A Living Organoid Biobank of Crohn’s Disease Patients Reveals Molecular Subtypes for Personalized Therapeutics
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT (Structured) Crohn’s disease (CD) is a complex, clinically heterogeneous disease of multifactorial origin; there is no perfect pre-clinical model, little insight into the basis for such heterogeneity, and still no cure. To address these unmet needs, we sought to explore the translational potential of adult stem cell-derived organoids that not only retain their tissue identity, but also their genetic and epigenetic disease-driving traits. We prospectively created a biobank of CD patient-derived organoid cultures (PDOs) using biopsied tissues from colons of 34 consecutive subjects representing all clinical subtypes (Montreal Classification B1-B3 and perianal disease). PDOs were generated also from healthy subjects. Comparative gene expression analyses enabled benchmarking of PDOs as tools for modeling the colonic epithelium in active disease and revealed that despite the clinical heterogeneity there are two major molecular subtypes: immune-deficient infectious-CD [IDICD] and stress and senescence-induced fibrostenotic-CD [S2FCD]. The transcriptome, genome and phenome show a surprising degree of internal consistency within each molecular subtype. The spectrum of morphometric, phenotypic, and functional changes within the “living biobank” reveals distinct differences between the molecular subtypes. These insights enabled drug screens that reversed subtype-specific phenotypes, e.g., impaired microbial clearance in IDICD was reversed using agonists for nuclear receptors, and senescence in S2FCD was rectified using senotherapeutics, but not vice versa . Phenotyped-genotyped CD-PDOs may fill the gap between basic biology and patient trials by enabling pre-clinical Phase ‘0’ human trials for personalized therapeutics. GRAPHIC ABSTRACT In Brief This work creates a prospectively biobanked phenotyped-genotyped Crohn’s disease patient-derived organoids (CD-PDOs) as platforms for molecular subtyping of disease and for ushering personalized therapeutics. HIGHLIGHTS Prospectively biobanked CD-organoids recapitulate the disease epithelium in patients The phenome-transcriptome-genome of CD-organoids converge on two molecular subtypes One subtype shows impaired microbial clearance, another increased cellular senescence Phenotyped-genotyped PDOs are then used for integrative and personalized therapeutics
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».