이 컬렉션은 종양 성장 및 전이에 필수적인 요소인 종양 미세 환경 연구를 위한 전통적인 암 연구 실험 방법을 넘어서는 시스템을 묘사합니다. 이러한 시스템은 3차원이고 고심도 및 고해상도 이미징(종종 시간이 지남에 따라 복잡한 이미징 분석 도구가 필요함)을 포함하며 환자 유래 조직을 사용하거나 합성 또는 탈세포화된 스캐폴드를 사용합니다.
췌장암, 대장암, 뇌암 등 임상적 요구가 충족되지 않고 마우스 동계 또는 이종이식 모델의 이동성이 낮은 질병의 경우 바이오뱅크의 구축과 확장이 필수적입니다. Bürtin et al.1 은 기증자 물질을 환자 유래 이종이식편(PDX)으로 확장하여 환자의 조직학 및 질병 경과를 밀접하게 요약하는 살아있는 바이오뱅크를 구축하는 것을 포함하여 이를 달성하는 방법에 대한 지침을 제공합니다. 지속적인 프로토콜 최적화와 수술 직원과의 긴밀한 협력 및 의사소통을 통해 저자는 결장직장 PDX의 경우 63%, 췌장 PDX의 경우 48%의 성장률을 보고했습니다. 이러한 진전은 모델 구축에 필요한 오랜 시간 때문에 치료 옵션이 즉시 필요한 개별 환자를 위한 테스트-치료 대용으로 유용하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 종양 생물학을 더 잘 이해하고 유사한 종양 특성을 가진 미래의 환자를 돕는 데 유용합니다. 또한 Tew et al.2 는 중추신경계(CNS) 전이성 PDX의 확립 및 사용을 설명하고 성공적인 성장 및 연구 목적을 위한 조직 접종 경로의 중요성을 강조합니다.
PDX 모델의 대안으로, 환자 유래 종양 절편 생체 외 배양은 약물 반응을 테스트하는 데 사용할 수 있는 기본 매트릭스 및 아키텍처(다세포 및 이종 유형 모두)를 통해 잠재적으로 더 빠르고 경제적인 시스템을 제공합니다. Braun et al.3 은 췌장 원발성 종양 및 전이에 대한 기관형 절편 배양(OTSC)을 제시합니다. 그들은 다음을 포함하여 이종이식 확립 및 모니터링의 방법을 전달합니다: 생체 외 슬라이스의 라이브 이미징을 지원하는 장치 제조; 종양 절편 수집; 슬라이스 배양 및 생체 외 성장; 이미징 및 이미지 분석. 또 다른 예에서, Ciraku et al.4 는 생체 외 뇌 전이성 종양 절편을 사용하여 뇌 전이 및 그 치료를 연구하는 포괄적인 방법을 제공합니다.
종양 인접 조직과 세포외 기질도 전이를 완전히 이해하는 데 중요합니다. Jelinek et al.5 은 환자 유래 진피 섬유아세포를 사용하여 인간 흑색종 세포주와 병용 주사를 사용하여 암 관련 섬유아세포가 종양 성장에 미치는 영향을 연구하기 위한 PDX를 제공합니다. Mayorca-Guiliani et al.6 은 마우스의 심장과 폐를 탈세포화하고 온전한 스캐폴드를 생성하는 방법을 설명하며, 이는 세포를 파종하는 데 사용될 수 있으며, 더 중요하게는 이러한 기관의 위치/토폴로지 및 세포외 기질(ECM) 구성을 이해하는 데 사용될 수 있습니다. 폐는 특히 여러 종양 유형에 대해 매우 흔한 전이 부위입니다. 이 방법은 다른 ECM 스캐폴드를 생성하는 데에도 사용할 수 있습니다. 콜라겐은 ECM의 주요 구성 요소 중 하나이며 섬유질 콜라겐의 위상학적 변화는 질병 진행과 관련이 있습니다. Liuet al.7 은 고차원, 고해상도 공초점 단층 촬영 이미지에서 원섬유 콜라겐 조직을 정량화하기 위한 오픈 소스 이미지 분석 도구를 제공합니다. ECM의 관련성 중 하나는 압력과 같은 외부 요인에 대한 적응성입니다. ECM은 종양 성장에 영향을 미칠 수 있는 이러한 외부 요인에 대응하여 다양한 생물물리학적 특성을 채택합니다. 콜라겐 및 피브리노겐 젤을 사용하여 Calitz et al.8 은 3D 환경에서 ECM 조정 가능성을 모방하는 간암에 대한 생체모방 모델을 소개합니다. 저자는 간세포암종의 종양-간질 상호작용을 연구하기 위해 간세포 암종(HCC)뿐만 아니라 간세포 암종(HCC)의 생물물리학적 특성을 요약하는 실험 조건을 만듭니다. 생성된 생체모방 모델(광범위한 강성 포함)은 2D 배양과 비교할 때 더 대표적인 치료 반응을 나타냅니다.
전이를 모방하기 위한 다른 이형적 접근법에는 오가노이드 배양, 장기 온 칩 및/또는 미세유체 공동 배양 시스템이 포함되며, 이는 매우 다른 배양 조건 요구 사항을 가진 면역 세포와 암세포의 공동 배양을 수용하기 위해 복잡한 시스템으로 진화하고 있습니다. Chakrabarti et al.9 은 표적 치료 효능을 예측하기 위한 전임상 모델 역할을 하는 오가노이드/면역 세포 공동 배양에서 T 및 골수 세포뿐만 아니라 인간 유래 자가 위암 세포를 포함하는 오가노이드 시스템을 제시합니다. De Ninno et al.10 은 동적 및 다중 매개변수 측정과 호환되는 미세유체 공동 배양 시스템을 사용하여 유사한 개념을 설명합니다. 암세포의 제조, 파종, 이미징 및 새로운 3D 미세유체 혈액 뇌 틈새(μmBBN)의 조직 미세환경(TME)은 Oliver et al.11에 의해 설명됩니다. 저자는 혈액 뇌 장벽을 능가할 수 있는 암세포의 표현형 차이를 식별하고 해당 세포에 객관적인 뇌 전이 가능성을 할당하기 위해 인공 지능을 사용하는 방법을 보여줍니다. 이것은 전이, 치료 효능 및 두 가지 모두에서 TME의 역할에 대한 기본 및 번역 질문에 답하는 데 사용할 수 있습니다.
전체적으로, 이 컬렉션에 기여한 저자는 TME 및 전이 분야에 2D 단일형 시험 관 내 배양이 해결할 수 없는 주요 질문에 답하기 위해 혁신적이고 즉시 사용할 수 있는 다양한 방법을 제공합니다. 궁극적으로 이러한 방법의 광범위한 구현은 종양 생태계에 대한 이해를 향상시키므로 치료하기 어렵고 환자의 생존과 삶의 질에 큰 영향을 미치는 상태인 전이성 질환에 대한 TME 표적 치료법을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.