Glejaki są pierwotnymi guzami litymi ośrodkowego układu nerwowego, klasyfikowanymi według cech fenotypowych i genotypowych według Światowej Organizacji Zdrowia1. Klasyfikacja ta uwzględnia obecność lub brak mutacji napędzających, które stanowią atrakcyjne źródło biomarkerów2. Biomarkery to cechy biologiczne, które mogą być mierzone i oceniane w celu wskazania normalnych i patologicznych procesów, a także reakcji farmakologicznych na interwencję terapeutyczną3. Biomarkery można wykryć w tkance nowotworowej i komórkach pochodzących z glejaka, umożliwiając jego biologiczną charakterystykę w różnych aspektach. Niektóre przykłady biomarkerów glejaka obejmują zmutowaną dehydrogenazę izocytrynianową 1 (IDH1), zmutowany enzym charakterystyczny dla glejaków o niższym stopniu złośliwości, związany z lepszym rokowaniem4. Zmutowany IDH1 jest często wyrażany w połączeniu z mutacjami inaktywującymi TP53 i alfa-talasemią/upośledzeniem umysłowym (ATRX), definiując specyficzny podtyp glejaka4,5. Mutacje inaktywujące ATRX występują również w 44% glejaków wysokiego stopnia u dzieci2,6 i są związane z agresywnymi nowotworami i niestabilnością genomu6,7. Ponadto rozlane glejaki mostu u dzieci (DIPG) są zróżnicowane w podgrupach w zależności od obecności lub braku mutacji K27M w genie histonu H3 H3F3A lub w genie HIST1H3B/C 1,6. Dlatego wprowadzenie charakterystyki molekularnej pozwala na podział, badanie i leczenie glejaków jako odrębnych jednostek, co pozwoli na opracowanie bardziej ukierunkowanych terapii dla każdego podtypu. Ponadto analiza biomarkerów może być wykorzystana do oceny różnych procesów biologicznych, takich jak apoptoza8, autofagia9, progresja cyklu komórkowego10, proliferacja komórek11 i różnicowanie komórek12.
13,14. Te genetycznie zmodyfikowane modele myszy są wykorzystywane do generowania NS pochodzących z guza, które umożliwiają badania in vitro w systemie 3D, odzwierciedlając istotne cechy obecne w guzach in situ15. Ponadto ortotopalny przeszczep NS do myszy może generować guzy wtórne, które zachowują cechy guza pierwotnego i naśladują właściwości histopatologiczne, genomiczne i fenotypowe odpowiedniego guza pierwotnego15.
W hodowli bez surowicy, komórki guza mózgu o właściwościach komórek macierzystych mogą być wzbogacone, a w obecności czynników wzrostu naskórka (EGF) i czynników wzrostu fibroblastów (FGF), mogą być hodowane jako kolonie pochodzące z pojedynczych komórek, takie jak kultury NS. W tym selektywnym systemie hodowli większość różnicujących się lub zróżnicowanych komórek szybko umiera, podczas gdy komórki macierzyste dzielą się i tworzą klastry komórkowe. Pozwala to na wygenerowanie hodowli NS, która utrzymuje cechy guza glejaka16,17,18. Glejak NS może być stosowany do oceny kilku aspektów biologii nowotworu, w tym analizy biomarkerów, które mają zastosowanie w diagnostyce, rokowaniu, klasyfikacji, stanie progresji guza i stanie różnicowania komórek. W tym miejscu szczegółowo opisujemy protokół generowania glejaka NS i osadzania kultur 3D w parafinie, które mają być używane do barwienia IHC. Jedną z zalet utrwalania i osadzania glejaka NS jest to, że morfologia NS jest lepiej zachowana w porównaniu z konwencjonalną metodą cytospinową19, w której glejak NS jest poddawany stresującej manipulacji w celu dysocjacji komórek i ulega spłaszczeniu. Ponadto osadzanie wygasza wszelką endogenną ekspresję fluoroforu z genetycznie zmodyfikowanego guza NS, umożliwiając barwienie w widmach fluorescencyjnych. Ogólnym celem tej metody jest zachowanie struktury 3D komórek glejaka poprzez proces osadzania parafiny i umożliwienie scharakteryzowania neurosfer glejaka za pomocą immunohistochemii.