類器官指實驗室中由組織特異性細胞培養(yǎng)的三維微細胞集合體。它們具有模仿原始組織特征的能力，如從腫瘤中提取細胞，那么他們就可以生長出具有原始腫瘤特征的癌癥類器官。癌癥的精確治療就是通過實驗數(shù)據(jù)為每位患者制定更好的治療方案，其中最理想的方法就是使用源自患者的癌癥類器官，將藥物對其產(chǎn)生的作用進行監(jiān)測，從而評估藥物療效，再將有效的藥物提供給患者。當前使用的信息收集方法存在信息有限或器官破壞的缺點。近日，美國威斯康星大學(xué)及Morgridge 研究所的研究人員開發(fā)出一種無損癌癥類器官樣品的測量藥物治療反應(yīng)的新方法。研究的相關(guān)結(jié)果于2021年3月22日發(fā)表在《Journal of Biomedical Optics》期刊上。

該研究擬利用寬場單光子氧化還原成像來分割和跟蹤單個患者衍生的癌癥類器官（PCO），以提取藥物治療反應(yīng)的形態(tài)學(xué)和代謝變量。研究人通過大腸PCO 實驗對上述設(shè)想進行驗證，該實驗采用寬場單光子落射式熒光顯微鏡觀察內(nèi)源性熒光團煙酰胺二核苷酸（NADH）、煙酰胺二核苷酸磷酸（NADPH）及黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的氧化還原成像，通過自動圖像分析工具跟蹤48 h內(nèi)多個時間點的PCO的變化，捕獲每個PCO光學(xué)氧化還原比（ORR）、類器官面積等量化的變量，從而監(jiān)測PCO的代謝狀態(tài)和形態(tài)，以評估2個大腸PCO系中的藥物反應(yīng)。實驗結(jié)果顯示已知的抗癌藥物改變PCO代謝物的氧化還原信號，從而提示細胞生長速率降低。

上述方法可以對PCO 中的藥物反應(yīng)進行非破壞性監(jiān)測，快速提供藥物在PRO 中活動相關(guān)的大量信息，適合用于藥物對大量類器官有效性的評價。