Создание и применение трехмерной (3-D) модели клеточной культуры клинических циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК)

Считается, что циркулирующие опухолевые клетки (ЦОК), редкие виды клеток, присутствующие в крови, в основном способствуют метастазированию или рецидиву рака. Таким образом, обнаружение ЦОК считается важным клиническим инструментом для выявления метастатического рака. Более того, ЦОК могут быть терапевтической мишенью лечения метастатического рака. Таким образом, использование жизнеспособных ЦОК в качестве биопсии для выбора терапевтических режимов (например, Тестирование противораковых препаратов на основе ЦОК) открывает многообещающий путь для реализации персонализированной терапии рака. Благодаря недавним достижениям в области методов выделения или обнаружения клеток активно предлагались различные новые подходы для выделения/обнаружения ЦОК. Тем не менее, большинство современных методов могут быть не в состоянии получить все возможные, жизнеспособные и не содержащие метки ЦОК с адекватной чистотой клеток и числом клеток для последующего тестирования противораковых препаратов на основе ЦОК или других биологических анализов. Чтобы преодолеть вышеуказанные технические препятствия, исследовательский проект предлагает использовать конкретный метод 3-D клеточной культуры для выделения / очистки и увеличения числа клеток ЦОК.

Принцип работы основан на наших предварительных выводах, показывающих, что лейкоциты человека погибают в условиях трехмерной клеточной культуры, тогда как ЦОК имеют тенденцию к агрегации и пролиферации в такой среде. Основываясь на этом явлении, трехмерную культуру клеток ЦОК можно использовать для выделения и очистки жизнеспособных ЦОК от лейкоцитарного фона методом отрицательной селекции и без использования меток, что позволяет собрать все возможные ЦОК в образце крови. Кроме того, пролиферация ЦОК в такой трехмерной клеточной культуре может адекватно увеличить количество клеток ЦОК для последующего применения, что в настоящее время невозможно с использованием существующих методов.

В рамках исследовательского проекта первого года исследователи дополнительно проверят и оценят клиническую осуществимость использования трехмерной модели клеточной культуры для выделения/очистки ЦОК и увеличения числа их клеток. В исследовательском проекте 2-го и 3-го года исследователи оптимизируют трехмерную модель клеточной культуры, чтобы повысить эффективность выделения/очистки и пролиферации ЦОК. В процессе оптимизации исследователи изучат влияние модели клеточной культуры (например, статическая или перфузионная культура клеток, а также трехмерная культура клеток с использованием различных трехмерных каркасных материалов) или биохимические факторы (например, концентрация глюкозы, концентрация в сыворотке, рН или добавки факторов роста/цитокинов) на характеристики выделения/очистки и пролиферации ЦОК. В целом, исследователи надеются, что предлагаемый исследовательский проект сможет найти эффективный и действенный подход к выделению/очистке/размножению клинических ЦОК жизнеспособным, без меток и с высокой степенью чистоты. Эти собранные ЦОК представляют ценность для последующих аналитических задач.