Toistettavan organoidiviljelymallin luominen ihmisen munuaissyövän kanssa

Munuaissyöpä on yksi kymmenestä yleisimmästä pahanlaatuisuudesta, ja ilmaantuvuus on lisääntynyt viime vuonna. Hongkongin syöpärekisteristä todettiin noin 670 uutta tapausta vuonna 2016, ja se oli lisääntynyt 46 prosenttia vuoteen 2007 verrattuna. Ilmaantuvuuden nopea kasvu johtuu osittain oletettujen riskitekijöiden, kuten tupakoinnin, liikalihavuuden ja verenpainetaudin, yleisyydestä sekä diagnostisen kuvantamisen parannuksista. Munuaissyöpien laajassa luokituksessa munuaissolusyöpä (RCC) muodostaa noin 85 % kaikista tapauksista ja yli 90 % kaikista munuaissyöpäsairauksista.

Huolimatta parantuneesta munuaissyövän ymmärtämisestä ja myös diagnoosista, noin neljännes potilaista esiintyy metastaattisessa vaiheessa tai uusiutumisen jälkeen aloitushoidon jälkeen ja tarvitsee lisää systeemistä hoitoa. Onneksi uusien terapeuttisten aineiden kehityksen viime aikoina tapahtuneen edistyksen myötä potilaille on saatavilla monia potentiaalisia tehokkaita hoitoja, mukaan lukien tyrosiinikinaasi-inhibiittorit, nisäkäskohteet rapamysiinin (mTOR) estäjät, immuunitarkistuspisteiden salpaajat jne. Systeemisessä terapiassa tämänhetkinen haaste on, kuinka valita yksittäisille potilaille tehokkain hoito, erityisesti ensilinjan hoitona.

Tällä hetkellä on olemassa joitakin kliinisiin parametreihin ja kasvaimen alatyyppiin ja luokitukseen perustuvia ohjeita potilaiden hoidon valinnasta. Valitettavasti hoidon valinnassa ei ole saatavilla hyviä biomarkkereita. Koska kasvainten välistä vaihtelua tunnustetaan yhä enemmän, on siksi kehitettävä yksilöllisempi lähestymistapa yksittäisen potilaan/syövän hoitovasteen arvioimiseksi saatavilla olevien lääkkeiden paneeliin, jotta kullekin potilaalle voidaan valita parhaat vaihtoehdot.

Kolmiulotteinen (3D) organoidiviljelymalli ja sen mahdolliset edut Organoiditeknologiasta on hiljattain tullut itsenäinen tutkimusväline, joka voi tarjota mahdollisuuksia uusien lääkkeiden kehittämiseen ja lääkeseulomiseen. Organoidit ovat soluperäisiä in vitro 3D-elinrakenteita, jotka mahdollistavat monien biologisten prosessien tutkimisen. Tämä spesifinen malli voidaan kehittää alkion kantasoluista (ESC), indusoiduista pluripotenteista kantasoluista (iPSC), somaattisista SC:istä ja syöpäsoluista tietyissä 3D-viljelyjärjestelmissä. Nämä uraauurtavat 3D-kudokset luotiin ensin laboratoriossa pienessä mittakaavassa ja muistuttivat läheisesti emoelintä in vivo rakenteeltaan ja toiminnaltaan. 3D-organoidiviljelymallin suuria etuja ovat ensinnäkin se, että se sisältää useita solutyyppejä, jotka ovat verrattavissa in vivo -vastineeseen; toiseksi 3D-rakenteen sisällä olevat solut voivat järjestyä samalla tavalla kuin primaarikudos; ja lopuksi se toimii nimenomaan emoelimen tavoin. Kehittyvät 3D-viljelymenetelmät voivat parantaa kykyämme mallintaa kasvainten käyttäytymistä in vitro ja tarjota alkuperäisen ympäristön erilaisiin tutkimustarkoituksiin, kuten solujen käyttäytymiseen, kudosten korjaukseen, lääkeseulomiseen ja mutaatioiden seurantaan. Munuaissyövän organoidin kehitys Eri tutkimukset ovat osoittaneet, että ruoansulatuskanavan syöpien organoidimallit ennustavat paremmin potilaan hoitovasteita. Onnistuneesta 3D-munuaissyövän organoidista on viime aikoina julkaistu vain vähän julkaisua, ja Batchelder CA:n vuonna 2015 julkaisema julkaisu oli analysoinut rajoitetun määrän geenejä. Lisäksi suurimmalle osalle raportoiduista tapauksista oli tehty 2D-viljely muoviesineillä ennen implantointia 3D-telineen sisään, mikä saattaa tarjota mahdollisuuden solujen valintaan. Koska laajalti hyväksyttävää 3D-munuaissyöpämallia ei ole, tämä lisää tarvetta kehittää toistettava munuaissyövän organoidi järjestelmä parempaan lääkkeiden valintaan merkittävissä heterogeenisissä syövissä. Tutkimuksessamme solujen kokonaismäärä sekoitetaan Matrigel-telineen kanssa ilman manipulointia tai viljelmän valintaa, ja edistyneempää Next Generation Sekvensointia käytetään arvioimaan viljelmien organoidien ja primäärikudosten geneettistä samankaltaisuutta. 3D-organoidit ovat alkaneet suurena teknologisena läpimurrona, ja ne ovat nyt entistä vahvemmin vakiintuneet olennaiseksi työkaluksi biologisessa tutkimuksessa ja niillä on merkittäviä vaikutuksia kliiniseen käyttöön. Tulevaisuudessa mallin onnistunut laajentaminen voi tarjota alustan tunnistaa tehokkain yksilöllinen hoitovaihtoehto ja parantaa munuaissyöpäpotilaiden hoitotuloksia.

Siksi tutkija ehdotti kestävän ihmisen munuaiskasvaimen 3D Matrigel -viljelyjärjestelmän perustamista, jolla on vakaa fenotyyppi paikallisesta väestöstä. Tutkijat olettavat, että hankkeemme onnistuminen tuottaisi luotettavan ja tehokkaan menetelmän paikallisten potilaidemme munuaissyöpäsolujen kasvattamiseen ja tarjoaisi yksilöllistä ja kohdennettua munuaissyöpähoitoa paikallisille Hongkongin potilaille.