חוקרים בדרום קוריאה פיתחו מודל למחלות אורגנואידים וטכנולוגיית ניתוח נוקשות לא הרסנית להערכת יעילותן של תרופות חדשות למחלות כבד שומניות.
צוות המחקר בראשותו של ד"ר היונוו קים וד"ר מיונגה באה במכון המחקר של קוריאה לטכנולוגיה כימית (KRICT) פיתח את טכניקת מדידת הקשיחות הכמותית המבוססת על ננו-בדיקה (NAFLD) לדמות מודל אורגני מלאכותי תוך צמצום נזק לרקמות.
מחלת כבד שומנית לא אלכוהולית מתרחשת כאשר שומן מוגזם מצטבר בתאי הכבד כתוצאה מאכילת יתר או חוסר פעילות גופנית, מה שהופך את הכבד לרך יותר. עם הזמן המצב יכול להתקדם לפיברוזיס, שחמת ובסופו של דבר מחלות מסכנות חיים כמו סרטן הכבד. לפיכך, בפיתוח תרופות למחלות כבד, זיהוי טיפולים יעילים בשלב הכבד השומני הקדום הוא קריטי.
פיתוח תרופות למחלות כבד כרוך בבדיקה חוזרת ונשנית של תרופות מועמדות על אורגנואידים מחלקים מחלות וניתוח התגובות שלהם. במיוחד, קשיחות גופנית של רקמות כבד הן יצרנית שימושית המעידה על התקדמות NAFLD; עם זאת, מדידות רצופות ומכתובות של קשיחותן הן מאתגרות, מכיוון ששיטות המדידה הנוכחיות מסתמכות בעיקר על לחץ על כל אזור האורגנואיד עד להרס.
צוות המחקר פיתח טכניקה המאפשרת מדידה לא הרסנית ומכתבית של אורגנואידים בכבד המודלים עם מחלת כבד שומנית תוך שמירה על חייהם. על ידי החלת כמה כוחות ננו-ניוטון על ממשק בדיקה-אורנואיד באמצעות בדיקות בקנה מידה ננו, הצוות הצליח למדוד כמותית קשיחות מקומית מבלי לפגוע באורגנואיד.
כדי להוכיח כדאיות של טכניקת מדידת קשיחות מקומית מבוססת ננו, הם הכתבו את האורגנואיד המלאכותי בצבע כדי לזהות אזורים עשירים/עניים בהצטברות שומן, בהם נצפים עוצמות פלואורסצנטיות חזקות/חלשות, בהתאמה.
לצורך מדידת הנוקשות, "ננו-בדיקה" עם גודל איפקס של עשרות ננומטרים המחוברים על שלוחה זעירה הוטבע לאט לרקמות אורגנואיד.
מידת הכיפוף של בדיקת הננו תוך כדי לחיצה על האורגנואיד נמדדה במדויק באמצעות השתקפות לייזר על פני הגשש. על ידי מתאם מידת הכיפוף לקשיחות, נרכש ערך קשיחות מכמת כפרמטר במודולוס של יאנג.
בניגוד לשיטות קונבנציונאליות שדרשו קיבוע כימי, שהרג את האורגנואיד, טכניקת הננו-בדיקה החדשה מאפשרת מדידות "חיות" תוך שמירה על הכדאיות של האורגנואיד בתקשורת תרבותית. בנוסף, על ידי יישום כניסה רדודה של כ -5 מיקרומטר, השיטה אינה פוגעת כלל ברקמת הכבד.
יישום "טכנולוגיית מדידת נוקשות ננו-בדיקה" שפותחה לאחרונה על דגמי אורגנואידים כבד שומניים לא אלכוהוליים חשפה כי הקשיחות של אזורים עם צמצום שומן הפולטים פלואורסצנט חזק היה כ- 35% רך יותר מבחינת המודולוס של יאנג בהשוואה לאזורים עם פלואורסצנט חלש. זה מאשר את היכולת למקד במדויק באזורים ספציפיים.
על ידי שימוש בהדמיית פלואורסצנט של הצטברות שומנים כדי לקבוע מיקומי מדידה, זמן המדידה הכולל הופחת ביותר ממחצית בהשוואה לשיטות דגימה אקראיות. יתר על כן, כדאיות תאי הכבד לאחר מדידה נשמרה על מעל 97%, והדגימה נזק מינימלי לרקמות.
כשהוא מתקדם, צוות המחקר שואף לפתח מערכת הערכת תרופות רציפה המאפשרת מעקב לא הרסני אחר התקדמות המחלה באורגנואיד יחיד על פני מספר רב של שלבים.
צוות המחקר הצהיר, "טכנולוגיה זו מאפשרת ניתוח נוח של שינויים במודל המחלה במהלך פיתוח תרופות בכבד השומני. "הנשיא קריקט לי יאנג-קוק הוסיף," אנו מצפים כי טכנולוגיה זו יישמה באופן נרחב לא רק להתפתחות תרופות למחלות כבד, אלא גם להתקדמות אחרת לטיפול במחלות."
