Il cancro ovarico è la neoplasia ginecologica più mortale1. La maggior parte dei pazienti viene diagnosticata dopo che il cancro si è diffuso in tutta la cavità peritoneale. Una volta che il cancro si è diffuso in tutta la cavità peritoneale, la chirurgia citoriduttiva e la chemioterapia spesso non sono un trattamento sufficiente per prevenire la recidiva del cancro e la chemioresistenza, con un tasso di sopravvivenza a 5 anni inferiore al 30%. Le metastasi del cancro ovarico sono prevalentemente limitate alla cavità peritoneale e molti altri tipi di cancro, tra cui i tumori gastrici, pancreatici e del colon, metastatizzano negli stessi siti anatomici nella cavità peritoneale. In generale, le cellule del cancro ovarico si staccano dal carcinoma in situ nelle tube di Falloppio o nel tumore ovarico primario, viaggiano nel liquido peritoneale come cellule singole o sferoidi e si attaccano alle superfici rivestite di mesotelio dell'omento, dell'intestino e della parete addominale2.
Il microambiente tumorale svolge un ruolo importante nella progressione della malattia e nella chemioresistenza in molti tumori3-6. La cavità peritoneale è un microambiente unico, con un monostrato di cellule mesoteliali che copre la maggior parte delle superfici (Figura 1A)7. Il rivestimento mesoteliale funge da barriera che crea una superficie a basso attrito, che tende ad essere protettiva contro l'adesione delle cellule tumorali8. Immediatamente sotto questa superficie rivestita di mesoteliale c'è uno strato costituito prevalentemente da fibroblasti e matrice extracellulare (ECM), che promuovono l'adesione e l'invasione delle cellule tumorali8. Le cellule tumorali ovariche secernono fattori che inducono cambiamenti nel rivestimento delle cellule mesoteliali che migliorano l'adesione, l'invasione e le metastasi delle cellule tumorali ovariche9,10. Le cellule tumorali ovariche aderiscono alla superficie mesoteliale tramite integrina e meccanismi mediati da CD44 (Figura 1B)11-16.
Storicamente, sono stati sviluppati diversi modelli 3D per studiare le interazioni del cancro ovarico con il microambiente. Alcuni dei primi modelli hanno studiato l'interfaccia cancro ovarico-ECM17-21, la comunicazione cancro ovarico-cellule mesoteliali13,14,21-24, o entrambi25 (rivisti da noi 26). Niedbala et al. ha scoperto che le cellule tumorali ovariche mostrano un'adesione più rapida e salda alla ECM rispetto alle cellule mesoteliali o alla sola plastica25. Tuttavia, questi modelli non assomigliavano istologicamente al microambiente peritoneale. Pertanto, abbiamo stabilito un modello organotipico 3D per replicare più accuratamente il microambiente del cancro ovarico. Al fine di comprendere meglio il ruolo del microambiente e l'interazione tra cancro e cellule peritoneali nella disseminazione peritoneale del carcinoma ovarico, abbiamo sviluppato un modello di coltura in vitro organotipico 3D del rivestimento della cavità peritoneale (schema in Figura 1C). Il modello proposto è composto da fibroblasti umani primari e ECM, ricoperti da uno strato di cellule mesoteliali umane primarie: ogni tipo di cellula è isolato dall'omento umano. Istologicamente, questo modello assomiglia al normale rivestimento peritoneale o omentale e fornisce una superficie su cui possiamo studiare il microambiente tumorale, l'interazione tra cellule tumorali e tessuto normale e i processi di adesione, invasione e proliferazione delle cellule tumorali8.