O microambiente tumoral é um nicho muito complexo e extremamente importante para a manutenção e progressão das células tumorais1. É formado não só pelas células cancerosas, mas também por fibroblastos stromal. As pilhas do tumor são cercadas por um estroma que seja específico e diferente do estroma de tecidos normais2. Laminin-332 é uma proteína da matriz extracelular expressada ectopicamente no estroma de tumores diferentes, como do adenocarcinoma pancreatic3. Além disso, a composição bioquímica do ECM e também suas propriedades biofísicas, como rigidez e tensão, mudam dentro do volume tumoral4. Este estroma do tumor, ou "estroma reactivo", é causado por uma adaptação dos fibroblasto às pilhas de cancro vizinhas e pelo recrutamento de outros jogadores muito importantes que desenvolvem um ambiente favorável e de suporte para a progressão do tumor. A diferenciação de fibroblasto stromal conduz aos fibroblastos Cancer-associados (CAF). Essas células podem ser identificadas por meio de diferentes marcadores como α-actina de músculo liso (αSMA)5 ou antígeno neural/glial 2 (NG2)6.
O modelo in vitro mais adequado para recapitular o microambiente tumoral (TME) com CAFS é difícil de selecionar. O método para imitar parâmetros fisiológicos do TME de forma rentável e reprodutível deve ser considerado para tal sistema modelo. Dentro do TME, diferentes processos, como a proliferação, diferenciação, migração e invasão dos diferentes tipos de células ocorrem. Estes processos celulares podem ser realizados individualmente com diferentes métodos. No entanto, as condições experimentais devem considerar as interações celulares com a ECM do estroma tumoral, uma vez que a rigidez do substrato influencia o processo de diferenciação da CAF. R.G. Wells comentou sobre o impacto da rigidez matricial no comportamento celular e destacou que a organização citoesquelética e o status de diferenciação observados em células cultivadas in vitro podem ser artefactos7. Diferentes estímulos parecem estar envolvidos na diferenciação do Caf, incluindo a tensão mecânica5,7. Para evitar isso, substratos macios 2D podem ser possíveis abordagens para estudos de diferenciação, pois contorna o problema do plástico de prato de cultura rígida. Uma superfície 2D macia, em que os fibroblastos podem ser crescidos, pode ser colagénio-eu revestido géis do poliacrilamida, por meio de que a rigidez do gel pode ser manipulada pela concentração de poliacrilamida e pelo cross-linker do gel. A adesão e a formação de fibras de estresse ricas em αSMA são aprimoradas em fibroblastos, juntamente com a rigidez do gel8. Estes resultados salientam a importância dos andaimes de substrato macio para modelos de diferenciação in vitro mais fisiológicos. Entretanto, em nossas mãos a reprodutibilidade experimental e a imagem latente destes géis eram desafiantes. Para superar essas deficiências, mudamos o sistema de substrato 2D macio para um modelo de esferóide 3D para estudos de diferenciação e invasão. Este modelo é mais clinicamente relevante e, semelhante a um organoide in vitro, recapitula interações celulares in vivo, produção e deposição de ECM, bem como o comportamento celular9.
Spheroids são formados quando as células não têm um substrato para aderir. Quando as células são deixadas sem uma superfície adesiva, elas agregam para formar uma estrutura mais ou menos esférica. Se os esferoides são compor de um tipo de pilha, são chamados homospheroids; se compor de dois ou mais tipos diferentes da pilha formam heterospheroids.
Entre os diferentes métodos para a preparação do esferóide, realizamos o protocolo usando placas de fundo redondo não aderentes 96-well. É muito eficaz em relação aos custos. Aqui, nós produzimos ambos os homospheroids dos fibroblasto, CAF ou CAFs que faltam a subunidade do integrina α3 para examinar o processo da diferenciação e heterospheroids de CAFs ou de integrina α3 KO CAFs e pilhas pancreatic da carcinoma do duto (AsPC-I e PANC-I) para estudar a invasão na matriz circundante.
O alvo para estes estudos era usar CAFs preliminar isolados das biópsias pancreatic humanas da carcinoma. No entanto, as biópsias para obter as células são escassas e, por essa razão, os CAFs utilizados nestes estudos foram imortalizados usando Lentivirus contendo HTERT. Eles são chamados de iCAFs, e suas contrapartes normais, fibroblastos pancreáticos primários humanos, são denominados iNFs. Os fibroblasto pancreatic humanos e as pilhas pancreatic da carcinoma do duto, AsPC-I e PANC-I, estão disponíveis comercialmente.
Este protocolo foi utilizado para estudar o efeito da interação laminina-332-integrina no processo de diferenciação da CAF. Para comprovar a especificidade dessa interação e sua função, foram utilizados compostos inibidores: BM2, um anticorpo monoclonal que bloqueia o local de ligação da integrina a cadeia10de laminina-332 α3, ou lebein 1, um composto derivado de veneno de cobra que bloqueia a integrinas de ligação à laminina α3β1, α6β1 e α7β111,12.
Para o ensaio da invasão, as pilhas tinham sido transacidas com o Lentivirus que contem o cDNA que codifica mCherry (iCAFs e integrina α3 KO iCAFs) ou GFP (AsPC-I e PANC-I) para distinguir os tipos diferentes da pilha nos heterospheroids. A transdução das células para imortalizá-las e/ou rotulá-las com a expressão de proteína fluorescente (mCherry e GFP) é descrita em um estudo prévio13, que deve ser consultado para obter mais informações.