डिम्बग्रंथि के कैंसर पेरिटोनियल मेटास्टेसिस का एक पूर्व विवो मॉडल मानव ओमेंटम का उपयोग कर
Summary
यह प्रोटोकॉल कैंसर सेल-ओमेंटम इंटरैक्शन के त्रि-आयामी (3 डी) पूर्व विवो मॉडल की स्थापना का वर्णन करता है। मॉडल वसा आला के भीतर प्रो-ट्यूमर तंत्र को स्पष्ट करने और उपन्यास उपचारों के परीक्षण के लिए एक मंच प्रदान करता है।
Abstract
डिम्बग्रंथि का कैंसर सबसे घातक स्त्री रोग संबंधी दुर्दमता है। ओमेंटम मेटास्टैटिक डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं के साथ-साथ प्रतिरक्षा मॉड्यूलेटरी संकेतों को एक सहायक माइक्रोएन्वायरमेंट प्रदान करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जो ट्यूमर सहिष्णुता की अनुमति देता है। हालांकि, हमारे पास सीमित मॉडल हैं जो डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं और वसा युक्त ऊतकों के बीच बातचीत की बारीकी से नकल करते हैं। सेलुलर और आणविक तंत्र को और समझने के लिए जिसके द्वारा ओमेंटम एक प्रो-ट्यूमरल माइक्रोएन्वायरमेंट प्रदान करता है, हमने कैंसर सेल-ओमेंटम इंटरैक्शन का एक अनूठा 3 डी पूर्व विवो मॉडल विकसित किया है। मानव ओमेंटम का उपयोग करके, हम इस वसा युक्त माइक्रोएन्वायरमेंट के भीतर डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं को विकसित करने में सक्षम हैं और ट्यूमर के विकास और प्रतिरक्षा विनियमन के लिए जिम्मेदार कारकों की निगरानी करते हैं। इस वसा समृद्ध ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट के अध्ययन के लिए एक मंच प्रदान करने के अलावा, मॉडल इस जगह में मेटास्टैटिक कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए उपन्यास चिकित्सीय दृष्टिकोण के विकास और मूल्यांकन के लिए एक उत्कृष्ट मंच प्रदान करता है। प्रस्तावित मॉडल उत्पन्न करना आसान है, सस्ता है, और अनुवाद संबंधी जांच के लिए लागू है।
Introduction
डिम्बग्रंथि का कैंसर दुनिया भर में सबसे घातक स्त्री रोग संबंधी दुर्दमता है1. इस कैंसर के विकास का आजीवन जोखिम 70 में लगभग 1 है, 63 वर्ष की आयु में निदान की औसत आयु2 है। प्राथमिक डिम्बग्रंथि विकृतियों को हिस्टोलॉजिकल रूप से उपकला या गैर-उपकला के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। उपकला डिम्बग्रंथि के कैंसर (ईओसी) 90% से अधिक ट्यूमर का प्रतिनिधित्व करते हैं, और सबसे आम उपप्रकार उच्च ग्रेड सीरस कार्सिनोमा (एचजीएससी) है, जो लगभग 70% -80% ईओसी के लिए जिम्मेदार है। वर्तमान में, बीमारी का जल्दी पता लगाने के लिए कोई प्रभावी स्क्रीनिंग विधियां नहीं हैं। इसलिए अधिकांश रोगियों का निदान एक उन्नत चरण (यानी, फेडरेशन इंटरनेशनेल डी गायनेकोलॉजी एट डी’ऑब्स्टेट्रिक [एफआईजीओ] चरण III या IV) में कैंसर के पेरिटोनियल गुहा2 में फैलने के बाद किया जाता है।
मानक फ्रंटलाइन उपचार सभी दृश्यमान मैक्रोस्कोपिक रोग को दूर करने के लिए साइटोरेडक्टिव सर्जरी है, इसके बाद किसी भी अवशिष्ट सूक्ष्म रोग को नष्ट करने के लिए सहायक प्लैटिनम-आधारित कीमोथेरेपी है। जबकि पिछले दो दशकों में डिम्बग्रंथि के कैंसर के उपचार में कई प्रगति हुई है, उन्नत बीमारी वाले लगभग 70% रोगी उपचार के 3 वर्षों के भीतर पुनरुत्थान करेंगे3. इन रोगियों के समग्र खराब पूर्वानुमान को देखते हुए, ईओसी में चल रहे और भविष्य के अनुवाद संबंधी अनुसंधान प्रयासों का उद्देश्य प्रारंभिक पहचान के लिए बायोमार्कर की पहचान करना, मेटास्टेसिस को रोकना, प्रतिरोध से बचने के लिए वर्तमान उपचारों में सुधार करना और नए व्यक्तिगत कैंसर उपचार विकसित करना है।
