גידול ספרואידים תלת מימדיים של סרטן הלבלב הדסמופלסטי מבית Co-Culture
27 בספטמבר 2024
סרטן הלבלב נותר אחד מסוגי הסרטן הקשים ביותר לטיפול. לכן, קריטי שמודלים פרה-קליניים להערכת יעילות הטיפול יהיו ניתנים לשחזור ורלוונטיים קלינית. פרוטוקול זה מתאר הליך תרבית משותפת פשוט ליצירת ספרואידים דמופלסטיים הניתנים לשחזור, רלוונטיים קלינית.
תרביות ספרואידים תלת-ממדיות משמשות יותר ויותר כדי לענות על שאלות מכניסטיות על צמיחת גידולים ומשמשות לסינון טיפולים חדשים. לכן, זה קריטי כי מודלים אלה הם מייצגים קלינית. אנו מתמקדים בשכפול הדסמופלזיה הנראית בסוגי סרטן רבים, כולל סרטן הלבלב, באמצעות טכניקה זו.
תרביות ספרואידים התפתחו כדי לשלב תאים שמקורם בחולה, תרביות משותפות מורכבות עם תאי מערכת החיסון, ומבנים פיזיולוגיים כמו כלי דם. בנוסף, טכנולוגיה מיקרופלואידית משמשת לסינון בתפוקה גבוהה ויצירת מערכות איבר על שבב. פרופיל רב-אומי בספרואידים משמש כיום להשגת תובנות מכניסטיות.
השיטה המתוארת יכולה לשמש ליצירת ספרואידים תלת-ממדיים בתרבית משותפת הניתנים לשחזור עם ECM חזק ללא חומרי מטריצה סינתטיים. היתרון הוא שה-ECM משכפל באופן הדוק גידולים קליניים מבלי שהמטריצה הסינתטית הרלוונטית שלהם תפריע ליישומי הסינון הטיפוליים. מודל זה יאפשר להעריך את תגובת ECM לטיפולים ולענות על שאלות מנגנונים חשובות על המחסום הדינמי שה- ECM מציג בסוגי סרטן רבים.
אנו מתכננים להרחיב מודל זה כך שיכלול רכיבים של תאי חיסון ומקרופאגים, בנוסף להרחבת המודל המשמש להבנת ECM כמחסום לטיפולים ומחלות מחוץ לסרטן, כגון גרנולומות שחפת.
סקירה כללית
פרוטוקול זה מפרט הליך של תרבית משותפת (co-culture) ליצירת ספרואידים דסמופלסטיים הרלוונטיים מבחינה קלינית והניתנים לשחזור עבור מחקרים על סרטן הלבלב. השימוש בתרביות ספרואידים בתלת-ממד מאפשר מחקרים מכניסטיים של צמיחת גידולים וסריקה תרופתית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- אונקולוגיה
- ביולוגיה של התא
רקע
- סרטן הלבלב מאתגר לטיפול עקב טיבּוֹ האגרסיבי.
- דסמופלאזיה (Desmoplasia) היא מאפיין נפוץ בסוגי סרטן רבים, כולל סרטן הלבלב.
- תרביות ספרואידים בתלת-ממד יכולות לשלב תאים המופקים מחולים ותאי מערכת חיסון.
- טכנולוגיה מיקרופלואידית משפרת את יכולות הסריקה בסדרה גבוהה (high-throughput screening).
מטרת המחקר
- פיתוח מודל הניתן לשחזור למחקר סרטן הלבלב.
- הערכת יעילות הטיפול בהקשר רלוונטי מבחינה קלינית.
- שחזור הסביבה הדסמופלאסטית של גידולים.
שיטות שהושתמשו
- נהלי תרבית משותפת ליצירת ספרואידים.
- שילוב של תאים המופקים מחולה ותאי מערכת החיסון.
- שימוש בטכנולוגיית מיקרופלואידיקה לצורך סריקה.
- פרופיל מולטי-אומיק לקבלת תובנות מכניסטיות.
תוצאות עיקריות
- יצירה מוצלחת של ספרואידים דסמופלסטיים.
- הדגמה של רלוונטיות לסביבות קליניות של סרטן הלבלב.
- סיוע בביצוע סריקה בקיבולת גבוהה של תרופות.
- אספקת תובנות לגבי מנגנוני צמיחת הגידול.
מסקנות
- הליך השיתוף-תרבית (co-culture) הוא כלי בעל ערך למחקר של סרטן הלבלב.
- מודלים של ספרואידים בתלת-ממד יכולים לשפר את ההבנה של הביולוגיה של הגידול.
