde a été mesuré avec précision par réflexion laser sur la surface de la sonde. En corrélant le degré de flexion à la rigidité, la valeur de rigidité quantifiée a été acquise comme paramétrée dans le module de Young.
Contrairement aux méthodes conventionnelles qui nécessitaient une fixation chimique, qui a tué l'organoïde, la nouvelle technique nano-sonde permet des mesures « en direct » tout en maintenant la viabilité de l'organoïde dans les milieux de culture. De plus, en appliquant une indentation peu profonde d'environ 5 micromètres, la méthode n'endommage pas du tout le tissu hépatique.
L'application de la «technologie de mesure de la rigidité nano-sondage» nouvellement développée aux modèles organoïdes hépatiques non alcoolisés a révélé que la rigidité des régions accumulées en matières grasses émettant une forte fluorescence était d'environ 35% plus douce en termes de module de Young par rapport aux zones à faible fluorescence. Cela confirme la capacité de cibler avec précision les régions spécifiques.
En utilisant l'imagerie par fluorescence de l'accumulation de lipides pour déterminer les emplacements de mesure, le temps de mesure total a été réduit de plus de la moitié par rapport aux méthodes d'échantillonnage aléatoires. De plus, la viabilité des cellules hépatiques après la mesure a été maintenue à plus de 97%, démontrant des lésions tissulaires minimales.
À l'avenir, l'équipe de recherche vise à développer un système continu d'évaluation des médicaments qui permet une surveillance non destructive de la progression de la maladie dans un seul organoïde sur plusieurs étapes.
L'équipe de recherche a déclaré: « Cette technologie permet une analyse pratique des changements de modèle de maladie pendant le développement de médicaments hépatiques. « Le président de Krict, Lee Young-Kook, a ajouté: » Nous nous attendons à ce que cette technologie soit largement applicable non seulement au développement de médicaments contre les maladies du foie, mais aussi pour d'autres progrès du traitement des maladies.«
