Utilizzando questo protocollo, è stato sviluppato un modello preclinico di carcinosi peritoneale per il carcinoma ovarico utilizzando una combinazione di tecniche di base in vitro ed ex vivo. Una crescita progressiva del tumore è stata osservata in 50 giorni di co-coltura dopo aver seminato campioni di omento con cellule di carcinoma ovarico umano mCherry+ OCSC1-F2. Questo metodo è stato sviluppato e ottimizzato in diverse prove sperimentali utilizzando diversi campioni di omento. Il successo della crescita del tumore dipendeva dalla qualità dell'omento, dalla vitalità delle cellule tumorali e dall'efficacia dell'iniezione. In questo rapporto, sono state utilizzate solo cellule mCherry+ OCSC1-F2 e linee di carcinoma ovarico umano mCherry+ R182 precedentemente riportate in diverse pubblicazioni 12,15,16,17,18,19,20,21,22. Utilizzando queste due linee cellulari con tempi di raddoppio diversi (16 ore per OCSC1-F2 e 36 ore per R182), è stata notata una differenza nel tempo per raggiungere la crescita logaritmica all'interno del tessuto omentale. Ciononostante, siamo riusciti a stabilire entrambe le linee cellulari nel sistema di co-coltura.
Una comunicazione efficiente tra i ricercatori, i coordinatori della ricerca e le équipe chirurgiche è stata fondamentale per la raccolta e l'elaborazione dei campioni di omento. Lo sperimentatore ha identificato i candidati al protocollo, i coordinatori della ricerca hanno ottenuto il consenso dei pazienti prima dell'intervento chirurgico e lo sperimentatore ha raccolto i campioni dalla sala operatoria. Dato questo flusso di lavoro, il programma dello sperimentatore doveva essere flessibile poiché molti fattori del paziente che influenzavano la raccolta erano imprevedibili (ad esempio, l'intervento chirurgico annullato, l'ora dell'intervento chirurgico modificata, l'omento inadeguato o assente rimosso). La visualizzazione diretta e la selezione dei tessuti dalla sala operatoria hanno garantito l'integrità del campione, la sterilità chirurgica e l'elaborazione tempestiva. Inizialmente, la raccolta dei campioni era delegata ai coordinatori della ricerca; Tuttavia, dopo la raccolta di alcuni campioni, abbiamo notato che il tempo di elaborazione era ritardato (cioè >4 ore) e la qualità dell'omento era gravemente inferiore (ad esempio, il tessuto era a pezzi). In uno studio sperimentale, il tessuto omentale è stato conservato a 4 °C per 48 ore prima dell'iniezione perché le cellule tumorali non erano pronte in tempo. È stata osservata una crescita tumorale simile, ma questa sequenza non è stata ripetuta poiché è noto che le variazioni di temperatura influenzano il microambiente tumorale (TME).
Prima della raccolta del campione, era importante avere cellule tumorali sufficientemente confluenti secondo il programma chirurgico. Poiché il numero di campioni raccolti ogni mese variava, le colture attive di cellule di carcinoma ovarico non venivano sempre mantenute. Le cellule congelate sono state scongelate con almeno 1 settimana di anticipo, placcate utilizzando un protocollo standard e quindi passate le cellule almeno una volta per garantire la vitalità. Le linee cellulari utilizzate in questo protocollo erano relativamente resistenti; Tuttavia, abbiamo ancora riscontrato casi in cui le cellule non si erano riprese entro il giorno dell'intervento chirurgico e non potevano essere iniettate. In questo studio, non c'è stato alcun tentativo di iniettare cellule tumorali che erano meno del 50% confluenti. I successivi ritardi relativi alla preparazione delle cellule sono stati mitigati utilizzando una buona tecnica sterile e dividendo le cellule in rapporti per mantenere la confluenza a seconda del programma di raccolta dei campioni previsto. Abbiamo limitato il protocollo a solo due linee cellulari tumorali marcate con fluorescenza, ma è importante notare che potrebbero essere utilizzate anche altre linee cellulari tumorali consolidate o cellule tumorali primarie senza proteine fluorescenti.
