Diretrizes para Submissão de Amostras
Sequenciação de Organoides: Desbloqueando Insights de Alta Resolução em Oncologia de Precisão
Os organoides—culturas celulares 3D cultivadas in vitro—estão a revolucionar a investigação do cancro. Ao mimetizar de perto a estrutura, microambiente e comportamento biológico de tumores reais, os organoides tumorais oferecem uma plataforma mais precisa para testes de medicamentos e terapia personalizada. Reconhecidos como uma das dez principais inovações científicas por Ciência em 2013 e nomeado Métodos da Natureza Método do Ano em 2017, os organoides ganharam o apelido: "avatares para triagem de drogas."
Se o sequenciamento genético tradicional marcou o início da oncologia de precisão (1.0), então os testes de sensibilidade a medicamentos baseados em organoides sinalizam a sua próxima evolução: oncologia de precisão 2.0.
Agora, com a integração de sequenciação de organoides—incluindo perfis de genoma completo, transcriptómico e epigenómico—os investigadores podem mapear a heterogeneidade tumoral com uma resolução sem precedentes. Esta abordagem multi-ómica permite que os cientistas identifiquem mutações clonais, subtipos transcricionais e mecanismos de resposta a fármacos, tudo dentro do mesmo sistema de organoides. Como resultado, o sequenciamento de organoides liga a fenotipagem funcional a profundas percepções moleculares, permitindo uma descoberta de alvos mais precisa, previsão de resistência e desenvolvimento de biomarcadores.
Em resumo, o sequenciamento de organoides está a transformar modelos tumorais de simples plataformas de teste de medicamentos em plataformas dinâmicas para genómica do cancro de alta resolução—impulsionando uma nova era de medicina verdadeiramente personalizada.
Modelos de Organoides Disponíveis
Atualmente, apoiamos serviços de organoides para 10 dos malignidades mais prevalentes:
- Câncer do esófago
- Colangiocarcinoma (câncer das vias biliares)
- Câncer pancreático
- Câncer do pulmão (incluindo carcinoma de células escamosas e adenocarcinoma)
- Câncer de pulmão de pequenas células
- Câncer gástrico
- Câncer colorretal
- Câncer do ovário
- Câncer da mama
- Carcinoma hepatocelular (câncer do fígado)
Cada modelo é desenvolvido utilizando sistemas de cultura validados para refletir as características tumorais específicas de cada paciente. Quer esteja a explorar a heterogeneidade tumoral ou a testar compostos para tradução clínica, os nossos serviços de organoides tumorais oferecem uma ferramenta poderosa para acelerar os resultados da investigação.
Tabela 1. Análise Comparativa de Vários Modelos de Pesquisa de Tumores
| Critérios de Avaliação | Organoides | Modelos de Rato | PDX | Linhas Celulares | Drosófila | C. elegans | Peixe-zebra |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Facilidade de Estabelecimento | Bom | Parcialmente Adequado | Parcialmente Adequado | Parcialmente Adequado | Menos Adequado | Menos Adequado | Parcialmente Adequado |
| Facilidade de Manutenção | Bom | Bom | Óptimo | Óptimo | Bom | Bom | Bom |
| Mimetismo da Estrutura Tumoral | Bom | Bom | Óptimo | Não Adequado | Bom | Bom | Bom |
| Tempo de Ciclo Experimental | Moderado | Bom | Óptimo | Óptimo | Óptimo | Óptimo | Óptimo |
| Semelhança de Background Genético | Bom | Parcialmente Adequado | Não Adequado | Não Adequado | Parcialmente Adequado | Não Adequado | Parcialmente Adequado |
| Precisão da Triagem de Drogas | Bom | Bom | Óptimo | Menos Adequado | Bom | Bom | Bom |
| Relevância Fisiológica | Parcialmente Adequado | Óptimo | Óptimo | Não Adequado | Parcialmente Adequado | Não Adequado | Parcialmente Adequado |
| Custo do Experimento | Moderado | Bom | Baixo | Óptimo | Óptimo | Óptimo | Bom |
| Eficácia para Modelagem de Tumores Humanos | Óptimo | Bom | Óptimo | Parcialmente Adequado | Parcialmente Adequado | Parcialmente Adequado | Bom |
Os Nossos Pacotes de Solução Um: OrganoCD™
Para apoiar a próxima onda de terapias personalizadas contra o câncer, a CD Genomics agora oferece uma solução de pesquisa especializada focada na identificação de elementos regulatórios chave em organoides tumorais. A nossa tecnologia proprietária OrganoCD™ serviço—baseado na nossa experiência comprovada em epigenética e tecnologia LNA Gapmer—integra Sequenciação CUT&Tag fornecer mapeamento de alta resolução, em todo o genoma, para paisagens epigenéticas e transcricionais.
