Drug efficacy and toxicity screening on microenvironment integrated uniform organoids

Inflammatory diseases are caused by a combination of hyperimmune reactions, genotypes, bacterial infections, viral infections, and environmental factors(drinking, smoking, diet, etc.). Therefore, there is a need for an oganoid-based advanced inflammation model that reflects the actual organ cell compositions, structural characteristics, interactions between heterogeneous cells, and interactions between cells and microenvironments.

The aim of this project is developing an advanced organoid model which is targeting nervous system (cerebrum, mid-brain, cerebellum), endocrine system (pancreas, liver), and urinary system (kidney- glomerulus, tubule) and use it to evaluate the effectiveness of drugs related to inflammation.

Organoid disease mimetics(nerve, endocrine, urinary system)

  • Optimized organoid culture technology for each organ
    • Mass production of uniform and standard organoids
    • Organoids incorporating organ-specific microenvironments
    • Precise control of fluid
  • Standard hydro-organoids with uniform size, shape, structure, function and screening technology based on them
    • Hydro-organoid plate
    • High-speed mass transparency
    • High-speed screening

Organ/disease-specific microenvironment integrated disease mimetics

  • Organ-specific stromal cell/extracellular matrix technology
    • Secure various organ-specific extracellular matrix hydrogel libraries and 3D microenvironmental tissue culture technology
  • Dynamic culture-base organoid-on-a-chip technology and organoid-microenvironment integration technology
    • Micro-environment integrated array plate & fluid control
    • Target organ + vascular system, lymphatic system, nervous system, stromal cells, extracellular matrix, peripheral organs co-culture
    • Convective transport, diffusive transport, shear stress, microgradient, waste washing, cell-cell/cell-ECM contact precision control

Drug efficacy assessment & drug toxicity assessment

  • When the microenvironment and organoids are co-cultivated, drug sensitivity similar to real life is expressed
  • Dynamic modeling, correlation analysis, efficacy/toxicity analysis, reactivity analysis, biomarker discovery, etc. are possible through various analysis techniques
미세환경통합 염증질환모사체 약물유효성 독성스크리닝 플랫폼 개발

염증성 질환은 과잉면역반응, 유전자형, 세균감염, 바이러스 감염, 환경적 요인(음주, 흡연, 식이 등)이 복합적으로 작용하여 발병하게 된다. 따라서 실제 장기의 세포 구성, 구조적 특성, 이종세포간 상호작용, 세포-미세환경간 상호작용을 반영한 오가노이드 기반 고도화 염증모델이 필요하다.

신경계(대뇌, 중뇌, 소뇌), 내분비계(췌장, 간), 비뇨기계(신장(사구체, 세관)) 대상 고도화된 오가노이드 모델을 개발하고, 이를 염증 관련 약물 유효성 평가에 활용하는 것이 목표이다.

오가노이드 질환모사체(신경계, 내분비계, 비뇨기계)

  • 최적화된 장기별 오가노이드 배양기술
    • 균일하고 표준적인 오가노이드 대량 생산
    • 장기특이적 미세환경을 통합한 오가노이드
    • 유체의 정밀 컨트롤
  • 크기, 형태, 구조 및 기능이 균일한 표준 하이드로-오가노이드와 이를 기반으로 한 스크리닝 기술
    • 하이드로-오가노이드 전용 플레이트
    • 고속 대량 투명화
    • 고속 스크리닝

장기/질병 고유 미세환경 통합 질환모사체

  • 장기특이적 기질세포/세포외기질 기술
    • 다양한 장기 특이적 세포외기질 하이드로젤 라이브러리와 3차원 미세환경 조직 배양 기술을 확보
  • 동적배양 기반 오가노이드 온어칩 기술과 오가노이드-미세환경 통합 기술
    • 미세환경 통합 어레이 플레이트 & 유체 컨트롤
    • 대상 장기 + 혈관계, 림프계, 신경계, 기질세포, 세포외기질, 주변장기 공동 배양
    • convective transport, diffusive transport, shear stress, microgradient, waste washing, cell-cell/cell-ECM contact 정밀 컨트롤

약물 유효성 평가 & 약물 독성 평가

  • 미세환경과 오가노이드 공동 배양 시, 실제와 유사한 약물 감수성이 발현
  • 다양한 분석 기법을 통해 역학모델링, 상관관계 분석, 유효성/독성 분석, 반응성 분석, 바이오마커 발굴 등이 가능