$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Er is toenemend bewijs dat ovariële carcinomen bestaan uit heterogene mengsels van cellen en zogenaamde “kankerstamcellen” (CSCs) bevatten die verantwoordelijk zijn voor het initiëren, onderhouden en terugvallen van de ziekte na conventionele cytotoxische therapieën1-3. Daarom is de ontwikkeling van moleculaire strategieën die zich richten op ovariële CSCs een belangrijk doel en belooft de therapie van patiënten met ovariumkanker te verbeteren.
Een voorwaarde voor het begrijpen van de moleculaire kenmerken van CSCs is hun betrouwbare isolatie van de niet-CSCs. Echter, de identificatie van ovariële CSCs lijkt uitdagend. Terwijl CD133-expressie en aldehyde dehydrogenase (ALDH)-activiteit4,5 zijn gerapporteerd als markering voor ovariële CSCs, geven sommige gegevens aan dat deze markers onstabiel zijn6. Consistent, in ovariële kanker, anders dan bijvoorbeeld in borstcarcinoom7, associeert expressie van ALDH1 met een gunstig resultaat8 en expressie van de voorgestelde stamcelmarker CD44-variant heeft geen prognostische waarde9. Meer recentelijk hebben we aangetoond dat expressie van het embryonale stamcel-eiwit SOX2 stamceeldheid verleent aan ovariële carcinoomcellen10 en hoge SOX2-expressie associeert met klinisch agressieve ovariële en borstcarcinomen11,12. Daarom gebruiken we in dit rapport een lentivirale reporterconstruct die een rood fluorescent eiwit (RFP) bevat waarvan de expressie wordt gecontroleerd door een SOX2-regulerende regio, als een methode om veronderstelde ovariële CSCs te isoleren.
Per definitie kunnen CSCs zichzelf zowel vernieuwen als differentiëren, waardoor ze alle tumorceltypen voortbrengen. Veronderstelde CSC-populaties moeten worden geanalyseerd in functionele assays die in vivo worden uitgevoerd. Om duidelijke redenen zijn dergelijke functionele tests bij menselijke cellen beperkt tot xenograft-assays, meestal bestaande uit transplantatie van menselijke tumorcellen in immuungecompromitteerde muizen10,13.
Een alternatieve in vitro-methode werd aangeboden door Brent Reynolds en Sam Weiss die voor het eerst het zogenaamde neurosfeer-assay rapporteerden als een surrogaat-assay voor het evalueren van stampotentieel in neurale cellen14. Dontu en collega's bevestigden later het gebruik van deze assay voor evaluatie van stamcelpotentieel in borstcellen15,16. Hier werden humane mammaire cellen in verschillende aantallen in serumvrij medium geplaatst, aangevuld met epidermale groeifactor (EGF), basic fibroblast groeifactor (bFGF), B-27 en heparine en gecultiveerd onder niet-adherente omstandigheden gedurende zeven tot tien dagen voordat sfeersvorming werd beoordeeld door microscopie. Door dit protocol te volgen met enkele aanpassingen in celaantal, groeimedium en supplementen, hebben verschillende groepen in vitro stamcelpotentieel van verschillende kankertypen onderzocht, zoals borst17, hersenen18, pancreas19 en colon20 tumoren. In ovariële carcinoom hebben we recent de haalbaarheid van de sfeers-assay gerapporteerd en de resultaten ervan vergeleken met de resultaten die werden verzameld in in vivo murine xenograft-modellen10. We ontdekten dat overexpressie van het stamcel-eiwit SOX2 zowel in vitro sfeersvorming als in vivo tumorigeniteit van humane ovariële carcinoomcellen versterkte10. Echter, de frequentie van sfeers-initiërende cellen was hoger dan de frequentie van tumor-initiërende cellen gemeten in vivo10, wat suggereert dat ofwel de sfeers-assay kan leiden tot valse positieve resultaten vanwege technische redenen of, alternatief, dat de in vivo-assay inefficiënt kan zijn en resulteren in valse negatieve resultaten.
In dit rapport analyseren we multi-celgebaseerde ovariële sfeers-assays in meer detail, beoordelen we de verschillende protocollen die beschikbaar zijn in de literatuur en vergelijken we deze met een enkel-celgebaseerde assay. We tonen aan dat de enkel-celgebaseerde assay nauwkeuriger en reproduceerbaardere resultaten levert dan multi-celgebaseerde assays, die sterk kunnen worden beïnvloed door de dichtheid van de geplateerde cellen, tenzij methylcellulose wordt toegevoegd aan de culturen om cellen te immobiliseren. Echter, zelfs in enkel-celgebaseerde assays, wordt in vitro sfeers-initiërend potentieel waargenomen met een hogere frequentie dan in vivo tumor-initiërend potentieel.