O que é o OrganoCD™?
OrganoCD™ é um serviço de sequenciação CUT&Tag personalizado otimizado para amostras derivadas de organoides. Permite que os investigadores:
- Perfil de modificações de histonas em todo o genoma
- Mapear locais de ligação de fatores de transcrição em modelos tumorais tridimensionais
- Gerar conjuntos de dados epigenómicos de alta qualidade a partir de material de entrada limitado.
Aplicações na Descoberta de Redes Regulatórias
Combinando OrganoCD™ com mapeamento de super-enhancers e análise do circuito regulador central permite-lhe:
- Identificar fatores de transcrição mestres que impulsionam fenótipos tumorais.
- Revele nós regulatórios críticos envolvidos na progressão da doença.
- Identificar alvos terapêuticos novos com alta especificidade.
Esta abordagem oferece uma estratégia poderosa para descobrir elementos funcionais que impulsionam a oncogénese—abrindo novas possibilidades para terapias nucleicas direcionadas e desenvolvimento de medicamentos de precisão.
Fluxo de Trabalho para Identificação de Elementos Regulatórios Centrais em Organoides Tumorais para Oncologia de Precisão
Nossos Pacotes de Solução Dois: Soluções Multi-Ómicas para Organoides Tumorais
Além do OrganoCD™, a CD Genomics oferece um conjunto de soluções avançadas. serviços de multi-óptica desenhadas especificamente para a investigação de organoides tumorais. Estas soluções combinam tecnologias de sequenciação de ponta com novas percepções da biologia do câncer—oferecendo aos investigadores uma visão mais profunda e integrada do comportamento tumoral.
Explore a Nossa Caixa de Ferramentas Multi-Ómicas de Organoides
A nossa plataforma de investigação de organoides integrada suporta as seguintes técnicas de alta resolução:
- DRUG-seqPerfilagem transcricional de alta capacidade das respostas a compostos
- SLAM-seq: Medição em tempo real de RNA recém-transcrito para monitorizar a expressão génica dinâmica
- EM-seqSequenciação de metilação enzimática para uma análise precisa de metilação de DNA sem bisulfito
Alvo as Fronteiras de Pesquisa Mais Impactantes de Hoje
Estes fluxos de trabalho ómicos estão otimizados para estudos em:
- Mapeamento da resposta a fármacos em organoides
- Atividade de RNA enhancer e regulação transcricional
- Mecanismos de remodelação da cromatina
- Separação de fases e organização subnuclear
Seja a explorar a regulação genética ou a avaliar o impacto terapêutico, a nossa plataforma oferece a profundidade e a flexibilidade necessárias para a oncologia de precisão moderna.
Fluxo de Trabalho Multi-Ómicas Integrado para Pesquisa Baseada em Organoides Tumorais
Os Nossos Pacotes de Soluções 3: Ómicas Espaciais em Organoides Tumorais para Mapeamento do Cancro com Precisão Celular
Ao integrar transcriptómica espacial com modelos de organoides tumorais, os investigadores podem agora capturar toda a complexidade da biologia do cancro em três dimensões. Ao contrário das abordagens tradicionais, a omica espacial preserva a arquitetura natural e heterogeneidade de tumores—oferecendo uma janela mais precisa sobre como as células se comportam nos seus microambientes nativos.
Por que a Caracterização Espacial é Importante na Pesquisa de Organoides
Quando o tecido tumoral é reprogramado em um organoide e depois analisado usando ómicas espaciais, as vantagens são significativas:
- Captura a heterogeneidade tumoral que seria perdida na análise em massa.
- Preserva o contexto espacial para interações entre células e rastreio de linhagens.
- Revela padrões de expressão génica em tipos celulares específicos e regiões teciduais.
Esta tecnologia preenche a lacuna entre informação genética e função biológica, permitindo que os investigadores decifrem os mecanismos moleculares que impulsionam a progressão do tumor, a resistência e a recidiva.
