腫瘍研究のための患者由来オルガノイド（PDO）
患者由来の腫瘍組織の使用は、創薬研究の分野に変革をもたらし、腫瘍生物学を評価するためのトランスレーショナルツールと生理学的に適切なシステムを提供しています。2Dアッセイから3D細胞モデルシステムへの移行は、ヒトのin vivo環境をより正確に再現し、創薬のためのより予測的なツールであるためです。その一例が、腫瘍学研究における患者由来オルガノイド（PDO）の使用です。
患者由来腫瘍オルガノイドまたは腫瘍細胞は、個々の患者由来の腫瘍細胞の培養物です。PDOは腫瘍生検や外科手術から作製され、患者特異的な薬物反応を理解し、がん細胞の増殖を調べるためのモデルとして役立ちます。消化された腫瘍片や患者由来の腫瘍から採取された細胞は、がん幹細胞（CSC）様の性質を示し、何度も継代培養することで元の腫瘍の分子的特徴を維持したオルガノイドを大量に作製することができます。
乳がんと大腸がんは、世界中の患者が罹患している最も一般的で困難なタイプのがんの2つです。ここでは、私たちの注目すべき患者由来癌オルガノイド研究を紹介します。特にハイコンテントイメージングとAIデータ解析による自動化を活用した場合、プレシジョン・メディシンとハイスループット創薬アプリケーションの両方において、他の組織と比較してPDOの優れた可能性が実証されました。
乳がんオルガノイド
乳がん患者の生存率を高めるためには、早期発見と早期治療が重要です。そのため、メカニズムの理解、腫瘍バイオマーカーの解析、抗がん剤のスクリーニングのために、臨床的に適切な腫瘍モデルを使用する必要があります。乳がん腫瘍細胞は、腫瘍生理学と標的治療に対する反応を研究するためのプラットフォームをご提供します。
乳がんオルガノイドは、患者の原発性乳がん細胞から得られ、マルチウェルプレートでインキュベートされます。自動薬剤スクリーニングワークフローに組み込むと、乳がん腫瘍組織を使用して大規模な化合物ライブラリーをスクリーニングし、リード化合物を見つけることができます。
表現型の変化や用量依存的な薬物反応を定量的に評価するためには、腫瘍細胞の自動イメージングと解析も必要です。免疫蛍光染色を用いれば、自動共焦点イメージングシステムで腫瘍細胞を解析し、抗がん剤の用量依存的効果を評価することができます。さらに、ソフトウェアツールにより、腫瘍の大きさ、完全性（面積）、異なるマーカー発現レベルの強度、セル数など、有益な情報を読み出すことができます。
大腸がん（CRC）オルガノイド
患者由来大腸がんオルガノイド（CRCオルガノイドまたは大腸がんPDO）とは、患者組織由来の3D腫瘍の多細胞ミニレプリカまたは「ミニガット」を研究室で培養したものです。PDOは、元の腫瘍の特徴を生体内で保持し、その腫瘍由来のオルガノイドと同様の薬物反応を示すことが示されています。これは医学研究と創薬研究に形質転換の可能性をもたらします。
ここでは、患者由来の大腸がんオルガノイドの開発、自動化、およびハイスループット創薬への応用について論じます。我々の結果は、ハイコンテントイメージャーを用いた自動化を行った場合、プレシジョン・メディシンとハイスループット創薬アプリケーションの両方において、PDOが他の組織よりも優れた可能性を持つことを示しています。