पेरिटोनियल गुहा और इसके संबंधित कीमोरेसिस्टेंस के भीतर सामान्यीकृत मेटास्टेसिस डिम्बग्रंथि के कैंसर 4,5 के रोगियों के उपचार के सुधार के लिए प्रमुख सीमाओं में से दो हैं। ओमेंटम, एक फैटी एप्रन जैसी संरचना जो आंतों के ऊपर पेट से नीचे लटकती है, डिम्बग्रंथि के कैंसर मेटास्टेसिस 6,7 का एक मुख्य स्थल है। एक शारीरिक बाधा के रूप में अपने कार्य के अलावा, ओमेंटम को पुनर्योजी और एंजियोजेनिक क्षमताओं के लिए दिखाया गया है और प्रतिरक्षा गतिविधियों के अधिकारी हैं, जो एक साथ संवहनीकरण को बढ़ावा देते हैं, घाव भरने में तेजी लाते हैं, और संक्रमण को सीमित करते हैं8. इसमें स्टेम कोशिकाओं की एक उच्च सांद्रता होती है जो विभिन्न सेल प्रकारों में अंतर कर सकती है और क्षतिग्रस्त ऊतकों की मरम्मत में मदद कर सकती है। ओमेंटम चोट या संक्रमण के जवाब में सूजन हो सकता है, जो चोट9 की साइट पर प्रतिरक्षा कोशिकाओं के प्रवास को ट्रिगर करता है। ये प्रतिरक्षा कोशिकाएं विकास कारकों और अन्य अणुओं को छोड़ती हैं जो क्षतिग्रस्त ऊतक की मरम्मत और पुनर्जनन को बढ़ावा देने में मदद करती हैं। प्रतिरक्षा कोशिकाएं, जैसे मैक्रोफेज, लिम्फोसाइट्स और प्लाज्मा कोशिकाएं, ओमेंटम में स्थानीयकृत संरचनाएं हैं जिन्हें “दूधिया धब्बे” के रूप में जाना जाता है, जो रोगजनकों का पता लगाने और हमला करने और पेरिटोनियल प्रतिरक्षा को विनियमित करने के लिए जिम्मेदार हैं। ओमेंटम को प्रतिरक्षा सहिष्णुता10 को प्रेरित करने में एक भूमिका निभाने के लिए भी दिखाया गया है, जो प्रतिरक्षा प्रणाली की क्षमता है कि वह स्व-प्रतिजनों को सहन करे और स्वस्थ ऊतकों पर हमला न करे। हालांकि, एक ही प्रतिरक्षा से संबंधित गतिविधियों भी रोग प्रतिक्रियाओं में शामिल हैं, इस तरह के अंडाशय ट्यूमर की वृद्धि, मेटास्टेसिस, और प्रतिरक्षा निगरानी 9,11 के पलायन. हमारी प्रयोगशाला और अन्य लोगों के पिछले अध्ययनों ने एंटी-ट्यूमरल प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के निषेध में और कीमोरेसिस्टेंस12,13,14के अधिग्रहण में वसा माइक्रोएन्वायरमेंट की एक अनूठी और सक्रिय भूमिका का प्रदर्शन किया है। दुर्भाग्य से, हमारे पास सेलुलर और आणविक तंत्र पर सीमित जानकारी है जिसके द्वारा ओमेंटम एक प्रो-ट्यूमरल माइक्रोएन्वायरमेंट प्रदान करता है।
कैंसर कोशिकाओं और ओमेंटम के बीच बातचीत को बेहतर ढंग से समझने के लिए, मानव डिम्बग्रंथि के कैंसर कोशिकाओं और रोगी-व्युत्पन्न ओमेंटम एक्सप्लांट्स से युक्त एक 3 डी संस्कृति प्रणाली विकसित की गई थी। यहाँ वर्णित प्रोटोकॉल पेरिटोनियल कार्सिनोमैटोसिस के एक उपन्यास पूर्व विवो मॉडल का प्रतिनिधित्व करता है. यह मॉडल इस वसा युक्त ऊतक में डिम्बग्रंथि के कैंसर ट्यूमरजेनेसिस की प्राकृतिक प्रगति की नकल करता है। प्रस्तावित मॉडल डिम्बग्रंथि के कैंसर अनुसंधान में अनुवाद संबंधी जांच के लिए आसान, सस्ती और संभावित रूप से लागू होता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल का उपयोग करते हुए, डिम्बग्रंथि के कैंसर के लिए पेरिटोनियल कार्सिनोमैटोसिस का एक प्रीक्लिनिकल मॉडल इन विट्रो और पूर्व विवो तकनीकों में बुनियादी के संयोजन का उपयोग करके विकसित किय?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन को जेनेट बुरोस मेमोरियल फाउंडेशन द्वारा भाग में वित्त पोषित किया गया है। हम ओमेंटम नमूनों के संग्रह के लिए रोगियों और कर्मनोस कैंसर संस्थान स्त्री रोग संबंधी ऑन्कोलॉजी विभाग को स्वीकार करते हैं। हम रोगी भर्ती और पैथोलॉजी स्लाइड की तैयारी के समन्वय के लिए कर्मनोस कैंसर संस्थान में बायोबैंक और सहसंबंधी विज्ञान कोर को भी स्वीकार करते हैं। बायोबैंक और सहसंबंधी विज्ञान कोर एनआईएच सेंटर अनुदान पी 30 CA22453 वेन स्टेट यूनिवर्सिटी में कर्मनोस कैंसर संस्थान द्वारा समर्थित है।
Materials
| 0.05% Trypsin-EDTA (1x) | Gibco | 25300054 | |
| 1 mL Insulin Syringe with 26 G detachable needle | BD | 329652 | |
| 10 mL Serological Pipets | CELLTREAT | 229010B | |
| 100 mm Tissue Culture Dish | Fisherbrand | FB012924 | |
| 15 mL Centrifuge Tube | CELLTREAT | 229411 | |
| 24 Well Cell Culture Plate | Costar | 3524 | |
| 50 mL Centrifuge Tube | CELLTREAT | 229421 | |
| 75 cm2 Tissue Culture Flask | CELLTREAT | 229341 | |