Fluxo de Trabalho de Ómicas Espaciais para Organoides Tumorais
Fluxo de trabalho
Principais Vantagens Técnicas
A CD Genomics oferece uma solução abrangente de sequenciação de organoides de ponta a ponta, projetada para atender às necessidades dos investigadores em oncologia. Desde a cultura até à análise, o nosso serviço integra tecnologias de ponta e protocolos comprovados para fornecer resultados de alto impacto.
Fluxo de Trabalho Integrado e Sem Interrupções
Oferecemos suporte de serviço completo — desde a isolação e cultivo de organoides até triagem de fármacos e sequenciação multi-ômica. Esta abordagem unificada:
- Minimiza o tempo de resposta
- Garante a integridade da amostra em todos os fluxos de trabalho.
- Simplifica a coordenação de projetos para investigadores.
2. Integração Multi-Ómica em Pontos Focais de Investigação
A nossa plataforma combina modelos de organoides com sequenciação epigenómica e transcriptómica de alto rendimento. Isto permite:
- Perspetivas intercamadas sobre a regulação e expressão génica
- Um poderoso conjunto de ferramentas para estudar os mecanismos de resistência a fármacos, a evolução tumoral e muito mais.
- Análise colaborativa em áreas de investigação oncológica populares
3. Compatibilidade com Tipos de Câncer Amplos
Os nossos sistemas de organoides cobrem uma ampla gama de malignidades—desde cancros gastrointestinais a ginecológicos e torácicos—permitindo:
- Modelos personalizados adaptados a tipos específicos de tumores
- Maior relevância translacional para a investigação clínica
- Apoio a investigações sobre cancro raros e comuns
4. Confiabilidade Técnica Comprovada
Com protocolos otimizados e um forte histórico, os nossos serviços de sequenciação de organoides oferecem:
- Altas taxas de sucesso na geração e sequenciação de organoides.
- Dados fiáveis para publicação ou desenvolvimento terapêutico
- Aumento da confiança nos resultados experimentais
Aplicações do Sequenciamento de Organoides Tumorais
Modelos de organoides tumorais, quando combinados com sequenciação multi-ômica avançada, estão a transformar a forma como entendemos e tratamos o câncer. Abaixo estão cinco aplicações principais que estão a impulsionar a oncologia de precisão:
Desvendando a Heterogeneidade Tumoral
Os organoides refletem a complexa composição celular de tumores reais. Integrados com ferramentas como a transcriptómica, permitem que os investigadores:
- Perfil de expressão génica em diversas populações celulares
- Decifrar a variação intra-tumoral a nível molecular
- Compreender melhor como os tumores evoluem e resistem à terapia.
Triagem de Medicamentos e Avaliação de Mecanismos
Os organoides tumorais simulam o microambiente tumoral in vivo de forma mais precisa do que as culturas tradicionais em 2D. Quando utilizados em conjunto com dados multi-ómicos, eles:
- Acelerar a triagem de fármacos de alto rendimento
- Fornecer feedback em tempo real sobre a eficácia do composto e o mecanismo.
- Ajude a identificar candidatos terapêuticos específicos para o paciente.
Estudo da Progressão Tumoral e Metástase
Estabelecer biobancos de organoides tumorais a partir de amostras de pacientes permite a investigação longitudinal. Estes modelos podem ser utilizados para:
- Monitorizar o crescimento tumoral e o potencial metastático
- Acompanhar como os tumores respondem a diferentes medicamentos ao longo do tempo.
- Descubra os mecanismos de resistência através de sequenciação comparativa.
Descoberta de Novos Alvos Terapêuticos
Os organoides, combinados com um perfil molecular profundo, revelam as vias de sinalização críticas e os elementos regulatórios que impulsionam o câncer. Esta visão apoia:
- Identificação de novos alvos moleculares para terapia
- Desenvolvimento de fármacos anticancerígenos de nova geração
- Descoberta de biomarcadores personalizados para estratificação de pacientes
Perguntas Frequentes
1. Que tipos de organoides tumorais você suporta para sequenciação?
Atualmente, suportamos modelos de organoides validados para mais de 10 tipos principais de câncer, incluindo câncer colorretal, pulmonar, da mama, do fígado, ovariano, pancreático e gástrico. Cada modelo é otimizado para reter características moleculares e histológicas específicas do paciente, permitindo uma análise posterior de alta fidelidade.
2. Posso enviar as minhas próprias amostras de organoides para sequenciação?
Sim. Aceitamos amostras de organoides fornecidas pelos clientes, desde que cumpram os nossos critérios de controlo de qualidade. Alternativamente, colaboramos com parceiros validados para ajudar a obter e expandir organoides a partir de tecidos de pacientes ou linhas celulares, se necessário.
