$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Rak płaskonabłonkowy głowy i szyi (HNSCC) jest szóstym najczęściej występującym nowotworem na świecie z rosnącą częstością występowania patogenezy związanej z zakażeniem wirusem brodawczaka ludzkiego błony śluzowej (HPV), obok większości przypadków spowodowanych nadmiernym spożyciem nikotyny i alkoholu 1,2. Podczas gdy mniejsze guzy i stadia przedinwazyjne są zwykle dobrze leczone za pomocą chirurgicznego wycięcia, zwykle w połączeniu z wycięciem węzłów chłonnych szyjnych, leczenie zaawansowanego stadium i nawrotu HNSCC pozostaje wyzwaniem ze względu na agresywną inwazję guza z przerzutami i opornością na promieniowanie i chemioterapię protokoły3,4,5,6,7,8. Ostatnie badania sugerują dużą zmienność fenotypu komórkowego i podcharakterystykę krążących i rozsianych komórek nowotworowych właśnie się rozpoczęła9,10. Wcześniejsze przekonanie o solidnej, jednolitej masie guza musiało zostać zrewidowane w świetle ostatnich badań przeprowadzonych w ostatnich latach11,12,13,14. Obecne podejścia do charakterystyki nowotworów i identyfikacji kluczowych mutacji mogą zidentyfikować kilka genów, które wydają się być związane z opornością na terapię, ale pozostają podejściem wymagającym dużych kosztów. Co więcej, wiedza na temat genotypu niekoniecznie pozwala na wiarygodne przewidywanie fenotypu i jego odpowiedzi na leczenie.
Niewiele poczyniono postępów w poprawie ogólnego i wolnego od choroby przeżywalności w zaawansowanym stadium i nawracających chorobach. W przypadku raka związanego z nikotyną i wirusem, obecne opcje leczenia oprócz operacji obejmują agresywne schematy radioterapii i chemioterapii opartej na platynie. Istnieją implikacje dla różnych wskaźników odpowiedzi między rakiem HPV ujemnym i dodatnim; Nie doprowadziło to jednak jeszcze do zmiany ogólnych wytycznych terapeutycznych. Oporność na radioterapię i chemioterapię jest zjawiskiem powszechnym we wszystkich stadiach nowotworu i występuje zarówno w chemioterapii opartej na platynie, jak i w terapii celowanej (Anti-EGFR; naskórkowy czynnik wzrostu-receptor) oraz ostatnio pojawiające się hamowanie punktów kontrolnych15. Nieskuteczna radioterapia i chemioterapia wiążą się z wysokimi kosztami znacznej zachorowalności pacjentów, między innymi w zakresie dysfagii, zapalenia błon śluzowych, suchości w jamie ustnej i ryzyka pogorszenia czynności nerek lub serca. Przewidywanie odpowiedzi na terapię przed podjęciem decyzji o ogólnej koncepcji terapii dla każdego pacjenta wydaje się być kluczowym celem, zapobiegającym niepotrzebnym koncepcjom leczenia, skutkom ubocznym i kosztom.
Staraliśmy się stworzyć model do testowania podatności leczenia poszczególnych pacjentów na obecne standardowe chemio-radioterapie, który mógłby być zintegrowany z regularnym i kontrolowanym jakościowo algorytmem leczenia onkologicznego z technicznego punktu widzenia. Dalekosiężnym celem było wykorzystanie modelu bez użycia mocno zmienionych i starych linii komórkowych, ponieważ słabo reprezentują one rzeczywiste ludzkie komórki nowotworowe bez ich zmienności i heterogeniczności, jak wiemy teraz, podczas gdy ustanowienie protokołu zostało dokonane w różnych liniach komórkowych. Aby być niezależnym tylko od komercyjnie dostępnych linii komórkowych, niedawno z powodzeniem wygenerowaliśmy pośrednią linię komórkową o nazwie "PiCa" z pierwotnych komórek HNSCC z ludzkich próbek nowotworów z konserwatywnymi markerami komórkowymi na powierzchni i ograniczonymi przejściami16. Ta linia komórkowa PiCa powinna służyć jako przygotowanie do opracowania modelu na drodze do późniejszych prób na świeżych ludzkich komórkach rakowych z biopsji guza. Wykazano, że komórki w trójwymiarowych hodowlach komórkowych reagują inaczej i bardziej podobnie jak in vivo na podawanie leków przeciwnowotworowych niż te rosnące w monowarstwach17,18,19,20,21, głównie ze względu na zachowanie właściwości migracyjnych i różnicowania niektórych podzbiorów komórek22,23,24. W tym miejscu opisujemy protokół trójwymiarowego modelu opartego na sferoidach z pośrednich linii komórkowych i pierwotnych komórek ludzkiego raka płaskonabłonkowego oraz sposoby integracji takiego modelu z leczeniem raka głowy i szyi u chirurga i onkologa (Rysunek 1).