מבין כל ההפרעות האונקולוגיות, סרטן הריאות לא רק גורם לאובדן החיים הגבוה ביותר, אלא גם טוען למספר השני בגובהו של חולים חדשים מדי שנה בארה"ב1. ממאירות הרסנית זו עומדת כמכשול מרכזי בשירותי הבריאות המודרניים, ודוחקת להבנה עמוקה יותר של הביולוגיה המורכבת שלה ולשיטות טיפוליות יעילות יותר2. סרטן ריאות מסוג תאים לא קטנים (NSCLC) מהווה 85% ממקרי סרטן הריאה ונוטה להתפתח לגידולים מוצקים3. אחד האתגרים החשובים ביותר בסרטן הריאה הוא המיקרו-סביבה הדינמית וההטרוגנית של הגידול, המשפיעה עמוקות על התקדמות הסרטן ועל תגובותיו להתערבויות טיפוליות 4,5,6. הבנה מעמיקה יותר של יחסי הגומלין בין תאים סרטניים לבין המיקרו-סביבה שלהם בשלבים שונים של NSCLC דורשת מודלים פתולוגיים מעודנים המשחזרים את המאפיינים ההיסטולוגיים של התקדמות NSCLC.
בהקשר זה, מודלים אורתוטופיים של בעלי חיים מתגלים כאפיק מבטיח למחקר NSCLC. בניגוד למודלים תת-עורייםנפוצים של קסנוגרפט 7, מודלים אורתוטופיים כוללים תאים סרטניים המחוסנים ישירות לאיבר המוצא. עבור סרטן ריאות, משמעות הדבר היא השתלת תאים סרטניים ישירות לתוך רקמת הריאה 8,9. כתוצאה מכך, מודלים אורתוטופיים של סרטן ריאות מחקים טוב יותר את המיקרו-סביבה הטבעית של הגידול, כולל הרקמות, כלי הדם והמרכיבים החיסוניים השכנים, ובכך משפרים את הרלוונטיות הפיזיולוגית והקלינית שלהם.
ספרואידים רב-תאיים תלת-ממדיים (MCS) מייצגים גישה מבטיחה נוספת לשחזור תכונות של סביבת הגידול. רוב סוגי הסרטן מאופיינים במיקרו-סביבה הגידולית המורכבת שלהם, כולל אינטראקציות תא-תאים שונות, המטריצה החוץ תאית, והשיפועים בחמצן ובחומרי מזון10,11. תרביות תאים דו-ממדיות מסורתיות חסרות את המורכבות המרחבית והמבנית כדי לשחזר תכונות ספציפיות אלהלגידול 12. לעומת זאת, MCS בגודל המתאים מתאפיין במבנה הטרוגני עם ליבה היפוקסית ונמקית, אשר משחזרת לא רק את המיקרו-סביבה התוך-גידולית אלא גם את המחסום הפיזיולוגי מפני חדירת תרופות, שהוא מנגנון עיקרי של עמידות לתרופות בטיפול אנטי-סרטני 13,14,15.
תוך ניצול המודלים האורתוטופיים של בעלי חיים וטכניקות הטיפוח של MCS, MCS חוסנו לעכברים מדוכאי חיסון כדי לבנות בהצלחה מודלים אורתוטופיים של סרטן השד וסרטן הערמונית16,17. במאמר זה אנו מדווחים על המתודולוגיה המפורטת לבנייה ואפיון של מודל קסנוגרפט אורתוטופי של סרטן ריאות. שיטה זו משתמשת בחיסון תוך-ריאתי של MCS תלת-ממדי שמקורו בתאי סרטן ריאה אנושיים פלואורסצנטיים (A549-iRFP)18. מודל זה מציע הזדמנות יוצאת דופן לצפות בהתקדמות in vivo של סרטן ריאות דרך שלבים המקבילים באופן הדוק לארבעת השלבים הקליניים של NSCLC. יתר על כן, סרטן xenograft של מודל זה הגיב לתרופה נגד סרטן ריאות מבוססת קלינית, cisplatin.