Etablering og anvendelse av 3-dimensjonal (3-D) cellekulturmodell av kliniske sirkulerende tumorceller (CTCs)

Sirkulerende tumorceller (CTC), de sjeldne celleartene som finnes i blodet, anses hovedsakelig å bidra til kreftmetastaser eller tilbakefall. Dermed blir påvisning av CTC-er sett på som et viktig klinisk verktøy for å oppdage metastatisk kreft. Dessuten kan CTC-er være det terapeutiske målet for metastatisk kreftbehandling. Derfor vil bruken av levedyktige CTC-er som en biopsi for å velge terapeutiske regimer (f. CTCs-basert anti-kreft medikamenttesting) åpner for en lovende vei for å realisere personlig kreftbehandling. Med de siste fremskrittene innen celleisolering eller deteksjonsteknikker, har forskjellige nye tilnærminger blitt aktivt foreslått for å isolere / oppdage CTC-er. Likevel kan det hende at de fleste av dagens metoder ikke er i stand til å oppnå alle mulige, levedyktige og merkefrie CTC-er med tilstrekkelig cellerenhet og cellenummer for påfølgende CTC-baserte anti-kreftmedisintesting eller andre bioassays. For å takle de ovennevnte tekniske hindringene, foreslår forskningsprosjektet bruk av en spesifikk 3-D cellekulturteknikk for isolering/rensing og utvidelse av celletall av CTC-er.

Arbeidsprinsippet er basert på våre foreløpige funn som viser at de humane leukocyttene vil dø bort i 3D-cellekulturtilstand, mens CTC-ene vil ha en tendens til å aggregere og proliferere i slike omgivelser. Basert på dette fenomenet kan 3-D CTC-cellekulturen brukes til å isolere og rense de levedyktige CTC-ene fra leukocyttbakgrunnen i en negativ seleksjon og merkefri måte, noe som muliggjør høsting av alle mulige CTC-er i en blodprøve. Videre kan spredningen av CTC-er i en slik 3-D-cellekultur tilstrekkelig utvide celleantallet av CTC-er for de påfølgende applikasjonene, noe som for øyeblikket er umulig ved bruk av de eksisterende metodene.

I det første års forskningsprosjekt vil etterforskerne videre validere og evaluere den kliniske gjennomførbarheten av å bruke en 3-D cellekulturmodell for CTCs isolasjon/rensing og utvidelse av celleantall. I 2. og 3. års forskningsprosjekt vil etterforskere optimalisere 3D-cellekulturmodellen for å øke ytelsen til CTC-isolasjon/rensing og spredning. I optimaliseringsprosessen vil etterforskere utforske effekten av cellekulturmodellen (f. statisk eller perfusjonscellekultur, og 3-D cellekultur ved bruk av forskjellige 3-D stillasmaterialer) eller biokjemiske faktorer (f.eks. glukosekonsentrasjon, serumkonsentrasjon, pH eller tilskudd av vekstfaktorer/cytokiner) på ytelsen til CTC-solering/rensing og spredning. Som helhet håper etterforskerne at det foreslåtte forskningsprosjektet kan finne ut en effektiv og effektiv tilnærming for å isolere/rense/utvide kliniske CTC-er på en levedyktig, merkefri og ren måte. Disse høstede CTC-ene er verdifulle for de påfølgende analytiske oppgavene.