סרטן המעי הגס (CRC) הוא אחד מסוגי הסרטן הנפוצים והקטלניים ביותר בעולם, המהווה אתגר מרכזי לבריאות הציבור1. למרות ההתקדמות בשיטות הטיפול, כולל ניתוחים, כימותרפיה ואימונותרפיה, הפרוגנוזה עבור חולי CRC - במיוחד אלה עם מחלה גרורתית - נותרה גרועה. המיקרו-סביבה של הגידול (TME) ממלאת תפקיד חיוני בעיצוב התקדמות הסרטן ותגובות הטיפול, כאשר לימפוציטים חודרים לגידול (TILs) מתגלים כמרכיב מרכזי המשפיע על התגובה החיסונית נגד סרטן2. TILs, אוכלוסייה מגוונת של תאים חיסוניים המצויים בתוך גידולים, זוהו כסמנים פרוגנוסטיים משמעותיים ב-CRC, עם רמות גבוהות של חדירת TIL הקשורות לעתים קרובות לתוצאות קליניות טובות יותר3. מחקרים אחרונים הדגישו גם את הפוטנציאל הטיפולי של TIL בסוגי סרטן אחרים, כגון מלנומה4 וסרטן צוואר הרחם5, שבהם אימונותרפיה מבוססת TIL הראתה יעילות מבטיחה.
עם זאת, למרות ההצלחה של TIL בסוגי סרטן מסוימים, יישומם ב-CRC נותר תחום של חקירה מתמשכת. המורכבות וההטרוגניות של CRC, יחד עם מיקרו-סביבת הגידול המדכאת את מערכת החיסון, מציבים אתגרים לאימונותרפיה יעילה מבוססת TIL6. גידולי CRC מציגים לעתים קרובות TME7 מדכא חיסון מאוד, המאופיין בנוכחות של תאי T רגולטוריים (Tregs), תאים מדכאים שמקורם במיאלואיד (MDSCs) ומקרופאגים הקשורים לגידול (TAMs), כולם מעכבים באופן פעיל את תפקוד TIL. יתר על כן, תאי CRC מבטאים לעתים קרובות מולקולות מחסום חיסוניות, כגון PD-L1, שיכולות לעכב עוד יותר את ההרג בתיווך TIL8. בנוסף, ההטרוגניות הגנטית של גידולי CRC, יחד עם סטרומה מדכאת חיסון, מסבכת את יכולתם של TIL למקד ולחסל ביעילות תאי גידול, מה שמקשה על השגת אותה רמת הצלחה שנראית במלנומה ובסרטן צוואר הרחם9. פער קריטי במחקר הנוכחי הוא היעדר מודלים מתאימים במבחנה שיכולים לדמות במדויק את האינטראקציות בין CRC ל-TILs. מודלים כאלה חיוניים להערכת הפוטנציאל של TIL בטיפול ב-CRC ולאופטימיזציה של יישומם לאסטרטגיות טיפול מותאמות אישית.
אורגנואידים שמקורם בחולה (PDOs) התגלו ככלי רב עוצמה למידול סרטן אנושי10. תרביות תלת מימד אלה, שמקורן ברקמות גידול חולים, מחקות מקרוב את המאפיינים ההיסטולוגיים והגנטיים של הגידולים המקוריים, ומספקות ייצוג מדויק יותר של הביולוגיה של הגידול בהשוואה לקווי תאים דו-ממדיים מסורתיים. מודלים של PDO שומרים גם על הטרוגניות בין מטופלים, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור גישות רפואה מותאמת אישית11. ב-CRC, PDOs שימשו לסינון תרופות ולחקר הביולוגיה של הגידול12, אך השימוש בהם להערכת תגובות חיסוניות - במיוחד בהקשר של TIL - נותר מוגבל. התכנון של מודל תרבית משותפת של תאים חיסוניים PDO חייב לאזן את המורכבות של המיקרו-סביבה עם יכולת בקרה ניסויית. למרות שרכיבים כמו מקרופאגים ותאים דנדריטיים יכולים לשפר את הביומימיקרי, תאים חד-גרעיניים בדם היקפי (PBMCs) הפכו לבחירה המיינסטרים בשל הנגישות שלהם. עם זאת, ל-PBMCs יש שיעור נמוך של תאי T ספציפיים לגידול, ותת-אוכלוסיות המונוציטים עלולות להפריע ליציבות המיקרו-סביבתית13. לעומת זאת, TIL מעשירים באופן טבעי שיבוטים מגיבים לגידול ונושאים פנוטיפ תשישות באתר, מה שהופך אותם למודל מעולה לניתוח מדויק של מנגנוני התחמקות חיסונית בסרטן המעי הגס.
מטרת מחקר זה היא לפתח פלטפורמה חדשה במבחנה להערכת תגובות אנטי-גידוליות בתיווך TIL ב-CRC על ידי הקמת מערכת תרבית משותפת של CRC PDOs ו-TILs. מודל זה מאפשר הערכה ישירה של ציטוטוקסיות TIL כנגד PDOs CRC וניתוח תגובות חיסוניות בהקשר ספציפי למטופל. שימוש במערכת זו עשוי לספק תובנות עמוקות יותר לגבי הפוטנציאל של אימונותרפיה מבוססת TIL עבור CRC ולתמוך בחקר אסטרטגיות לשיפור יעילות TIL באמצעות גישות הנדסיות. שיטות קודמות הוגבלו על ידי המספר הקטן של TILs14. ברוב המקרים, PBMCs עברו תחילה תרבית משותפת עם PDOs למשך שבועיים, ולאחר מכן ניתן היה להרחיב TIL ספציפיים לגידול מה-PBMCs ולאחר מכן תרבית משותפת נוספת עם PDOs כדי לצפות בהשפעות ציטוטוקסיות15. עם זאת, גישה זו סובלת גם מזמן מידול ממושך ותשואה כוללת נמוכה. לעומת זאת, השיטה המתוארת מאפשרת בידוד והקמה של PDOs ו-TIL מדגימות רקמת גידול קטנות יותר, אשר לאחר מכן ניתן לתרבית משותפת ישירה. גישה זו עשויה להציע נוחות רבה יותר הן מבחינת המתודולוגיה והן מבחינת היעילות. בסופו של דבר, מערכת זו שואפת לספק כלי רב עוצמה להערכה פרה-קלינית של טיפולי TIL, ולסלול את הדרך לאסטרטגיות טיפול מותאמות אישית שעשויות לשפר את התוצאות עבור חולי CRC.