Insider-Einblicke mit Dr. Vicky Marsh Durban

Als Doktorandin studierte Vicky die Darmbiologie. Sie nutzte Tiermodelle für die Forschung, da sie die einzigen relevanten Modelle waren, die zu dieser Zeit auf dem Markt waren.

Als die Organoid-Kultur in die Szene kam, änderte sie alles für ihr Labor – und für sie. Seitdem treibt sie dieses innovative Feld voran und blickt nicht zurück.

In diesem Beitrag aus unserer Insider-Insights-Serie – in der Experten sowohl schnelle Reaktionen als auch tiefe Überlegungen darüber teilen, was erforderlich ist, um die Wissenschaftler auf die nächsten Schritte vorzubereiten – erzählt uns Vicky, wie assaybereite Organoide die größten Herausforderungen meistern, denen Forscher heute bei der Arbeit mit komplexen, für Menschen relevanten Modellen gegenüberstehen.

Fragende Köpfe möchten Folgendes wissen:

Wie haben Sie gesehen, dass die Entwicklung validierter und assaybereiter, für Menschen relevanter Modelle das tägliche Leben unserer Kunden beeinflusst oder verbessert?

Schnelle Reaktion: Sie können am Freitag eine Idee haben und bis Ende nächster Woche die Daten haben, die Sie benötigen.

Tiefe Reflexion: Zwei Dinge lassen die Augen eines Kunden aufleuchten, wenn er von unseren 3D-fertigen Organoiden hört: die praktische Testbereitschaft und die schiere Anzahl an Organoiden, die wir bereitstellen können.

Wenn ein Forscher an einem Freitag an seinem Schreibtisch sitzt und an ein Experiment denkt, das er angehen möchte, kann er ein Fläschchen mit 3D-Bereit-Organoiden aus dem Gefrierschrank nehmen, auf eine Platte legen und am Montag ein Experiment starten. Am darauffolgenden Freitag haben sie Daten. Diese Erkenntnis, dass Sie keine Subkultur betreiben müssen oder dass etwas eine Welt voller Möglichkeiten eröffnet hat.

Und es ist faszinierend zu sehen, wie Forscher erkennen, wie viele Organoide sich in einem Fläschchen befinden oder wie viele wir in einer Charge produzieren können. Die Überraschung ist spürbar. Sie sind so: „Halten Sie eine Minute. Sie können mir 100.000 Organoide in einer Durchstechflasche geben? Oder eine Charge von Millionen?“ Sie können sehen, wie es durch den Kopf läuft, und erkennen, dass sie viele Experimente durchführen können, ohne lange auf den Einstieg zu warten. Sie müssen sich nicht einschränken, da sie nicht genügend Organoide produzieren können. Sie kommen an einen Punkt, an dem sie entdecken, dass nichts sie von ihren wissenschaftlichen Bemühungen abhält. Sie können so viele Experimente durchführen, wie sie möchten, da die Produktion der Modelle keinen einschränkenden Faktor mehr darstellt.

Warum finden Sie das spannend?

Schnelle Reaktion: Ich liebe es, Wissenschaftler dazu zu befähigen, Wissenschaftler zu sein, die lustigen und exploratorischen Experimente auszuprobieren, die früher vielleicht unerreichbar gewesen wären.

Tiefe Reflexion: Ich freue mich, wenn Kunden neue Experimente erfinden, an die sie noch nie zuvor mit Organoiden gedacht haben. Plötzlich wird ihnen klar, dass sie genug Material haben, um es einfach auszuprobieren, ohne viel zu verlieren, da sie noch keine Monate damit verbracht haben, die Organoide zu wachsen. Sie können diese unkonventionellen, wackeligen Experimente ausprobieren, die vorher zu viel Geld und Engagement gewesen wären. Für mich ist dies eine echte Forschung, die die nächste Generation von Innovationen und wissenschaftlichen Durchbrüchen mit Organoiden voranbringt.

Welche Trends oder Kundenfeedback haben die Innovation in diesem Bereich vorangetrieben?

Schnelle Reaktion: Unsere Kunden wünschen sich zuverlässige, standardisierte Organoide im großen Maßstab. Sie wollen die wertschöpfende Arbeit erledigen, wie die Durchführung des Assays oder des Screenings, wo sie ihren wissenschaftlichen Intellekt wirklich anwenden können.

Tiefe Reflexion: Kunden sagen uns, dass sie ihre Zeit nicht damit verbringen wollen, Organoide selbst anzubauen. Sie wollen die wertschöpfende Arbeit verrichten, wie z. B. den Assay oder das Screening, wo sie ihren wissenschaftlichen Intellekt wirklich anwenden können. Dies zu ermöglichen, war für uns ein wichtiger Faktor. Wir haben unseren Kunden die Anzahl der Organoide zur Verfügung gestellt, die sie benötigen.

In der wissenschaftlichen Forschung gab es auch einen Weckruf über die Reproduzierbarkeitskrise und die Notwendigkeit einer Standardisierung. Die Bedeutung der Replikation von Ergebnissen über Einzelpersonen und Labore hinweg hat uns dazu veranlasst, große Chargen hoch reproduzierbarer Organoide zu erzeugen, die für verschiedene Experimente verwendet werden können, um konsistente Ergebnisse zu gewährleisten.

