1.
Razvoj humanega sferoidnega 3-dimenzionalnega celičnega modela za testiranje učinkovin za zdravljenje raka glave in vratu na principu zaviranja matičnih celic rakaLarisa Goričan, 2020, doktorska disertacija
Opis: Za ponovitve tumorjev in razvoj oddaljenih metastaz so odgovorne na primarno zdravljenje odporne celice raka z izvornimi lastnostmi, ti. matične celice raka (MCR). MCR predstavljajo kritično podskupino rakastih celic, ki imajo sposobnost samoobnavljanja in diferenciacije ter ohranjajo tumor tudi po tem, ko primarno zdravljenje uniči večino preostalih celic tumorja. Omenjena spoznanja so vodila v iskanje terapij, ciljanih na MCR. Zaradi potrebe po terapijah ciljanih na MCR in njihove redkosti v primarnih tkivih je narasla potreba po modelu za obogatitev MCR, ki bi omogočil obogatitev MCR ter hkrati dopuščal proučevanje učinkovin z aktivnostjo usmerjeno proti MCR z analizami visokozmogljivih presejalnih testov (VPT). V ta namen smo v sklopu doktorske naloge iz komercialne epitelne celične linije PCKGV razvili humani sferoidni tri-dimenzionalni (3D) celični model (SM) obogaten za MCR, primeren za testiranje aktivnih učinkovin za zdravljenje PCKGV. Omenjeni sferoidni model združuje prednosti in zaobide omejitve dveh trenutno najpogosteje uporabljanih tehnik nasajanja sferoidov, kulture prosto-plavajočih sfer (oz. model tumorske sfere) in modela večceličnega tumorskega sferoida (MVTS). Podobno kot v modelu prostoplavajočih sfer, smo v SM uporabili medij za spodbujanje in ohranjanje matičnosti. Slednji za razliko od običajnega medija ne vsebuje seruma ploda goveda (»fetal bovine serum« - FBS), znanega sprožilca diferenciacije, ter je dopolnjen z več dejavniki, ki spodbujajo rast matičnih celic (osnovni fibroblastni rastni faktor, epidermalni rastni faktor, sestavljen komercialni pripravek, im. B-27). Za razvoj SM smo uporabili komercialno dostopno, stabilno celično linijo, ki za razliko od primarnih celičnih kultur, omogoča izvedbo dalj časa trajajočih eksperimentov, ponovitve posameznih eksperimentov, ne zahteva invazivnih metod pridobivanja, prav tako pa omogoča uporaba takšnih linij večjo primerljivost rezultatov med različnimi raziskovalnimi skupinami / eksperimenti. Podobno kot v MVTS smo za nasaditev SM uporabili mikrotitrsko ploščico z zaobljenim dnom in neoprijemljivo podlago, ter večjo koncentracijo celic nasadili na posamezno jamico in ploščico po nasaditvi zavrteli. Omenjeno je omogočilo generacijo celične mase in kasneje kompaktnega sferoida. Razviti SM smo primerjali z adherentno celično kulturo in MVTS, pri čemer je SM pokazal večjo obogatitev markerjev matičnosti, tako na transkripcijskem, kot proteinskem nivoju.
Nadalje smo s pomočjo tretiranja sferoidov z diferenciacijskim medijem z dodano retinojsko kislino (»all-trans retionic acid« - ATRA) uspeli izbrati nabor specifičnih kazalcev za zaznavo MCR-diferenciacijskega učinka. Eksperiment z ATRA potrjuje občutljivost SM na delovanje učinkovin in njegovo uporabnost za detekcijo aktivnosti učinkovin z delovanjem proti MCR na treh različnih nivojih, tj. transkripcijskem, proteinskem in na nivoju celičnega cikla. V končnem eksperimentu s peptidnimi frakcijami kostnega mozga smo na SM uspeli identificirati šest frakcij s statističnim trendom zvišanja/ znižanja ekspresije enega ali več markerjev matičnosti.
V doktorski nalogi razviti SM za obogatitev matičnih celic raka predstavlja kompromis med kompleksnostjo tumorja in preprostostjo protokola. Je primer preprostega modela sferoidov, ki ga tvori samo ena vrsta celic. Čeprav ne zajame kompleksnosti pravega tumorja, zagotavlja visoko obogatitev MCR ter zaradi enostavne vzpostavitve modela, uniformnosti, kratkega časa gojenja in prostorske ločitve sferoidov, ki omogoča dodajanje ene same aktivne sestavine posameznemu sferoidu, omogoča identifikacijo učinkovin z aktivnostjo proti MCR v analizah VPT. Takšen preprost model omogoča cenejšo identifikacijo prvih spojin in zožitev izbora učinkovin za nadaljnjo validacijo v bolj kompleksnih in dragih sferoidnih ali živalskih modelih.
Ključne besede: Ploščatocelični karcinom glave in vratu, matične celice raka, 3D / sferoidna kultura / model, visokozmogljivi presejalni testi, učinkovine z delovanjem proti matičnim celicam raka, retinojska kislina, markerji matičnosti
Objavljeno v DKUM: 27.11.2020; Ogledov: 1399; Prenosov: 143
Celotno besedilo (3,81 MB)