3. Quais tecnologias de sequenciação estão incluídas no seu pipeline de multi-ópticas de organoides?
A nossa plataforma integrada suporta sequenciação de genoma completo (WGS), RNA-seq em massa, EM-seq para perfilagem de metilação, CUT&Tag para mapeamento de histonas e fatores de transcrição, e transcriptómica espacial. Todos os serviços são projetados para trabalhar com amostras 3D de baixo input.
4. Como é que a sua plataforma aborda a heterogeneidade tumoral em organoides?
Combinamos sequenciação de alto rendimento com deconvolução computacional para identificar subtipos transcripcionais, mutações clonais e assinaturas epigenómicas específicas de regiões—capturando a heterogeneidade intra-tumoral com alta resolução.
5. Que amostras de entrada e métricas de controlo de qualidade são necessárias para o sequenciamento de organoides?
Para a maioria das aplicações, requeremos 100–500 ng de DNA ou RNA de alta qualidade a partir de culturas de organoides. Antes da sequenciação, todas as amostras passam por um rigoroso controlo de qualidade para pureza, integridade e quantidade de ácidos nucleicos utilizando sistemas Qubit e Bioanalyzer.
6. A sequenciação de organoides pode ser utilizada para triagem de medicamentos ou ensaios de sensibilidade?
Absolutamente. Apoiamo a integração de dados farmacogenómicos com perfis genómicos para descobrir vulnerabilidades passíveis de serem alvo de fármacos. Estão disponíveis pipelines DRUG-seq e de triagem de fármacos personalizados para avaliar a eficácia de compostos diretamente em modelos de organoides.
7. Oferecem mapeamento de elementos regulatórios ou potenciadores em organoides?
Sim. O nosso serviço OrganoCD™ utiliza sequenciação CUT&Tag para perfilar a ligação de fatores de transcrição e a atividade de potenciadores. Isto permite a análise de circuitos regulatórios e apoia a descoberta de alvos terapêuticos específicos para tumores.
8. Que suporte em bioinformática está incluído no seu serviço?
Fornecemos pipelines analíticos completos: alinhamento, chamada de variantes, expressão diferencial, reconstrução de paisagens epigenómicas, análise de redes regulatórias e integração de dados multi-ómicos. Relatórios personalizados incluem figuras prontas para publicação e insights sobre vias metabólicas.
9. Quanto tempo leva um projeto típico de sequenciação de organoides?
Os prazos dos projetos dependem de vários fatores, incluindo a qualidade da amostra, a complexidade do sequenciamento e os módulos de análise selecionados. Esforçamo-nos para entregar resultados de forma eficiente, garantindo a integridade dos dados e rigor analítico. Para fluxos de trabalho mais avançados—como omicas espaciais ou triagens de compostos em grande escala—pode ser necessário um tempo adicional de coordenação. Os nossos gestores de projeto fornecerão uma estimativa de cronograma personalizada após rever os seus requisitos.
10. Quais serão os entregáveis que irei receber no final do projeto?
Você receberá:
- Ficheiros FASTQ brutos e dados processados (por exemplo, VCF, matrizes de expressão)
- Resumo dos relatórios de QC para sequenciação e integridade da amostra
- Relatório de análise integrada (PDF) com resultados anotados
- Descoberta de vias e biomarcadores (se aplicável)
11. O seu serviço de sequenciação de organoides é adequado para investigação clínica ou uso diagnóstico?
Não. Todos os serviços são apenas para uso em pesquisa. e não são destinados a aplicações diagnósticas ou terapêuticas. No entanto, os nossos fluxos de trabalho estão alinhados com os padrões de investigação translacional e podem apoiar a validação de biomarcadores pré-clínicos.
12. Posso personalizar a profundidade de sequenciação ou o pipeline de análise?
Sim. Oferecemos profundidades de sequenciação flexíveis e opções de bioinformática modular para atender a objetivos de pesquisa específicos—seja você a explorar variantes raras, ruído transcricional ou regulação de enhancers.
Estudo de Caso: Perfilando a Heterogeneidade do Câncer de Fígado Através da Farmacogenómica Baseada em Organoides
ContribuinteDra. Emily Hughes, Ph.D.
