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Das hochgradige seröse Ovarialkarzinom (HGSOC) ist nach wie vor eine wenig verstandene und hochgradig tödliche Erkrankung. In der Vergangenheit war der Mangel an originalgetreuen In-vitro- und In-vivo-Modellen, die die Biologie und das Ansprechen auf die Therapie von HGSOC repräsentieren, ein großes Hindernis für den Fortschritt. Zum Beispiel haben mehrere (wenn nicht die meisten) Studien Zelllinien verwendet, die wichtige genomische/genetische Merkmale von HGSOC nicht teilen, was die Relevanz ihrer Ergebnisse fragwürdig macht 1,2,3,4. Zum Beispiel ist das gängige ID8-Syngen-Mausmodell aus dem Ovarialoberflächenepithel (OSE) abgeleitet und ist Trp53-Wildtyp 5. Im Gegensatz dazu entsteht das meiste, wenn nicht sogar das gesamte HGSOC im Eileiterepithel (FTE)6, und HGSOC ist fast durchweg TP53-mutiert oder zum Schweigen gebracht7. Forscher haben seitdem versucht, diese Linie zu korrigieren, indem sie Trp53-Mutationen in sie integrierthaben 5, aber da die Trp53-Mutation ein frühes Ereignis in der HGSOC-Pathogenese ist, kommt diese Modifikation möglicherweise zu spät in der Transformation dieser Zelllinie und repräsentiert wahrscheinlich nicht die normale HGSOC-Entwicklung.
In den letzten zehn Jahren wurden Versuche unternommen, diesen Zustand durch die Erstellung realistischerer Modelle des HGSOC zu korrigieren. Gentechnisch veränderte Mausmodelle (GEMMs), die relevante Mutationen auf Zellen der Müller-Trakt-Linie aufweisen, oft unter einem Cre-Rekombinase-System zur Kontrolle der Pathogenese, ermöglichen es den Forschern beispielsweise, die Krankheit in vivo besser nachzuahmen 8,9,10. Leider sind diese Modelle oft kompliziert zu generieren und können andere Probleme wie Cre-Leaking, Cre-Effekt oder "Feldeffekte" haben11,12,13. In dieser Hinsicht scheinen syngene Organoidmodelle ein robuster Kompromiss für Forscher zu sein, die die Krankheit sowohl in vitro als auch in vivo besser nachahmen möchten 14,15,16,17,18,19. Obwohl die meisten derzeit verfügbaren und verwendeten HGSOC-Modelle zweidimensionale Modelle sind, können sie leider die Komplexität der extrazellulären Matrix (ECM), einem entscheidenden Element, das die Zellbiologie beeinflusst, nicht richtig simulieren. Organoide sind selbstorganisierte 3D-Gewebe, die oft aus Stammzellen erzeugt werden und die frühe strukturelle und funktionelle Komplexität eines Organs in der Petrischale nachbilden können20. Ihre Erzeugung funktioniert in der Regel durch Suspendieren einzelner Zellen, die pluripotent sind, in einer Basalmembranmatrix (BMM), wie z. B. Matrigel21. In vitro sind diese Modelle bei der Rekapitulation von In-vivo-Bedingungen vergleichsweise genauer als 2D-Modelle. Ebenso können diese Modelle aufgrund ihrer syngenen Natur in eine Maus mit einem voll funktionsfähigen Immunsystem transplantiert werden, was eine genauere Rekonstruktion der Pathogenese und Entwicklung ermöglicht14,15. Dies ist ein klarer Vorteil gegenüber patienteneigenen Xenotransplantaten, die zwar die realistischste Tumorgenetik aufweisen, aber in immungeschwächten Mausmodellen transplantiert werden müssen.
In diesem Protokoll beschreiben wir, wie syngene HGSOC-Organoidmodelle entwickelt werden können. Von der Erzeugung der ursprünglichen Wildtyp-FTE-Organoidkultur, die aus einer Maus extrahiert wurde, über ihre Gentechnik zur Erzeugung krankheitsinformierter Genotypen bis hin zu ihrer Transplantation zurück in den Schleimbeutel der Eierstöcke, um voll entwickelte Tumore zu erzeugen. Wir haben auch einige zusätzliche Protokolle hinzugefügt, um bei gängigen Experimenten zu helfen, wie z. B. der Immunfluoreszenz (IF)-Färbung von In-vitro-Organoiden und der 2D-Umwandlung von Zelllinien für die großtechnische Produktion von Zellen, z. B. für Injektionen. Dieses Protokoll richtet sich an Forscher, die organoide syngene Modelle von HGSOC mit Kontrolle über ihr Erbgut entwickeln wollen, mit der besonderen Absicht, die Biologie des HGSOC unter realistischeren In-vitro-Bedingungen sowie die in der Tumormikroumgebung vorhandenen Wechselwirkungen in vivo zu untersuchen.