$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Istnieje coraz więcej dowodów na to, że raki jajnika składają się z heterogenicznych mieszanin komórek i zawierają tak zwane "rakowe komórki macierzyste" (CSC) odpowiedzialne za inicjację, utrzymanie i nawroty choroby po konwencjonalnych terapiach cytotoksycznych1-3. Dlatego opracowanie strategii molekularnych ukierunkowanych na CSC jajników jest ważnym celem i daje nadzieję na poprawę terapii pacjentek z rakiem jajnika.
Warunkiem wstępnym do zrozumienia cech molekularnych CSCs jest ich niezawodna izolacja od nie-CSCs. Jednak identyfikacja CSC jajników wydaje się trudna. Podczas gdy ekspresja CD133 i aktywność dehydrogenazy aldehydowej (ALDH)4,5 została zgłoszona w celu oznaczenia CSC jajników, niektóre dane wskazują, że markery te są niestabilne6. Konsekwentnie, w raku jajnika, innym niż na przykład w raku piersi7, ekspresja ALDH1 wiąże się z korzystnym wynikiem8, a ekspresja proponowanego markera komórek macierzystych wariantu CD44 nie ma wartości prognostycznej9. Niedawno wykazaliśmy, że ekspresja białka embrionalnych komórek macierzystych SOX2 nadaje komórkom raka jajnikazdolność macierzystą 10, a wysoka ekspresja SOX2 wiąże się z klinicznie agresywnymi rakami jajników i piersi11,12. Dlatego w tym raporcie używamy konstruktu reporterowego lentiwirusa zawierającego białko czerwonej fluorescencji (RFP), którego ekspresja jest kontrolowana przez region regulatorowy SOX2, jako metodę izolacji przypuszczalnych CSC jajników.
Z definicji, CSC mogą zarówno samoodnawiać się, jak i różnicować, dając początek wszystkim typom komórek nowotworowych. Przypuszczalne populacje CSC muszą być analizowane w testach funkcjonalnych wykonywanych in vivo. Z oczywistych względów w komórkach ludzkich takie testy funkcjonalne ograniczają się do testów ksenoprzeszczepów, obejmujących głównie przeszczepianie ludzkich komórek nowotworowych myszom z obniżoną odpornością10,13.
Alternatywna metoda in vitro została zaproponowana przez Brenta Reynoldsa i Sama Weissa, którzy jako pierwsi opisali tzw. test neurosfery jako test zastępczy oceniający potencjał macierzysty w komórkach nerwowych14. Dontu i współpracownicy potwierdzili później zastosowanie tego testu do oceny potencjału komórek macierzystych w komórkach piersi15,16. W tym przypadku ludzkie komórki sutka zostały posiane w różnej liczbie w pożywce bez surowicy, uzupełnionej naskórkowym czynnikiem wzrostu (EGF), podstawowym czynnikiem wzrostu fibroblastów (bFGF), B-27 i heparyną i hodowane w warunkach nieprzylegających przez siedem do dziesięciu dni, zanim utworzenie kuli zostało ocenione pod mikroskopem. Zgodnie z tym protokołem z pewnymi korektami liczby komórek, pożywki wzrostowej i suplementów, kilka grup zbadało potencjał komórek macierzystych in vitro z kilku typów raka, takich jak rak piersi17, mózg18, trzustka19 i jelito grube20. W przypadku raka jajnika niedawno informowaliśmy o wykonalności testu kulkowego i porównaliśmy jego wyniki z wynikami zebranymi w modelach mysich ksenoprzeszczepów in vivo 10. Odkryliśmy, że nadekspresja białka komórek macierzystych SOX2 zwiększyła zarówno tworzenie kul in vitro, jak i rakotwórczość in vivo ludzkich komórek raka jajnika10. Jednak częstość komórek inicjujących kulę była wyższa niż częstość komórek inicjujących nowotwór mierzona in vivo10, co sugeruje, że albo test sferyczny może prowadzić do fałszywie dodatnich wyników z przyczyn technicznych, albo, alternatywnie, test in vivo może być nieskuteczny i skutkować fałszywie ujemnymi wynikami.
W tym raporcie analizujemy bardziej szczegółowo testy wielokomórkowych sfer jajnikowych, przeglądamy różne protokoły dostępne w literaturze i porównujemy je z testem opartym na pojedynczej komórce. Pokazujemy, że test oparty na pojedynczych komórkach zapewnia dokładniejsze i bardziej powtarzalne wyniki niż testy wielokomórkowe, na które duży wpływ może mieć gęstość posianych komórek, chyba że do kultur dodaje się metylocelulozę w celu unieruchomienia komórek. Jednak również w testach jednokomórkowych potencjał inicjowania sfery in vitro obserwuje się z większą częstością niż potencjał inicjowania guza in vivo.