DisciplinaEpigenética do Cancro e Genómica Translacional
Visão Geral
Compreender a heterogeneidade intra-tumoral (ITH) é um dos maiores desafios na oncologia de precisão. Num estudo marcante publicado em Célula Cancerígena (Abril de 2024), Hui Yang et al. demonstraram o poder de perfilagem farmacogenómica de organoides dissecar a diversidade celular e a resposta ao tratamento em cancro primário do fígado. Aproveitando um biobanco em grande escala de 168 linhas de organoidesos investigadores decifraram sistematicamente padrões genéticos, transcriptómicos e de sensibilidade a fármacos a partir de uma população tumoral heterogénea.
Objetivos
- Construa um painel diversificado de organoides derivados de pacientes (PDOs) representando carcinoma hepatocelular (HCC) e colangiocarcinoma intra-hepático (ICC).
- Integre sequenciação do genoma completo, transcriptómica e ensaios de resposta a fármacos para caracterizar a ITH.
- Identificar subtipos moleculares e vulnerabilidades terapêuticas que possam informar estratégias de tratamento personalizadas.
Métodos: Sequenciação de Organoides em Grande Escala
O estudo utilizou um pipeline multi-ómico combinando:
- Sequenciação do genoma completo (WGS): para deteção de mutações e CNV
- RNA-seq em massa: para subtipagem transcricional
- Triagem de fármacos de alto rendimento: em mais de 100 compostos
- Rastreamento clonal e inferência filogenética: para mapear hierarquias evolutivas
Notavelmente, os organoides foram validados em relação a tumores de pacientes correspondentes, preservando assinaturas de célula de origem e estados transcriptómicos específicos de tumorIsto permitiu uma comparação confiante da resposta ao medicamento em relação a fenótipos clinicamente relevantes.
Principais Conclusões
- Subtipos que Refletem a Célula de Origem do Tumor:
Organoides estratificados em subtipos transcricionais semelhantes a hepatócitos, semelhantes a colangiócitos e intermédios, correlacionando-se com resultados clínicos distintos e sensibilidades a fármacos. - Evolução Clonal Dentro de Pacientes Únicos:
Vários organoides do mesmo paciente frequentemente representavam diferentes clones tumorais. Por exemplo, num caso, um clone semelhante a hepatócitos era resistente a inibidores de MEK, enquanto um clone co-existente mostrava alta sensibilidade—destacando a importância da amostragem da diversidade tumoral. - Condutores Epigenéticos da Resposta a Medicamentos:
A integração de dados de acessibilidade da cromatina revelou a utilização de potenciadores específicos de subtipos, influenciando a resposta a inibidores de bromodomínios (por exemplo, JQ1). Isto reforça a necessidade de perfilagem epigenómica em estudos de organoides. - Oportunidades Terapêuticas:
O estudo identificou vulnerabilidades enriquecidas por subtipos—como inibidores de CDK para organoides semelhantes a colangiocitos e inibidores de ERK para tipos intermédios—sugerindo caminhos de reposicionamento de medicamentos de precisão.
Conclusão
O trabalho de Yang et al. valida o sequenciamento de organoides como uma plataforma de próxima geração para farmacogenómica de precisãoOferece um roteiro translacional para usar PDOs não apenas para modelar o câncer, mas também para estratificar pacientes, desenhar terapias combinadas e antecipar resistência a nível clonal.
Figura. A análise de organoides multi-região revela o impacto funcional da heterogeneidade genómica intra-tumoral.
Esta figura ilustra como os organoides de câncer de fígado derivados de diferentes regiões tumorais dentro do mesmo paciente exibem perfis genómicos e padrões de resposta a fármacos distintos. Os dados destacam a presença de variações subclonais e o seu papel na formação da sensibilidade terapêutica, sublinhando a necessidade de modelos de organoides espacialmente resolvidos na oncologia de precisão.
Os serviços de sequenciação de organoides da CD Genomics—suporte WGS, RNA-seq, CUT&Tage além—estão singularmente posicionados para ajudar equipas de investigação deconvoluir a complexidade do tumor e desbloquear soluções terapêuticas direcionadas.
Referências
- Oshimitu, K, Takano, ., Fuii, M. et al. A triagem de organoides revela vulnerabilidades epigenéticas no câncer colorretal humano. Nat Chem Biol 18, 605-614 (2022).
- 121 Yana H et al. Perfilagem farmacogenómica da heterogeneidade intra-tumoral utilizando uma grande biobanco de organoides de câncer de fígado. Célula do Câncer. 8 de abril de 2024.
