Met behulp van dit protocol werd een preklinisch model van peritoneale carcinomatose voor eierstokkanker ontwikkeld met behulp van een combinatie van basale in vitro en ex vivo technieken. Een progressieve tumorgroei werd waargenomen gedurende 50 dagen co-cultuur na het zaaien van omentum-monsters met mCherry+ OCSC1-F2 menselijke eierstokkankercellen. Deze methode is ontwikkeld en geoptimaliseerd in verschillende experimentele onderzoeken met verschillende omentum-monsters. Succesvolle tumorgroei hing af van de kwaliteit van het omentum, de levensvatbaarheid van kankercellen en de effectiviteit van de injectie. In dit rapport hebben we alleen mCherry+ OCSC1-F2-cellen en mCherry+ R182-lijnen voor menselijke eierstokkanker gebruikt die eerder in verschillende publicaties zijn gerapporteerd 12,15,16,17,18,19,20,21,22. Met behulp van deze twee cellijnen met verschillende verdubbelingstijden (16 uur voor OCSC1-F2 en 36 uur voor R182) werd een verschil opgemerkt in de tijd die nodig was om logaritmische groei in het omentale weefsel te bereiken. Toch zijn we erin geslaagd om beide cellijnen in het co-cultuursysteem tot stand te brengen.
Efficiënte communicatie tussen onderzoekers, onderzoekscoördinatoren en chirurgische teams was van cruciaal belang voor het verzamelen en verwerken van omentummonsters. De onderzoeker identificeerde protocolkandidaten, de onderzoekscoördinatoren kregen toestemming van patiënten vóór de operatie en de onderzoeker verzamelde de monsters uit de operatiekamer. Gezien deze workflow moest het schema van de onderzoeker flexibel zijn, aangezien veel patiëntzijdige factoren die van invloed waren op de verzameling onvoorspelbaar waren (bijv. operatie geannuleerd, tijdstip van operatie gewijzigd, ontoereikend of geen omentum verwijderd). Directe visualisatie en selectie van weefsels uit de operatiekamer zorgden voor de integriteit van het monster, chirurgische steriliteit en tijdige verwerking. Aanvankelijk werd het verzamelen van specimens gedelegeerd aan onderzoekscoördinatoren; Nadat er echter een paar monsters waren verzameld, merkten we op dat de verwerkingstijd vertraagd was (d.w.z. >4 uur) en dat de kwaliteit van Omentum schromelijk inferieur was (bijv. weefsel was in stukken). In één experimenteel onderzoek werd omentaal weefsel gedurende 48 uur voorafgaand aan de injectie bij 4 °C bewaard, omdat kankercellen niet op tijd klaar waren. Vergelijkbare tumorgroei werd nog steeds waargenomen, maar deze sequentie werd niet herhaald omdat bekend is dat temperatuurveranderingen de micro-omgeving van de tumor (TME) beïnvloeden.
Vóór het verzamelen van monsters was het belangrijk om voldoende confluente kankercellen te hebben volgens het operatieschema. Omdat het aantal monsters dat elke maand werd verzameld varieerde, werden actieve culturen van eierstokkankercellen niet altijd gehandhaafd. De ingevroren cellen werden minstens 1 week van tevoren ontdooid, geplateerd volgens een standaardprotocol en vervolgens minstens één keer langs de cellen gegaan om de levensvatbaarheid te garanderen. De cellijnen die in dit protocol werden gebruikt, waren relatief veerkrachtig; We kwamen echter nog steeds gevallen tegen waarin cellen op de dag van de operatie niet waren hersteld en niet konden worden geïnjecteerd. In deze studie werd geen poging gedaan om kankercellen te injecteren die minder dan 50% confluent waren. Latere vertragingen met betrekking tot celvoorbereiding werden verzacht door gebruik te maken van een goede steriele techniek en cellen te splitsen in verhoudingen om de samenvloeiing te behouden, afhankelijk van het verwachte schema voor het verzamelen van monsters. We hebben het protocol beperkt tot slechts twee fluorescerend gelabelde kankercellijnen, maar het is belangrijk op te merken dat andere gevestigde kankercellijnen of primaire kankercellen zonder fluorescerende eiwitten ook kunnen worden gebruikt.
