Interakcje komórek rakowych z fizycznymi i biochemicznymi właściwościami otaczającej tkanki zrębu tworzą TME. TME może stymulować wzrost guza, przerzuty i modulować odpowiedź guza na terapię1. W konwencjonalnym rozwoju leków przedklinicznych kandydaci na leki są zazwyczaj najpierw badani przesiewowo przy użyciu hodowlanych linii komórek nowotworowych, platformy testowej, która krytycznie nie ma klasy TME2. Ten brak fizjologicznego TME w etapach wstępnych badań przesiewowych opartych na komórkach może ograniczać odkrywanie skutecznych środków w modelach zwierzęcych z nowotworem i może przyczyniać się do wysokiego wskaźnika ścierania wielu obiecujących leków onkologicznych w późniejszych klinicznych stadiach rozwoju3.
Pomimo znaczenia TME w modulowaniu odpowiedzi na leki nowotworowe, ograniczenia eksperymentalne ograniczają zastosowanie bardziej fizjologicznie istotnych systemów na wczesnych etapach odkrywania i rozwoju leków. Niepraktyczne jest badanie przesiewowe setek środków terapeutycznych na guzach z modeli zwierzęcych lub próbek guzów pacjentów. Rzeczywiście, próbki chirurgiczne są rzadkimi zasobami o różnym pochodzeniu genetycznym, a badanie przesiewowe tysięcy potencjalnych cząsteczek w modelach zwierzęcych nie jest wykonalne ze względu na skalę eksperymentów, koszty i dobrostan zwierząt.
Hodowla plastrów tkanki nowotworowej, gdzie precyzyjnie wycięte, cienkie skrawki guza są hodowane ex vivo, może rozwiązać problem ograniczenia fizjologicznego TME w testach przesiewowych leków. Historycznie rzecz biorąc, dziedzina neuronauki była pionierem i dokonała szeroko zakrojonych optymalizacji hodowli warstw dla tkanki mózgowej4. Ostatnio wiele badań wykazało przygotowanie wycinków z różnych typów tkanek nowotworowych, w tym guzów pochodzących z linii komórkowych, spontanicznych modeli nowotworów, ksenoprzeszczepów pochodzących od pacjenta (PDX) i pierwotnych guzów pacjenta. Hodowla warstw tkanek ex vivo łączy w sobie korzyści zarówno z hodowli in vivo, jak i in vitro5. Wycinki tkanki nowotworowej zachowują nienaruszoną architekturę tkanki i różnorodny skład komórek, co umożliwia badanie komórek nowotworowych w kontekście TME.
Ten protokół wprowadza organotypowy system hodowli warstw tkanek nowotworowych w połączeniu z bardzo czułym testem żywotności w czasie rzeczywistym do oceny reakcji na leki. Testy skuteczności leków na organotypowych wycinkach tkanki nowotworowej we wcześniej wprowadzonych protokołach polegają na pomiarze zmian żywotności komórek poprzez włączenie barwnika fluorescencyjnego, immunohistochemię (IHC) lub test MTT ((bromek 3- [4, 5-dimetylotiazol-2-ylo]-2, 5 difenylotetrazoliku)6,7,8,9. Jednak wszystkie te metody są testami punktu końcowego i charakteryzują się niską czułością, długim czasem przetwarzania, złożonymi analizami danych, wąskim zakresem sygnału i wysokim błędem eksperymentalnym. Nasz odczynnik kompatybilny z żywymi komórkami na bazie luminescencji ulepsza te testy, zapewniając szeroki zakres sygnału i natychmiastowy (~5 min) pomiar bez wcześniejszego przetwarzania i minimalnego przetwarzania końcowego. Odczynnik ten jest bardzo czuły i może współistnieć w pożywce do hodowli komórkowych, umożliwiając ciągły i trwający w czasie pomiar żywotności komórek. Ten system testowy ma zastosowanie do wysokoprzepustowych badań przesiewowych kandydatów na leki na wycinkach tkanek w przedklinicznym opracowywaniu leków.