Рак яичников является самым смертоносным гинекологическим злокачественным новообразованием1. У большинства пациентов диагноз ставится после того, как рак распространился по всей брюшной полости. После того, как рак распространился по всей брюшной полости, циторедуктивная хирургия и химиотерапия часто не являются достаточным лечением для предотвращения рецидива рака и химиорезистентности, что приводит к менее чем 30% 5-летней выживаемости. Метастазирование рака яичников преимущественно ограничено брюшной полостью, а некоторые другие типы рака, включая рак желудка, поджелудочной железы и толстой кишки, метастазируют в те же анатомические участки брюшинной полости. Как правило, клетки рака яичников отделяются от карциномы in situ в фаллопиевой трубе или первичной опухоли яичников, перемещаются в перитонеальной жидкости в виде одиночных клеток или сфероидов и прикрепляются к выстланным мезотелием поверхностям сальника, кишечника и брюшной стенки2.
Микроокружение опухоли играет важную роль в прогрессировании заболевания и химиорезистентности при многих видах рака3-6. Брюшная полость представляет собой уникальное микроокружение, в котором большинство поверхностей покрыто монослоем мезотелиальных клеток (рис. 1A)7. Мезотелиальная выстилка действует как барьер, создающий поверхность с низким коэффициентом трения, которая, как правило, защищает от адгезии раковых клеток8. Непосредственно под этой мезотелиальной поверхностью находится слой, состоящий преимущественно из фибробластов и внеклеточного матрикса (ВКМ), которые способствуют адгезии и инвазии раковыхклеток. Клетки рака яичников секретируют факторы, которые вызывают изменения в слизистой оболочке мезотелиальных клеток, которые усиливают адгезию, инвазию и метастазирование клеток рака яичников9,10. Клетки рака яичников прикрепляются к мезотелиальной поверхности с помощью интегрина и CD44-опосредованных механизмов (Рисунок 1B)11-16.
Исторически сложилось так, что было разработано несколько 3D-моделей для исследования взаимодействия рака яичников с микроокружением. Некоторые из первых моделей изучали интерфейс рак яичников и ВКМ17-21, связь рака яичников с мезотелиальными клетками13,14,21-24 или и то, и другое25 (рассмотрено нами 26). Niedbala et al. Было обнаружено, что клетки рака яичников демонстрируют более быструю и прочную адгезию к ВКМ, чем к мезотелиальным клеткам или только к пластику25. Однако эти модели гистологически не напоминали перитонеальное микроокружение. Поэтому мы создали 3D-органотипическую модель, чтобы более точно воспроизвести микроокружение рака яичников. Чтобы лучше понять роль микроокружения и взаимодействие между раком и клетками брюшины в перитонеальной диссеминации рака яичников, мы разработали 3D-органотипическую культуральную модель in vitro слизистой оболочки брюшинной полости (схема на рисунке 1C). Предложенная модель состоит из первичных фибробластов человека и ВКМ, покрытых слоем первичных мезотелиальных клеток человека – каждый тип клеток выделен из сальника человека. Гистологически эта модель напоминает нормальную перитонеальную или оперированную оболочку сальника и обеспечивает поверхность, на которой мы можем изучать микроокружение опухоли, взаимодействие между раковыми клетками и нормальной тканью, а также процессы адгезии, инвазии и пролиферации раковых клеток.