Eierstokkanker is de belangrijkste doodsoorzaak als gevolg van gynaecologische maligniteit. De meerderheid van de patiënten wordt behandeld met DNA-beschadigende geneesmiddelen zoals carboplatine, en degenen met homologe recombinatieherstel (HRR)-deficiënte tumoren kunnen poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) -remmers 1,2 krijgen. De meeste patiënten ontwikkelen echter resistentie tegen deze therapieën en sterven binnen 5 jaar na de diagnose. Ontregeling van de DNA-schaderespons (DDR) is in verband gebracht met de ontwikkeling van eierstokkanker en zowel chemotherapie als PARP-remmerresistentie3. Studie van de DDR is dus noodzakelijk om de pathofysiologie van eierstokkanker, potentiële biomarkers en nieuwe gerichte therapieën te begrijpen.
De huidige methoden om de DDR te evalueren maken gebruik van immunofluorescentie (IF), omdat dit de nauwkeurige identificatie en lokalisatie van DNA-schade-eiwitten en nucleotide-analogen mogelijk maakt. Zodra er een dubbelstrengsbreuk (DSB) in het DNA is, wordt het histoneiwit H2AX snel gefosforyleerd en vormt het een focus waar DNA-schadehersteleiwitten samenkomen4. Deze fosforylering kan eenvoudig worden geïdentificeerd met behulp van IF; in feite is de ɣ-H2AX-test vaak gebruikt om de inductie van een DSB 5,6,7,8,9 te bevestigen. Verhoogde DNA-schade is in verband gebracht met platinagevoeligheid en werkzaamheid van DNA-schadelijke stoffen 10,11,12, en ɣ-H2AX is voorgesteld als een biomarker geassocieerd met chemotherapierespons in andere kankerbehandelingen 13. Bij een DSB voert een cel die bedreven is in HRR een reeks gebeurtenissen uit die ertoe leiden dat BRCA1 en BRCA2 RAD51 rekruteren om replicatie-eiwit A (RPA) te vervangen en aan het DNA te binden. HRR-reparatie maakt gebruik van een DNA-sjabloon om de DSB getrouw te repareren. Wanneer tumoren echter een tekort aan HRR hebben, vertrouwen ze op alternatieve reparatieroutes zoals niet-homologe eindverbinding (NHEJ). Van NHEJ is bekend dat het foutgevoelig is en een hoge mutatiebelasting op de cel creëert, die 53BP1 als positieve regulatorgebruikt 14. Deze DNA-schade-eiwitten kunnen allemaal nauwkeurig worden geïdentificeerd als foci met behulp van IF. Naast kleuring voor eiwitten, kan IF worden gebruikt om vorkbescherming en enkelstrengs DNA-kloofvorming te bestuderen. Het vermogen om stabiele vorken te hebben is gecorreleerd met platinarespons en onlangs hebben gap-assays het potentieel aangetoond om de respons op PARP-remmers 6,15,16,17 te voorspellen. Daarom is kleuring voor de nucleotide-analogen na introductie in het genoom een andere manier om de DDR te bestuderen.
Tot op heden is de evaluatie van de DDR bij eierstokkanker grotendeels beperkt gebleven tot homogene 2D-cellijnen die de klonale heterogeniteit, micro-omgeving of architectuur van in vivo tumoren niet samenvatten18,19. Recent onderzoek suggereert dat organoïden superieur zijn aan 2D-cellijnen bij het bestuderen van complexe biologische processen zoals DDR-mechanismen6. De huidige methodologie evalueert RAD51, ɣ-H2AX, 53BP1, RPA en geminin in BOB's. Deze methoden beoordelen de intacte organoïde en maken de studie van DDR-mechanismen mogelijk in een omgeving die meer lijkt op de in vivo tumormicro-omgeving. Samen met confocale microscopie en geautomatiseerde foci-telling kan deze methodologie helpen bij het begrijpen van de DDR-route bij eierstokkanker en het personaliseren van behandelplannen voor patiënten.