$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Рак легких является основной причиной смертности, связанной с раком во всем мире. Карцинома легких плоскоклеточной (LUSC), которая является вторым наиболее распространенным типом немелкоклеточного рака легких (NSCLC) и составляет примерно 30% всех раковых заболеваний легких, часто диагностируется на поздних стадиях и имеет плохой прогноз1. Варианты лечения для пациентов LUSC являются одной из основных неудовлетворенных потребностей, которые могут быть улучшены путем лучшего понимания основных клеточных и молекулярных механизмов, которые управляют LUSC опухолевого.
Как и в большинстве случаев рака человека, патогенез LUSC характеризуется нарушением нетронутыми, хорошо упорядоченной эпителиальной ткани архитектуры2. В ходе этого процесса утрачены надлежащие атикально-базальные клеточные полярности, клеточные клетки и клеточные матричные контакты, что позволяет неконтролируемый рост и инвазивное поведение опухолевых клеток. В настоящее время широко ценится, что злокачественные особенности раковых клеток не могут проявляться без важного взаимодействия между раковыми клетками и их местной микросредой опухоли (TME)3. Ключевые компоненты в TME, включая внеклеточной матрицы (ECM), связанные с раком фибробласты (ЦАФ), а также эндотелиальные клетки и инфильтрации иммунных клеток активно формируют TME и диски tumorigenesis4. Тем не менее, наше текущее понимание того, как опухолевые клетки и эти ключевые компоненты в TME взаимодействуют, чтобы управлять тканевыми архитектурными изменениями во время прогрессии LUSC, очень ограничено.
Трехмерная (3D) культура является важным инструментом для изучения биологической активности клеточных и насущных изменений в регулировании архитектурных изменений тканей как в нормальных, так и в болезненных тканях5. 3D культуры обеспечивают соответствующий структурный и функциональный контекст, который обычно отсутствует в традиционных двухмерных (2D) культур. Дополнительные размеры таких систем более точно имитируют ткани in vivo во многих аспектах физиологии клеток и клеточного поведения, включая пролиферацию, дифференциацию, миграцию, экспрессию белка и реакцию на медикаментозное лечение. В последние годы усилия различных лабораторий привели к разработке в пробирке 3D-моделей как для обычныхлегких,так и для NSCLC6,7,,8. Тем не менее, модель плоской карциномы легких, которая может резюмировать как динамические архитектурные изменения ткани во время опухолевого, а также включить ключевые стромальные компоненты был недоступен.
Здесь мы описываем методы создания новой 3-мерной (3D) системы сокультуры с использованием первичных PDX-производных клеток LUSC (термин TUM622) и CAFs9,10. Оба TUM622 и CAFs являются производными от NSCLC пациента с плохо дифференцированных опухолей10. При встраиваемых в себя в качестве одиночных клеток в ECM, редкая субпопуляция клеток TUM622 имеет возможность формировать органоиды с ацинар-подобными структурами, которые отображают надлежащее атикально-базальной полярности клеток. Эти ацинар-подобные структуры гиперпластичны, демонстрируют неоднородное выражение стволовых и дифференциационных маркеров, похожих на исходную опухоль, оставаясь при этом неинвазивными, и таким образом имитируют самую раннюю стадию развития LUSC. Важно отметить, что мы показали, что архитектура тканей ацинаровоподобных структур может быть изменена путем ингибирования клеточных сигнальных путей с помощью мелких молекулных ингибиторов или добавления ключевых компонентов в ECM, таких как ЦАФы, последний из которых усиливает образование ацини и еще больше провоцирует ацини стать инвазивными, когда в непосредственной близости. В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что эта 3D-система сокультуры органоидов LUSC является ценной платформой для исследования динамической взаимности между клетками LUSC и TME и может быть адаптирована для мониторинга реакции клеток LUSC на медикаментозное лечение11.