Published May 10, 2021
| Version v1
Publication
Open
Lung cancer organoids analyzed on microwell arrays predict drug responses of patients within a week
Creators
- 1. Tsinghua University
- 2. Peking University People's Hospital
- 3. Peking University
- 4. Beihang University
- 5. Beijing Haidian Hospital
Description
Abstract While the potential of patient-derived organoids (PDOs) to predict patients' responses to anti-cancer treatments has been well recognized, the lengthy time and the low efficiency in establishing PDOs hamper the implementation of PDO-based drug sensitivity tests in clinics. We first adapt a mechanical sample processing method to generate lung cancer organoids (LCOs) from surgically resected and biopsy tumor tissues. The LCOs recapitulate the histological and genetic features of the parental tumors and have the potential to expand indefinitely. By employing an integrated superhydrophobic microwell array chip (InSMAR-chip), we demonstrate hundreds of LCOs, a number that can be generated from most of the samples at passage 0, are sufficient to produce clinically meaningful drug responses within a week. The results prove our one-week drug tests are in good agreement with patient-derived xenografts, genetic mutations of tumors, and clinical outcomes. The LCO model coupled with the microwell device provides a technically feasible means for predicting patient-specific drug responses in clinical settings.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص في حين أن إمكانات المواد العضوية المشتقة من المريض (PDO) للتنبؤ باستجابات المرضى للعلاجات المضادة للسرطان قد تم الاعتراف بها جيدًا، فإن الوقت الطويل والكفاءة المنخفضة في إنشاء PDO تعوق تنفيذ اختبارات الحساسية الدوائية القائمة على PDO في العيادات. نقوم أولاً بتكييف طريقة معالجة العينات الميكانيكية لتوليد المواد العضوية لسرطان الرئة (LCOs) من أنسجة الورم المستأصلة جراحياً والخزعة. تلخص الكائنات الحية منخفضة الخلايا السمات النسيجية والجينية للأورام الأبوية ولديها القدرة على التوسع إلى أجل غير مسمى. من خلال استخدام رقاقة مصفوفة ميكروويل مدمجة فائقة النفور من الماء (رقاقة InSMAR)، نوضح أن المئات من الكائنات الحية المجهرية، وهو رقم يمكن توليده من معظم العينات عند المقطع 0، كافية لإنتاج استجابات دوائية ذات مغزى سريريًا في غضون أسبوع. تثبت النتائج أن اختباراتنا الدوائية لمدة أسبوع تتفق بشكل جيد مع الطعوم الأجنبية المشتقة من المريض، والطفرات الجينية للأورام، والنتائج السريرية. يوفر نموذج LCO المقترن بجهاز الميكروويل وسيلة مجدية تقنيًا للتنبؤ باستجابات الأدوية الخاصة بالمريض في البيئات السريرية.Translated Description (French)
Résumé Bien que le potentiel des organoïdes dérivés du patient (AOP) pour prédire les réponses des patients aux traitements anticancéreux ait été bien reconnu, la longue durée et la faible efficacité de l'établissement des AOP entravent la mise en œuvre de tests de sensibilité aux médicaments basés sur les AOP dans les cliniques. Nous adaptons d'abord une méthode de traitement mécanique des échantillons pour générer des organoïdes du cancer du poumon (LCO) à partir de tissus tumoraux réséqués chirurgicalement et de biopsie. Les LCO récapitulent les caractéristiques histologiques et génétiques des tumeurs parentales et ont le potentiel de se développer indéfiniment. En utilisant une puce intégrée à réseau de micropuits superhydrophobes (puce InSMAR), nous démontrons que des centaines de LCO, un nombre qui peut être généré à partir de la plupart des échantillons au passage 0, sont suffisants pour produire des réponses médicamenteuses cliniquement significatives en une semaine. Les résultats prouvent que nos tests médicamenteux d'une semaine sont en bon accord avec les xénogreffes dérivées du patient, les mutations génétiques des tumeurs et les résultats cliniques. Le modèle LCO couplé au dispositif à micropuits fournit un moyen techniquement réalisable de prédire les réponses médicamenteuses spécifiques au patient dans des contextes cliniques.Translated Description (Spanish)
