Ustanowienie odtwarzalnego modelu hodowli organoidów z ludzkim rakiem nerki

Rak nerki jest jednym z dziesięciu najczęściej występujących nowotworów złośliwych, a zapadalność na niego wzrasta w ostatnim roku. Z Rejestru Nowotworów w Hongkongu w 2016 roku zdiagnozowano około 670 nowych przypadków, a liczba ta wzrosła o 46% w porównaniu z 2007 rokiem. Szybki wzrost zachorowalności jest częściowo spowodowany częstszym występowaniem domniemanych czynników ryzyka, w tym paleniem tytoniu, otyłością i nadciśnieniem tętniczym, a także poprawą diagnostyki obrazowej. W ramach szerokiej klasyfikacji raków nerki rak nerkowokomórkowy (RCC) stanowi około 85% wszystkich przypadków i ponad 90% wszystkich nowotworów nerek.

Pomimo lepszego zrozumienia, a także diagnostyki raka nerki, nadal około jedna czwarta pacjentów będzie prezentować się w stadium przerzutowym lub rozwinie się nawrót po wstępnym leczeniu i będzie wymagać dalszej terapii systemowej. Na szczęście dzięki niedawnym postępom w opracowywaniu nowych środków terapeutycznych istnieje wiele potencjalnie skutecznych metod leczenia dostępnych dla pacjentów, w tym inhibitory kinazy tyrozynowej, inhibitory ssaczego celu rapamycyny (mTOR), blokery immunologicznego punktu kontrolnego itp. W obliczu szerokiego zakresu dostępnych opcji terapii systemowej, aktualnym wyzwaniem jest dobór najskuteczniejszego leczenia dla poszczególnych pacjentów, w szczególności jako terapii pierwszego rzutu.

Obecnie istnieją pewne wytyczne, oparte na parametrach klinicznych, podtypie i stopniu zaawansowania nowotworu, dotyczące doboru terapii dla pacjentów. Niestety, nie ma dostępnych dobrych biomarkerów, które mogłyby pomóc w doborze leczenia. Ponieważ istnieje coraz większa świadomość zmienności międzynowotworowej, istnieje potrzeba opracowania bardziej spersonalizowanego podejścia do oceny odpowiedzi na leczenie indywidualnego pacjenta/raka na panel dostępnych leków, aby wybrać najlepsze opcje dla każdego pacjenta.

Trójwymiarowy (3D) model hodowli organoidów i jego potencjalne zalety Technologia organoidów stała się ostatnio niezależnym narzędziem badawczym i może zapewnić możliwości opracowywania nowych leków i badań przesiewowych leków. Organoidy to trójwymiarowe konstrukty narządów in vitro pochodzące z komórek, które umożliwiają badanie wielu procesów biologicznych. Ten konkretny model można opracować z embrionalnych komórek macierzystych (ESC), indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC), somatycznych SC i komórek rakowych w określonych systemach hodowli 3D. Te przełomowe tkanki 3D zostały po raz pierwszy stworzone w laboratorium na małą skalę i bardzo przypominały organ macierzysty in vivo pod względem struktury i funkcji. Główne zalety modelu hodowli organoidów 3D obejmują, po pierwsze, zawiera wiele typów komórek porównywalnych z odpowiednikiem in vivo; po drugie, komórki wewnątrz struktury 3D mogą organizować się podobnie jak tkanka pierwotna; i wreszcie, działa specyficznie jak narząd macierzysty. Dzięki wsparciu rusztowania i potrzebnemu rodzącemu się fenotypowi nowe metody hodowli 3D mogą poprawić naszą zdolność do modelowania zachowania guza in vitro i zapewnić natywne środowisko dla różnych celów badawczych, takich jak zachowanie komórek, naprawa tkanek, badania przesiewowe leków i monitorowanie mutacji. Rozwój organoidu raka nerki Różne badania wykazały, że modele organoidów raka przewodu pokarmowego zapewniają lepsze przewidywanie odpowiedzi pacjenta na leczenie. Ostatnio istnieje ograniczona publikacja na temat udanego trójwymiarowego organoidu raka nerki, a ta opublikowana przez Batchelder CA w 2015 r. przeanalizowała ograniczoną liczbę genów. Poza tym większość zgłoszonych przypadków została poddana hodowli 2D na wyrobach z tworzyw sztucznych przed wszczepieniem do rusztowania 3D, co może dawać szansę na selekcję komórek. Brak powszechnie akceptowalnego modelu raka nerki 3D powoduje potrzebę opracowania powtarzalnego organoidu raka nerki system lepszego doboru leków w przypadku nowotworów o znacznej heterogeniczności. W naszym badaniu wszystkie komórki zostaną zmieszane z rusztowaniem Matrigel bez żadnej manipulacji lub selekcji hodowli, a bardziej zaawansowane sekwencjonowanie nowej generacji zostanie wykorzystane do oceny podobieństwa genetycznego organoidów hodowli i tkanek pierwotnych. Rozpoczynając od wielkiego przełomu technologicznego, organoidy 3D są teraz silniej ugruntowane jako podstawowe narzędzie w badaniach biologicznych i mają ważne implikacje dla zastosowań klinicznych. W przyszłości udana rozbudowa modelu może zapewnić platformę do identyfikacji najskuteczniejszej spersonalizowanej opcji leczenia i poprawy wyników leczenia pacjentów z rakiem nerki.

Dlatego badacz zaproponował ustanowienie trwałego systemu hodowli 3D Matrigel ludzkiego guza nerki ze stabilnym fenotypem z lokalnej populacji. Badacze stawiają hipotezę, że sukces naszego projektu doprowadzi do powstania niezawodnej i skutecznej metody hodowli komórek raka nerki od naszych lokalnych pacjentów oraz zapewni spersonalizowaną i ukierunkowaną terapię raka nerki lokalnym pacjentom z Hongkongu.