Ten slotte was de snelheid van tumorgroei gecorreleerd met de samenvloeiing van kankercellen naast en in adipocyten onmiddellijk na injectie. Dit werd bepaald door fluorescerende beelden te maken van alle omentummonsters na injectie. Vergeleken met tumorcelinoculatie van vaste organen of onderhuidse weefsels, was het injecteren van kankercellen in omentaal weefsel een grotere uitdaging. De losse structuur en vetconsistentie van omentum voorkomen dat het weefsel effectief volumes celsuspensie vasthoudt zonder te lekken. Wanneer een kleinere naald (d.w.z. 30 G of smaller) werd gebruikt om te injecteren, was er bezorgdheid over celfragmentatie omdat de celproliferatie werd verminderd. We hebben verschillende injectietechnieken, celaantallen en celsuspensievolumes getest en consistente resultaten gevonden met het hierboven beschreven protocol. Tegelijkertijd erkennen we dat dergelijke variaties in het protocol waarschijnlijk nog steeds vergelijkbare resultaten zullen opleveren, gezien de kwaadaardige aard van de cellen. De toevoeging van Matrigel maakte de injectiestap gemakkelijker omdat de extracellulaire matrix de celsuspensie beter vasthield; Deze methode is echter duurder en produceerde niet consequent een hogere tumorbelasting in de monsters. Over het algemeen was het zeldzaam dat een van de omentum-exemplaren geen tumoren liet groeien, maar het aantal tumoren en de groeisnelheid varieerden.
Dit model simuleerde een kenmerk van tumorigenese van eierstokkanker door vroege metastase te repliceren naar vetrijke peritoneale weefsels. Dit protocol maakt variatie mogelijk zonder vereiste vaardigheid, is gemakkelijk te repliceren en genereert een systeem met potentiële translationele waarde. Vergeleken met bestaande in vitro en ex vivo modellen bij eierstokkanker, combineert de hier beschreven methode verschillende technieken om een model te produceren dat de tumorarchitectuur en TME gedurende een lange levensduur behoudt. Bovendien zagen we dat wanneer een omentum-monster met meerdere tumoren werd overgebracht naar een nieuw putje en werd gekweekt met kankervrij omentum (d.w.z. niet geïnjecteerd), het naïeve omentum binnen 7 dagen werd bezaaid met kankercellen. Deze bevinding suggereert dat de gerepliceerde tumoren metastatisch potentieel behouden via epitheliale-mesenchymale overgang. We hebben in de literatuur geen vergelijkbare eierstokkankermodellen geïdentificeerd die weefselbiopten gedurende langere tijd kweekten. Deze benadering wordt ondersteund door een eerdere bevinding dat mesotheelcellen geïsoleerd uit muizenomentum na verzameling gedurende meer dan 30 passages kunnen worden gekweekt23.
Het model dat in deze studie wordt beschreven, kan worden gebruikt om het effect van directe interactie tussen eierstokkankercellen en de cellen in het vetrijke omentum beter te begrijpen. Kankercellen kunnen worden losgekoppeld van de omentumweefsels en worden verkregen voor transcriptomische of immunohistochemische (IHC) analyse. Bovendien kunnen cellen worden gebruikt voor onderzoeken naar de respons op geneesmiddelen.
De belangrijkste beperkingen van dit model zijn dat het aantal tumoren, de snelheid van tumorgroei en de locatie van tumoren onvoorspelbaar waren. Gebrek aan standaardisatie en variatie tussen steekproeven zou de toepassing van dit model kunnen beperken. We hebben ook een aantal observaties gedaan die verder moeten worden onderzocht tijdens de ontwikkeling van dit protocol. De "controle"-replicaten in één experiment waren bijvoorbeeld niet echt kankervrij, omdat de patiënt vervolgens werd gediagnosticeerd met omentale micrometastase; De niet-geïnjecteerde tumoren bleven echter levensvatbaar gedurende de experimentele periode. Toekomstige toepassingen van dit model zijn onder meer moleculaire studies van de TME tijdens vroege tumorigenese, manipulatie van de TME door het injecteren van immuuncellen en onderzoek naar de respons van geneesmiddelen. Samenvattend zijn we van mening dat het hier beschreven preklinische model een aanvulling zal zijn op het repertoire van bestaande onderzoeksinstrumenten en zal helpen bij het ophelderen van moleculaire mechanismen van TME bij eierstokkanker.