Infine, il tasso di crescita del tumore è stato correlato alla confluenza di cellule tumorali adiacenti e all'interno degli adipociti immediatamente dopo l'iniezione. Questo è stato determinato prendendo immagini fluorescenti di tutti i campioni di omento dopo l'iniezione. Rispetto all'inoculazione con cellule tumorali di organi solidi o tessuti sottocutanei, l'iniezione di cellule tumorali nel tessuto omentale è stata più impegnativa. La struttura sciolta e la consistenza grassa dell'omento impediscono al tessuto di trattenere efficacemente volumi di sospensione cellulare senza perdite. Quando è stato utilizzato un ago più piccolo (cioè 30 G o più stretto) per iniettare, c'era preoccupazione per la frammentazione cellulare poiché la proliferazione cellulare era diminuita. Abbiamo testato varie tecniche di iniezione, numero di cellule e volumi di sospensione cellulare e abbiamo trovato risultati coerenti con il protocollo sopra descritto. Allo stesso tempo, riconosciamo che è probabile che tali variazioni del protocollo producano ancora risultati simili, data la natura maligna delle cellule. L'aggiunta di Matrigel ha reso più facile la fase di iniezione in quanto la matrice extracellulare ha trattenuto meglio la sospensione cellulare; Tuttavia, questo metodo è più costoso e non ha prodotto costantemente un carico tumorale più elevato nei campioni. Nel complesso, era raro che uno qualsiasi degli esemplari di omento non sviluppasse tumori, ma il numero di tumori e la velocità di crescita variavano.
Questo modello ha simulato un segno distintivo della tumorigenesi del cancro ovarico replicando le metastasi precoci ai tessuti peritoneali ricchi di adiposo. Questo protocollo consente variazioni senza alcuna competenza richiesta, è facile da replicare e genera un sistema con un potenziale valore traslazionale. Rispetto ai modelli esistenti in vitro ed ex vivo nel carcinoma ovarico, il metodo qui descritto combina diverse tecniche per produrre un modello che conserva l'architettura del tumore e la TME per una lunga durata di vita. Inoltre, abbiamo osservato che quando un campione di omento con tumori multipli è stato trasferito in un nuovo pozzetto e coltivato con omento privo di cancro (cioè non iniettato), l'omento naïve è stato seminato con cellule tumorali entro 7 giorni. Questa scoperta suggerisce che i tumori replicati mantengono il potenziale metastatico attraverso la transizione epiteliale-mesenchimale. Non sono stati identificati modelli simili di carcinoma ovarico in letteratura che hanno coltivato biopsie tissutali per lunghi periodi di tempo. Questo approccio è supportato da una precedente scoperta secondo cui le cellule mesoteliali isolate dall'omento di topo potevano essere coltivate per più di 30 passaggi dopo la raccolta23.
Il modello descritto in questo studio può essere utilizzato per comprendere ulteriormente l'effetto dell'interazione diretta tra le cellule tumorali ovariche e le cellule all'interno dell'omento ricco di adiposi. Le cellule tumorali possono essere dissociate dai tessuti dell'omento e ottenute per l'analisi trascrittomica o immunoistochimica (IHC). Inoltre, le cellule possono essere utilizzate per studi di risposta ai farmaci.
I limiti principali di questo modello sono che il numero di tumori, il tasso di crescita del tumore e la posizione dei tumori erano imprevedibili. La mancanza di standardizzazione e la variazione tra i campioni potrebbero limitare l'applicazione di questo modello. Abbiamo anche fatto diverse osservazioni che richiederanno un ulteriore esame durante lo sviluppo di questo protocollo. Ad esempio, le repliche "di controllo" in un esperimento non erano effettivamente prive di cancro poiché al paziente è stata successivamente diagnosticata una micrometastasi omentale; Tuttavia, i tumori non iniettati sono rimasti vitali per tutto il periodo sperimentale. Le applicazioni future di questo modello includeranno studi molecolari della TME durante la tumorigenesi precoce, la manipolazione della TME mediante iniezione di cellule immunitarie e le indagini sulla risposta ai farmaci. In sintesi, riteniamo che il modello preclinico qui descritto si aggiungerà al repertorio degli strumenti di ricerca esistenti e aiuterà a chiarire i meccanismi molecolari della TME nel carcinoma ovarico.