Istituzione e applicazione del modello di coltura cellulare tridimensionale (3-D) delle cellule tumorali circolanti cliniche (CTC)

Si ritiene che le cellule tumorali circolanti (CTC), le rare specie cellulari presenti nel sangue, contribuiscano principalmente alla metastasi o alla ricaduta del cancro. Pertanto, il rilevamento delle CTC è considerato uno strumento clinico essenziale per rilevare il cancro metastatico. Inoltre, le CTC possono essere il bersaglio terapeutico della cura del cancro metastatico. Pertanto, l'uso di CTC vitali come biopsia per selezionare regimi terapeutici (ad es. Test antitumorali basati su CTC) apre una strada promettente per realizzare una terapia oncologica personalizzata. Con i recenti progressi nell'isolamento cellulare o nelle tecniche di rilevamento, sono stati attivamente proposti vari nuovi approcci per isolare/rilevare le CTC. Tuttavia, la maggior parte dei metodi attuali potrebbe non essere in grado di ottenere tutte le CTC possibili, praticabili e prive di etichetta con purezza cellulare e numero di cellule adeguati per i successivi test antitumorali basati su CTC o altri test biologici. Per affrontare gli ostacoli tecnici di cui sopra, il progetto di ricerca propone l'uso di una specifica tecnica di coltura cellulare 3-D per l'isolamento/purificazione e l'espansione del numero di cellule delle CTC.

Il principio di funzionamento si basa sui nostri risultati preliminari che mostrano che i leucociti umani moriranno in condizioni di coltura cellulare 3-D, mentre le CTC tenderanno ad aggregarsi e proliferare in tale ambiente. Sulla base di questo fenomeno, la coltura cellulare 3-D CTC può essere utilizzata per isolare e purificare le CTC vitali dallo sfondo dei leucociti in una selezione negativa e in modo privo di etichetta, consentendo la raccolta di tutte le possibili CTC in un campione di sangue. Inoltre, la proliferazione di CTC in tale coltura cellulare 3-D può espandere adeguatamente il numero di cellule di CTC per le successive applicazioni, che è attualmente impossibile utilizzando i metodi esistenti.

Nel progetto di ricerca del 1° anno, i ricercatori convalideranno e valuteranno ulteriormente la fattibilità clinica dell'utilizzo di un modello di coltura cellulare 3-D per l'isolamento/purificazione delle CTC e la loro espansione del numero di cellule. Nel progetto di ricerca del 2° e 3° anno, i ricercatori ottimizzeranno il modello di coltura cellulare 3-D in modo da aumentare le prestazioni di isolamento/purificazione e proliferazione delle CTC. Nel processo di ottimizzazione, i ricercatori esploreranno l'effetto del modello di coltura cellulare (ad es. coltura cellulare statica o di perfusione e coltura cellulare 3-D utilizzando diversi materiali di scaffolding 3-D) o fattori biochimici (ad es. concentrazione di glucosio, concentrazione sierica, pH o integratori di fattori di crescita/citochine) sulle prestazioni di solazione/purificazione e proliferazione delle CTC. Nel complesso, i ricercatori sperano che il progetto di ricerca proposto possa trovare un approccio efficiente ed efficace per isolare/purificare/espandere le CTC cliniche in modo praticabile, privo di etichette e di elevata purezza. Queste CTC raccolte sono preziose per le successive attività analitiche.