Pulmonale (Lungen-)Organoide

Lungen-Organoidkulturen sind 3D-Mikrogewebemodelle, die die morphologischen und funktionellen Eigenschaften der Atemwege nachbilden. Sie können aus primären menschlichen Lungenepithelzellen in extrazellulärer Matrix (EZM) mit Wachstumsfaktoren erzeugt werden. Die Zellen können sich selbst zu einem mehrschichtigen Lungenepithel zusammensetzen, das aus verschiedenen Zellpopulationen besteht.

Lungenorganoide weisen charakteristische Merkmale der menschlichen Atemwege auf, z. B. die Schleimsekretion, den Zilienschlag und die Regenerationsfähigkeit. Diese biologische Relevanz ermöglicht die Untersuchung von Reparatur- / Regenerationsmechanismen bei einer Lungenschädigung und von phänotypischen Veränderungen bei Lungenkrankheiten. Lungen-Organoide können auch zur Beurteilung der Toxizität oder für Wirkstofftests eingesetzt werden.

Da Lungenorganoide hohl sind, mit einem Lumen und Hohlräumen im Inneren, können sie leicht von Licht durchdrungen werden. Dadurch sind sie mit biologischen 3D-Assays kompatibel und eignen sich für das konfokale Imaging, das eine quantitative Charakterisierung des Zellinhalts, eine Lebendig-Tot-Beurteilung sowie eine Untersuchung der Zellen auf bestimmte Marker ermöglicht.

Lungenorganoide können mithilfe automatisierter Arbeitsabläufe kultiviert und überwacht werden. Eine auf maschinellem Lernen basierende Bildanalyse kann die Zunahme des Durchmessers, der Fläche, der Dichte und der Anzahl an Objekten nachverfolgen. Die fortschrittliche Bildanalyse ermöglicht die 3D-Rekonstitution und die komplexe Analyse von Organoiden, einschließlich der Zellmorphologie, der Lebensfähigkeit und von Differenzierungsmarkern.