Etablierung von Bauchspeicheldrüsenkrebs und krebsassoziierten Fibroblasten unter Verwendung von EUS-geführten Biopsieproben

Trotz jüngster Fortschritte in der molekularen Diagnostik und systemischen Krebsbehandlung zeigt das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDA) immer noch ein spätes Stadium und hat eine tödliche Prognose mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von 9 % in den Vereinigten Staaten und 12,2 % in Südkorea. PDA ist mit reichlich desmoplastischem Tumorstroma gekennzeichnet, das hauptsächlich von krebsassoziierten Fibroblasten (CAF) stammt, der effektivsten Zelle innerhalb der Tumormikroumgebung (TME). CAFs modulieren die Krebsinvasion und -metastasierung durch die Umgestaltung der extrazellulären Matrix, das ganzheitliche Signalwechselspiel mit Krebszellen durch lösliche sekretierte Faktoren und das Übersprechen mit infiltrierenden Immunzellen. Daher sind CAFs ein unverzichtbarer Faktor für das Verständnis der PDA-Biologie.

In der Krebspräzisionsmedizin hat sich die Organoidtechnologie, bei der es sich um dreidimensionale Kulturmodelle handelt, die aus menschlichen Krebsstammzellen gezüchtet werden, kürzlich als vielversprechende Plattform für das Arzneimittelscreening für Standard- und neuartige Therapeutika herausgestellt, da sie die biologischen Merkmale und die genomische Heterogenität des ursprünglichen Krebses rekapituliert. Die meisten aktuellen Organoidmodelle werden jedoch nicht mit einem intakten TME rekonstituiert, und das Fehlen eines TME birgt das Risiko, die Tumorbiologie zu beeinflussen, was zu einer phänotypischen Diskrepanz zwischen dem Organoidmodell und dem ursprünglichen Tumor führt.

Um diese Einschränkung zu überwinden, wird die Co-Kultur von Krebsorganoiden mit verschiedenen TME-Elementen, dem sogenannten gemischten Organoid, untersucht. Repräsentativ wurden die von Patienten stammenden Organoidmodelle, die Tumorepithel und endogene tumorinfiltrierende Immunzellen, einschließlich T-, B-, NK-Zellen und Makrophagen, umfassen, in verschiedenen Krebsarten mittels eines Luft-Flüssigkeits-Grenzflächenkultursystems etabliert. Dieses Modell ist als präklinische Screening-Plattform für neuartige Immuntherapien, einschließlich Immun-Checkpoint-Inhibitoren, vielversprechend. Auf dem Gebiet des Blasenkrebses rückt ein neues Konzept-Krebs-Organoid namens Blasenkrebs-„Assembloide“ ins Rampenlicht. In dieser Organoid-Plattform wurden Blasentumor-Organoide dreidimensional mit mehreren Stromakomponenten rekonstituiert, darunter CAFs, Endothelzellen, Immunzellen und äußere Muskelschicht, wodurch eine reife blasenähnliche Schichtstruktur gebildet wurde. Dieses Modell zeigte, dass das durch CAFs dargestellte Tumorstroma die Verschiebung des Tumorsubtyps der Organoidmodelle zu einem Subtyp verhindert, der sich von dem des ursprünglichen Tumors unterscheidet. Kürzlich entwickelte der Forscher dieser Studie ein neues Bauchspeicheldrüsenkrebs-Organoidmodell, das unter Verwendung von CAFs in fibröses TME integriert ist. Dieses CAF-integrierte Bauchspeicheldrüsenkrebs-Organoidmodell behielt ähnliche genetische und pathologische Eigenschaften wie jene in passendem menschlichem Krebsgewebe. In diesem Modell wurde gezeigt, dass die CAF-Krebszell-Interaktion den epithelial-mesenchymalen Übergang von Krebszellen fördert, von dem bekannt ist, dass er Krebsmetastasen verstärkt. Darüber hinaus beeinträchtigt die durch CAFs induzierte extrazelluläre Matrixablagerung die Arzneimittelabgabe an Krebszellen. Daher ist die Co-Kultivierung von Krebszellen sowie CAFs eine zwingend notwendige Strategie, um ein zuverlässiges präklinisches Organoidmodell für die Krebspräzisionsmedizin zu etablieren.

Um ein gemischtes PDA-Organoidmodell zu erzeugen, ist die Erfassung von ausreichend Krebs- und Stromagewebe eine Voraussetzung, aber ein anspruchsvoller Prozess. Dies liegt daran, dass 80 % der PDA-Patienten keine Kandidaten für eine Operation sind, was auf eine lokal fortgeschrittene Tumorlast oder eine systemische Ausbreitung zurückzuführen ist. Daher stammt die Ressource von PDA-Organoidmodellen weitgehend aus der endoskopischen ultraschallgeführten Feinnadelaspiration/Biopsie (EUS-FNA/B). Die Erstellung eines gemischten PDA-Organoidmodells aus EUS-geführten Biopsieproben wäre eine Herausforderung, da die Menge an Gesamtgewebematerial kleiner ist als die chirurgischen Proben, und EUS-abgeleitete Proben enthalten im Vergleich zu Krebszellen normalerweise relativ begrenztes Stromagewebe.

Daher zielt diese Studie darauf ab, gleichzeitig die von Patienten stammenden PDA-Organoide sowie CAFs unter Verwendung von EUS-FNB-Proben zu etablieren.