New methodologies for old problems: tridimensional gastrointestinal organoids and guts-on-a-chip

Abstract

Objectives: The present review intended to present a critical overview of the methodological and experimental advances concerning tridimensional cell culture models within the scope of gastrointestinal research. Methods: A literature review was performed and some of the main published articles in the area were mentioned. Main results: Classic studies and high impact results were presented, starting from the pioneer works with gastrointestinal organoids, with a small gut organoid, to the achievement of guts-on-a-chip and multi-organ-chips. It was also discussed which implications the construction of such co-cultures bring, as well as future applications arising from these new methodologies. Conclusions: Despite the still discrete number of publications, in quantitative terms, there are qualitative promising and consistent results addressing physiopathological aspects and new therapeutic perspectives of tridimensional in vitro cultures in the gastroenterology field. It is expected, thus, that such new methodological approaches, including organoids and guts-on-a-chip, may contribute decisively to the advance in knowledge on basic aspects, as well as on the translation to new therapeutic approaches in gastrointestinal diseases. Resumo: Objetivos: A presente revisão visou apresentar uma abordagem crítica dos avanços metodológicos e experimentais referentes a modelos de cultura celular tridimensionais no âmbito do sistema gastrintestinal. Métodos: Foi realizada revisão da literatura com ênfase nos principais artigos publicados na área. Resultados principais: São apresentados trabalhos clássicos e resultados de maior impacto, desde os trabalhos pioneiros com organoides do sistema gastrintestinal, com intestino delgado, até a obtenção de guts-on-a-chip e multi-organ-chips. Discutiu-se, ainda, as implicações decorrentes da elaboração de tais co-culturas, bem como as futuras aplicações decorrentes dessas novas metodologias. Conclusões: Apesar do número ainda discreto de publicações, em termos quantitativos, há, qualitativamente, resultados promissores e consistentes abordando aspectos fisiopatológicos e de novas perspectivas terapêuticas em gastrenterologia decorrentes das culturas tridimensionais in vitro. É esperado, portanto, que essas novas abordagens metodológicas incluindo organoides e guts-on-a-chip possam contribuir decisivamente para o avanço no conhecimento sobre de aspectos básicos, bem como para a translação do conhecimento para novas abordagens terapêuticas em doenças gastrintestinais. Keywords: Organoids, Organs-on-a-chip, Gut-on-a-chip, In vitro tridimensional models, Gastrointestinal, Palavras-chave: Organoides, Organs-on-a-chip, Gut-on-a-chip, Modelos in vitro tridimensionais, Gastrintestinal