- גישה זו עשויה להוביל לאסטרטגיות טיפוליות משופרות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות לתעשייה
ספרואידים תלת-ממדיים של סרטן הלבלב עם רכיב דסמופלסטי, שנוצרו מתרבית משולבת, מספקים מודל הניתן לשחזור ורלוונטי קלינית, המדמה באופן הדוק את הסביבה המיקרוסקופית של הגידול, כולל מחסום המטריצה החוץ-תאית (ECM). מערכת זו מאפשרת הפחתת סיכונים מכניסטית וביטחון חזוי עבור סריקה תרפויטית, ובכך נותנת מענה לנקודת מפנה קריטית שבה מודלים פרה-קליניים נכשלים לעיתים קרובות בתרגום לתוצאות קליניות. התאימות של המודל למאפיינים קליניים של הגידול תומכת בקבלת החלטות מותאמות סיכונים בתיקי פיתוח בשלבי הגילוי המוקדמים ובמחקר פרה-קליני.
יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות בהקשר של ECM הרלוונטי למחלה.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות על ידי שכפול דסמופלזיה קלינית.
- מסייע בהפחתת סיכונים מכניסטיים עבור טיפולים מועמדים המכוונים לסביבת המיקרו של הגידול.
- משפר את הביטחון החזוי עבור קידום תרכובות בשלבי הפיתוח.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מספק מערכת תלת-ממדית סטנדרטית ללא פיגום להערכה כמותית של תגובה לתרופות.
- מבטיח שחזוריות ויכולת הרחבה עבור יישומים של סריקה בשפיעת גבוהה (high-throughput screening).
- מייצר רכיבי ECM חסונים, המאפשרים הערכה מהימנה של חומרים המכוונים ל-ECM.
- מכין מערכות ביולוגיות שעברו תיקוף עבור מחקרי יעילות ומנגנונים המשכיים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה מודלים פרה-קלניים למאפייני ה-ECM של גידולים קליניים לצורך המשכיות תרגומית.
- תומכת בגילוי ובתיקוף של סמני ביולוגים (biomarkers) בסביבה רלוונטית פיזיולוגית.
- מאפשרת קבלת החלטות על קידום מותאם-סיכון המבוסס על נתונים בעלי יכולת ניבוי קלינית.
- מסייעת במחקרים מכניסטיים של ה-ECM כשכבה המהווה מחסום לטיפול.
שילוב תהליכי עבודה ומסלולי עיבוד
מודל ספרואיד של תרבית משותפת זה מגשר בין שלבי הגילוי המוקדמים, זיהוי מועמדים תרופתיים ותיקוף פרה-קליני, על ידי אספקת פלטפורמה רלוונטית קלינית לבדיקת היפותזות ולסריקת תרופות.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערות ובבירור מסלולים בסביבה מיקרובית דסמופלסטית.
- סריקה: מספק פלטים כמותיים הניתנים לשחזור לצורך הערכת תרכובות מול ספרואידים עשירים ב-ECM.
- אנליטיקה: מאפשרת מדידה של נפח הספרואיד והרכב ה-ECM כדי להשוות תגובות טיפוליות.
- מחקר תרגומי: שומר על רציפות עם מאפיינים גידוליים קליניים למחקרי ביומרקרים ויעילות.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פלטפורמה סטנדרטית הניתנת לשימוש חוזר וניתן להתאמה לסוגי תאים ומודלי מחלות נוספים.
השפעה תפעולית ועסקית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזואי ומפחית עמימות מכניסטית בפיתוח טיפולים המכוונים למטריקס החוץ-תאי (ECM).
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, השחזוריות והיכולת להרחבה (scalability) עבור צוותי מו"פ רב-תחומיים.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת החלטות ה-go/no-go ואת יעילות ההון על ידי סנכרון של מודלים פרה-קליניים עם תוצאות קליניות.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם סיכונים ובקידום מועמדים בעלי פוטנציאל תרגומי גבוה יותר.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטכניקות של תרביות תאים בתלת-ממד ותרביות משותפות (co-culture).
- דורש גישה לתשתית דימות ואנליזה כמותית להערכת ספרואידים.
- מחייב סטנדרטיזציה בין צוותים כדי להבטיח הדירות לאורך קמפיינים של סריקה.
- ניתן להתאמה לסוגי תאים נוספים או למודלים של מחלות באמצעות אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- מוגבל להקשרי גידולים עשירים ב-ECM, כפי שנתמך על ידי נתוני תיקוף נוכחיים.
