Kolorektal kanser (KRK), dünya çapında en yaygın ve ölümcül kanserlerden biridir ve önemli bir halk sağlığı sorununu temsil eder1. Cerrahi, kemoterapi ve immünoterapi dahil olmak üzere tedavi yöntemlerindeki ilerlemelere rağmen, KRK hastalarının, özellikle metastatik hastalığı olanların prognozu kötü kalmaktadır. Tümör mikroçevresi (TME), kansere karşı bağışıklık tepkisini etkileyen önemli bir bileşen olarak ortaya çıkan tümör infiltre eden lenfositler (TIL'ler) ile kanser ilerlemesini ve tedavi yanıtlarını şekillendirmede hayati bir rol oynar2. Tümörlerde bulunan çeşitli bir bağışıklık hücresi popülasyonu olan TIL'ler, KRK'de önemli prognostik belirteçler olarak tanımlanmıştır ve yüksek TIL infiltrasyon seviyeleri genellikle daha iyi klinik sonuçlarla ilişkilidir3. Son çalışmalar, TIL bazlı immünoterapinin umut verici etkinlik gösterdiği melanom4 ve rahim ağzı kanseri5 gibi diğer kanserlerde de TIL'lerin terapötik potansiyelini vurgulamıştır.
Bununla birlikte, TIL'lerin bazı kanser türlerindeki başarısına rağmen, KRK'deki uygulamaları devam eden bir araştırma alanı olmaya devam etmektedir. KRK'nın karmaşıklığı ve heterojenliği, immünosupresif tümör mikroçevresi ile birleştiğinde, etkili TIL bazlı immünoterapi için zorluklar ortaya çıkarmaktadır6. CRC tümörleri sıklıkla, düzenleyici T hücrelerinin (Treg'ler), miyeloid kaynaklı baskılayıcı hücrelerin (MDSC'ler) ve tümörle ilişkili makrofajların (TAM'lar) varlığı ile karakterize edilen ve tümü TIL fonksiyonunu aktif olarak inhibe eden yüksek derecede immünosüpresif bir TME7 sergiler. Ayrıca, CRC hücreleri sıklıkla PD-L1 gibi bağışıklık kontrol noktası moleküllerini eksprese eder ve bu da TIL aracılı öldürmeyi daha da engelleyebilir8. Ek olarak, CRC tümörlerinin genetik heterojenliği, immünosupresif bir stroma ile birleştiğinde, TIL'lerin tümör hücrelerini etkili bir şekilde hedefleme ve ortadan kaldırma yeteneğini karmaşıklaştırarak, melanom ve rahim ağzı kanserinde görülen aynı başarı düzeyine ulaşmayı zorlaştırır9. Mevcut araştırmalardaki kritik bir boşluk, CRC ve TIL'ler arasındaki etkileşimleri doğru bir şekilde simüle edebilen uygun in vitro modellerin eksikliğidir. Bu tür modeller, KRK tedavisinde TIL'lerin potansiyelini değerlendirmek ve kişiselleştirilmiş tedavi stratejileri için uygulamalarını optimize etmek için gereklidir.
Hasta kaynaklı organoidler (PDO'lar), insan kanserlerini modellemek için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır10. Hasta tümör dokularından türetilen bu 3D kültürler, orijinal tümörlerin histolojik ve genetik özelliklerini yakından taklit ederek, geleneksel 2D hücre hatlarına kıyasla tümör biyolojisinin daha doğru bir temsilini sağlar. PDO modelleri ayrıca hastalar arası heterojenliği korur ve bu da onları kişiselleştirilmiş tıp yaklaşımları için ideal hale getirir11. CRC'de, PDO'lar ilaç taraması ve tümör biyolojisini incelemek için kullanılmıştır12, ancak immün yanıtların değerlendirilmesinde - özellikle TIL'ler bağlamında - kullanımları sınırlı kalmaktadır. Bir PDO-immün hücre ko-kültür modelinin tasarımı, mikro çevrenin karmaşıklığını deneysel kontrol edilebilirlik ile dengelemelidir. Makrofajlar ve dendritik hücreler gibi bileşenler biyomimikriyi artırabilse de, periferik kan mononükleer hücreleri (PBMC'ler) erişilebilirlikleri nedeniyle ana akım tercih haline gelmiştir. Bununla birlikte, PBMC'ler düşük oranda tümöre özgü T hücrelerine sahiptir ve monosit alt popülasyonları mikroçevresel stabiliteye müdahale edebilir13. Buna karşılık, TIL'ler doğal olarak tümör reaktif klonlarını zenginleştirir ve in situ tükenme fenotipi taşır, bu da onları kolorektal kanserde immün kaçınma mekanizmalarını hassas bir şekilde analiz etmek için üstün bir model haline getirir.
Bu çalışmanın amacı, KRK'lerde TIL aracılı anti-tümör yanıtlarını değerlendirmek için yeni bir in vitro platform geliştirmek ve KRK'ler, PDO'lar ve TIL'lerden oluşan bir ko-kültür sistemi oluşturmaktır. Bu model, CRC PDO'lara karşı TIL sitotoksisitesinin doğrudan değerlendirilmesini ve hastaya özgü bir bağlamda immün yanıtların analizini sağlar. Bu sistemin kullanılması, KRK için TIL tabanlı immünoterapilerin potansiyeli hakkında daha derin bilgiler sağlayabilir ve mühendislik yaklaşımları yoluyla TIL etkinliğini artırmaya yönelik stratejilerin araştırılmasını destekleyebilir. Önceki yöntemler az sayıda TIL ile sınırlıydı14. Çoğu durumda, PBMC'ler ilk olarak iki hafta boyunca PDO'larla birlikte kültürlendi, daha sonra tümöre özgü TIL'ler PBMC'lerden genişletilebilir ve daha sonra sitotoksik etkileri gözlemlemek için PDO'larla daha fazla birlikte kültürlenebilir15. Bununla birlikte, bu yaklaşım aynı zamanda uzun modelleme süresinden ve düşük toplam verimden muzdariptir. Buna karşılık, tarif edilen yöntem, daha sonra doğrudan birlikte kültürlenebilen daha küçük tümör dokusu örneklerinden PDO'ların ve TIL'lerin izolasyonuna ve oluşturulmasına izin verir. Bu yaklaşım hem metodoloji hem de verimlilik açısından daha fazla kolaylık sağlayabilir. Sonuç olarak, bu sistem, KRK hastaları için sonuçları iyileştirebilecek kişiselleştirilmiş tedavi stratejilerinin önünü açarak, TIL tedavilerinin klinik öncesi değerlendirmesi için güçlü bir araç sağlamayı amaçlamaktadır.