Rak jajnika jest najbardziej śmiertelnym nowotworem ginekologicznym1. Większość pacjentów rozpoznaje się po rozprzestrzenieniu się raka w całej jamie otrzewnej. Gdy rak rozprzestrzeni się w jamie otrzewnej, chirurgia cytoredukcyjna i chemioterapia często nie są wystarczającym leczeniem, aby zapobiec nawrotom raka i chemooporności, co skutkuje mniej niż 30% 5-letnim wskaźnikiem przeżycia. Przerzuty raka jajnika ograniczają się głównie do jamy otrzewnej, a kilka innych typów raka, w tym rak żołądka, trzustki i jelita grubego, daje przerzuty do tych samych miejsc anatomicznych w jamie otrzewnej. Ogólnie rzecz biorąc, komórki raka jajnika odłączają się od raka in situ w jajowodzie lub pierwotnym guzie jajnika, przemieszczają się w płynie otrzewnowym jako pojedyncze komórki lub sferoidy i przyczepiają się do wyściełanych międzybłonkiem powierzchni sieci oczu, jelita grubego i ściany brzucha2.
Mikrośrodowisko guza odgrywa ważną rolę w postępie choroby i chemooporności w wielu nowotworach3-6. Jama otrzewnej jest unikalnym mikrośrodowiskiem, w którym większość powierzchni pokrywa monowarstwa komórek międzybłonka (ryc. 1A)7. Wyściółka międzybłonka działa jak bariera, która tworzy powierzchnię o niskim współczynniku tarcia, która zwykle chroni przed adhezją komórek rakowych8. Bezpośrednio pod tą wyłożoną międzybłonkiem powierzchnią znajduje się warstwa zbudowana głównie z fibroblastów i macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM), które sprzyjają adhezji i inwazji komórek rakowych8. Komórki raka jajnika wydzielają czynniki, które indukują zmiany w wyściółce komórek międzybłonka, które zwiększają adhezję, inwazję i przerzuty komórek raka jajnika9,10. Komórki raka jajnika przylegają do powierzchni międzybłonka poprzez mechanizmy za pośrednictwem integryny i CD44 (ryc. 1B)11-16.
Historycznie rzecz biorąc, opracowano kilka modeli 3D do badania interakcji raka jajnika z mikrośrodowiskiem. Niektóre z pierwszych modeli badały interfejs rak jajnika i ECM17-21, rak jajnika - komunikacja komórek międzybłonka13,14,21-24 lub oba25 (przegląd przez nas 26). Niedbala i wsp. odkryto, że komórki raka jajnika wykazują szybszą i mocniejszą adhezję do ECM niż do komórek międzybłonka lub do samego plastiku25. Jednak modele te nie przypominały histologicznie mikrośrodowiska otrzewnej. W związku z tym stworzyliśmy model organotypowy 3D, aby dokładniej odtworzyć mikrośrodowisko raka jajnika. Aby lepiej zrozumieć rolę mikrośrodowiska i interakcji między nowotworem a komórkami otrzewnej w rozsiewaniu się raka jajnika w otrzewnej, opracowaliśmy 3D organotypowy model hodowli in vitro wyściółki jamy otrzewnej (schemat na rycinie 1C). Proponowany model składa się z pierwotnych ludzkich fibroblastów i ECM, pokrytych warstwą pierwotnych ludzkich komórek międzybłonka - każdy typ komórek jest izolowany z ludzkiej sieci komórkowej. Histologicznie model ten przypomina normalną wyściółkę otrzewnej lub onerwowej i zapewnia powierzchnię, na której możemy badać mikrośrodowisko guza, interakcję między komórkami rakowymi a normalną tkanką oraz procesy adhezji, inwazji i proliferacji komórek rakowych8.