Protocollen voor het kweken van co-culturen van microben en organoïden

Met de komst van zogenoemde organoïden – miniatuurversies van menselijke organen in een petrischaaltje – worden de manieren waarop onderzoekers gezonde orgaanfunctie en ziekte kunnen modelleren in het lab snel verbeterd. Organoïden zijn tevens geschikt om te onderzoeken hoe pathogenen zoals bacteriën, virussen of parasieten interacteren met menselijke cellen en ziektes, van darmkanker tot COVID-19, veroorzaken. Wanneer twee of meer verschillende organismen, zoals organoïden en microben, interacteren in een petrischaaltje, spreken we van een co-cultuur.

Co-culturen met organoïden

Onderzoekers uit de groep van Hans Clevers ontwikkelden nieuwe manieren om organoïden bloot te stellen aan microben en hun interacties in detail te karakteriseren. Ze delen hun kennis over co-culturen nu met de rest van de wetenschappelijke wereld via een nieuwe publicatie in Nature Protocols. Samen met hun collega’s beschrijven co-eerste auteurs Jens Puschhof en Cayetano Pleguezuelos-Manzano bijvoorbeeld hoe het midden van organoïden geïnjecteerd kan worden met minuscule naalden, wat een belangrijke stap vormt in het kweken van co-culturen.

Ze illustreren ook hoe geavanceerde microscopietechnieken en andere analyses gebruikt kunnen worden om de transcriptionele en mutagene effecten van pathogenen te profileren in organoïden, wat al heeft geleid tot baanbrekende studies. Bovendien bespreken de onderzoekers welk gedrag kan worden verwacht van de bacteriële co-culturen en welke problemen vaak voorkomen, en bieden ze oplossingen.

Nieuwe onderzoeksrichtingen

De gedeelde protocollen voor het kweken van menselijke miniatuurorganen, en om deze bloot te stellen aan microben, brengen veel mogelijkheden voor verder onderzoek mee. Microbiële gemeenschappen met toenemende complexiteit kunnen bijvoorbeeld worden samengesteld en als co-cultuur worden gekweekt met organoïden. Ook kunnen onderzoekers immuuncellen of fibroblasten toevoegen aan de organoïde co-culturen, waarmee ze het inzicht in de micro-omgeving van kanker – de omgeving direct rondom de kankercellen – stapsgewijs kunnen vergroten.

Publicatie

Intestinal organoid co-cultures with microbes. Puschhof J*, Pleguezuelos-Manzano C*, Martinez-Silgado A, Akkerman N, Saftien A, Boot C, de Waal A, Beumer J, Dutta D, Heo I, Clevers H. Nature Protocols, 2021. doi: 10.1038/s41596-021-00589-z