Welchen gängigen Herausforderungen stehen Kunden heute in der Forschung gegenüber und wie können validierte und assaybereite, für Menschen relevante Modelle neue Möglichkeiten eröffnen?

Schnelle Reaktion: Bei der Vorwärtsdynamik geht es um Zugänglichkeit und die Senkung der Messlatte für komplexe Modellsysteme, wodurch umfangreiche Schulungen zur Handhabung und Verwendung dieser Modelle entfallen.

Tiefe Reflexion: In jüngster Zeit gab es ein erhebliches Bewusstsein und die Aufmerksamkeit, dass 2D-Modelle allein für ein vollständiges Datenpaket unzureichend sind. Der Druck von verschiedenen Quellen – Finanzierungsbehörden, Peer-Reviewern und Regulierungsbehörden – bedeutet, dass Forscher nun aufgefordert werden, mehr für Menschen relevante Modellsysteme wie 3D-Modelle, Organ-on-Chip-Modelle und Multi-Gewebe-Modelle zur Validierung ihrer Ergebnisse zu verwenden. Das kann entmutigend sein, wenn sie noch nie mit diesen Systemen gearbeitet haben.

Unser Fokus liegt auf der Erhöhung der Zugänglichkeit und der Senkung der Eintrittsschwelle, indem Modellsysteme so einfach wie möglich zu bedienen sind und umfangreiche Schulungen zur Handhabung und Verwendung entfallen. Ein tieferes Eintauchen in die komplexe Biologie beruht auf gut charakterisierten, validierten Modellen, die für verschiedene Anwendungen verwendet werden können – von Kokultur-Assays bis hin zu noch anspruchsvolleren 3D-Modellen.

Da die Herausforderungen bei der Verwendung von Organoiden immer geringer werden – und somit immer mehr an Akzeptanz gewinnen – wird es einen noch größeren Bedarf an einer Standardisierung von Modellen geben – ein monströses, aber lohnendes Unterfangen, das für die Branche von Vorteil wäre. Dies hat insbesondere von der FDA Aufmerksamkeit gewonnen, die die Validierung komplexer Modelle für einen bestimmten Anwendungskontext vorantreibt. Es geht darum, spezifische Modelle für definierte Anwendungen zu haben, um spezifische Fragen zu beantworten. Vor allem im Bereich der Toxizitätstests wächst dies mit Standard-Go-to-Assays, die gut bekannt sind und Anwendungen bei der FDA für neue Wirkstoffe unterstützen oder dabei helfen, zu bestimmen, welche Patienten bestimmte Wirkstoffe erhalten sollten oder nicht. Diese Standardisierung ist für die Kunden sehr wichtig, da sie zu komplexen Modellen mehr anlocken oder in einigen Fällen dazu angeregt werden.

In einer Welt, in der validierte und assaybereite, für den Menschen relevante Modelle ihr volles Potenzial ausschöpfen, was wird Ihrer Meinung nach als Nächstes passieren?

Schnelle Reaktion: Die interdisziplinäre Zusammenarbeit wird den Paradigmenwechsel hin zu menschenrelevanten 3D-Modellen weiter vorantreiben und die Grenzen des Möglichen erweitern, wodurch Gewebemodelle relevanter und wirkungsvoller werden, als wir uns jemals vorstellen können.

Tiefe Reflexion: Ich stelle mir eine Zukunft vor, in der die kontinuierliche Entwicklung neuer Modellsysteme in der Wissenschaft echte Innovationen vorantreibt. Hier beginnen all diese neuen Modellsysteme, und die Nachfrage nach komplexeren Systemen steigt. Es ist erstaunlich zu sehen, wie verschiedene technische Innovationen rund um die Form und Struktur menschlicher Gewebe unterschiedliche Zellverhaltensweisen vorantreiben. All dies kommt zusammen – vom Engineering der physikalischen Mikroumgebung über das Engineering der Zellen selbst, die Herstellung und Hinzufügung verschiedener Zelltypen und die Hinzufügung verschiedener physikalischer Kräfte. Der Raum wird immer spannender, da Gewebemodelle immer relevanter werden und diese Verbesserung anhalten wird.

Ich bin auch fasziniert davon, wie verschiedene wissenschaftliche und technische Disziplinen in diesem Bereich tätig werden. Tissue Engineers und Materialwissenschaftler entwickeln neue Zellgerüste, Kulturoberflächen und physikalische Strukturen, um Zellen auf eine gewebeimitierende Weise zu unterstützen. Ingenieure für Chemikalien, Prozesse und Automatisierung arbeiten an der Hinzufügung von Flüssigkeitsströmen, um die Bewegung biologischer Flüssigkeiten in Geweben nachzuahmen, und finden Wege, um die Produktion von Modellen effektiv zu skalieren, um große Chargen mit hoher Reproduzierbarkeit und reduzierten Kosten zu ermöglichen. Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit ist für die Modellierung menschlicher Gewebe und Erkrankungen und die Industrialisierung dieser Modellsysteme von entscheidender Bedeutung. Es wird zu einem faszinierenden Ort, an dem sich verschiedene Disziplinen aus Wissenschaft und Technologie vereinen, um die Grenzen des Möglichen zu erweitern.

Von dem inspiriert, was Sie gelesen haben? Erfahren Sie hier mehr über die 3D-Bereitschaft.

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