Resumen Si bien el potencial de los organoides derivados del paciente (DOP) para predecir las respuestas de los pacientes a los tratamientos contra el cáncer ha sido bien reconocido, el largo tiempo y la baja eficiencia en el establecimiento de DOP obstaculizan la implementación de pruebas de sensibilidad a los medicamentos basadas en DOP en las clínicas. En primer lugar, adaptamos un método mecánico de procesamiento de muestras para generar organoides de cáncer de pulmón (LCO) a partir de tejidos tumorales resecados quirúrgicamente y de biopsia. Los LCO recapitulan las características histológicas y genéticas de los tumores parentales y tienen el potencial de expandirse indefinidamente. Al emplear un chip de matriz de micropocillos superhidrófobo integrado (InSMAR-chip), demostramos que cientos de LCO, un número que se puede generar a partir de la mayoría de las muestras en el pase 0, son suficientes para producir respuestas farmacológicas clínicamente significativas en una semana. Los resultados demuestran que nuestras pruebas farmacológicas de una semana concuerdan bien con los xenoinjertos derivados del paciente, las mutaciones genéticas de los tumores y los resultados clínicos. El modelo LCO junto con el dispositivo de micropocillos proporciona un medio técnicamente factible para predecir las respuestas farmacológicas específicas del paciente en entornos clínicos.Files
s41467-021-22676-1.pdf.pdf
Files
(6.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:25905d849fad241afd5575486830a1a1
|
6.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تتنبأ المواد العضوية لسرطان الرئة التي تم تحليلها على صفيفات الميكروويل باستجابات المرضى للأدوية في غضون أسبوع
- Translated title (French)
- Les organoïdes du cancer du poumon analysés sur des réseaux de micropuits prédisent les réponses médicamenteuses des patients en une semaine
- Translated title (Spanish)
- Los organoides del cáncer de pulmón analizados en matrices de micropocillos predicen las respuestas farmacológicas de los pacientes en una semana
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3162182217
- DOI
- 10.1038/s41467-021-22676-1
References
- https://openalex.org/W1741548448
- https://openalex.org/W1757407923
- https://openalex.org/W1990013637
- https://openalex.org/W2010916968
- https://openalex.org/W2018217352
- https://openalex.org/W2019607817
- https://openalex.org/W2023187096
- https://openalex.org/W2036897871
- https://openalex.org/W2043079400
- https://openalex.org/W2054231318
- https://openalex.org/W2059586354
- https://openalex.org/W2085652695
- https://openalex.org/W2086497677
- https://openalex.org/W2103441770
- https://openalex.org/W2108086395
- https://openalex.org/W2108234281
- https://openalex.org/W2108947370
- https://openalex.org/W2118952409
- https://openalex.org/W2119180969
- https://openalex.org/W2125665528
- https://openalex.org/W2126583326
- https://openalex.org/W2132378736
- https://openalex.org/W2138601221
- https://openalex.org/W2149314016
- https://openalex.org/W2165963900
- https://openalex.org/W2169456326
- https://openalex.org/W2337209831
- https://openalex.org/W2341211549
- https://openalex.org/W2403475582
- https://openalex.org/W2421964473
- https://openalex.org/W2435563082
- https://openalex.org/W2588614774
- https://openalex.org/W2607970143
- https://openalex.org/W2609587333
- https://openalex.org/W2771057425
- https://openalex.org/W2773981699
- https://openalex.org/W2783122422
- https://openalex.org/W2788069802
- https://openalex.org/W2788735115
- https://openalex.org/W2795679584
- https://openalex.org/W2796643083
- https://openalex.org/W2799736418
- https://openalex.org/W2805012568
- https://openalex.org/W2884471903
- https://openalex.org/W2893775712
- https://openalex.org/W2905447079
- https://openalex.org/W2948402706
- https://openalex.org/W2967862260
- https://openalex.org/W2969593960
- https://openalex.org/W2971872568
- https://openalex.org/W2994559322
- https://openalex.org/W3008709031
- https://openalex.org/W951481567