| Corning Cell Counter | Corning | 9819000 | |
| Cytation 5 imager | Biotek | ||
| DMEM/F12 (1:1) (1x), +L-Glutamine, +2.438 g/L Sodium Bicarbonate | Gibco | 11320033 | |
| Fetal Bovine Serum, Qualified | Gibco | 1043028 | |
| Matrigel | Corning | 356230 | Basement membrane matrix |
| No. 10 Stainless Steel Disposable Scalpel | Integra-Miltex | 4410 | |
| Penicillin Streptomycin | Gibco | 15140122 | |
| Phosphate Buffered Saline, pH 7.4 (1x) | Gibco | 10010023 | |
| Revolve microscope | Echo |
Riferimenti
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Wagle, N. S., Jemal, A. Cancer statistics. CA Cancer J Clin. 73 (1), 17-48 (2023).
- Berek, J. S., Renz, M., Kehoe, S., Kumar, L., Friedlander, M. Cancer of the ovary, fallopian tube, and peritoneum: 2021 update. Int J Gynaecol Obstet. 155 (Suppl 1), 61-85 (2021).
- Ledermann, J. A., et al. Newly diagnosed and relapsed epithelial ovarian carcinoma: ESMO clinical practice guidelines for diagnosis, treatment and follow-up. Ann Oncol. 24 (Suppl 6), vi24-32 (2013).
- Jelovac, D., Armstrong, D. K. Recent progress in the diagnosis and treatment of ovarian cancer. CA Cancer J Clin. 61 (3), 183-203 (2011).
- Morgan, R. J., et al. Ovarian cancer. Clinical practice guidelines in oncology. J Natl Compr Canc Netw. 6 (8), 766-794 (2008).
- Nieman, K. M., et al. Adipocytes promote ovarian cancer metastasis and provide energy for rapid tumor growth. Nat Med. 17 (11), 1498-1503 (2011).
- Motohara, T., et al. An evolving story of the metastatic voyage of ovarian cancer cells: cellular and molecular orchestration of the adipose-rich metastatic microenvironment. Oncogene. 38 (16), 2885-2898 (2019).
- Di Nicola, V. Omentum a powerful biological source in regenerative surgery. Regen Ther. 11, 182-191 (2019).
- Meza-Perez, S., Randall, T. D. Immunological functions of the omentum. Trends Immunol. 38 (7), 526-536 (2017).
- Liu, M., Silva-Sanchez, A., Randall, T. D., Meza-Perez, S. Specialized immune responses in the peritoneal cavity and omentum. J Leukoc Biol. 109 (4), 717-729 (2021).
- Lee, W., et al. Neutrophils facilitate ovarian cancer premetastatic niche formation in the omentum. J Exp Med. 216 (1), 176-194 (2019).
- Cardenas, C., et al. Adipocyte microenvironment promotes Bclxl expression and confers chemoresistance in ovarian cancer cells. Apoptosis. 22 (4), 558-569 (2017).
- Wu, Q., et al. Cancer-associated adipocytes: key players in breast cancer progression. J Hematol Oncol. 12 (1), 95 (2019).
- Zhang, Z., Scherer, P. E. Adipose tissue: The dysfunctional adipocyte – a cancer cell’s best friend. Nat Rev Endocrinol. 14 (3), 132-134 (2018).
- Alvero, A. B., et al. TRX-E-002-1 Induces c-Jun-dependent apoptosis in ovarian cancer stem cells and prevents recurrence in vivo. Mol Cancer Ther. 15 (6), 1279-1290 (2016).
- Alvero, A. B., et al. Novel approach for the detection of intraperitoneal micrometastasis using an ovarian cancer mouse model. Sci Rep. 7, 40989 (2017).
- Craveiro, V., et al. Phenotypic modifications in ovarian cancer stem cells following Paclitaxel treatment. Cancer Med. 2 (6), 751-762 (2013).
- Sumi, N. J., et al. Murine model for non-invasive imaging to detect and monitor ovarian cancer recurrence. J Vis Exp. (93), e51815 (2014).
- Agarwal, R., et al. Macrophage migration inhibitory factor expression in ovarian cancer. Am J Obstet Gynecol. 196 (4), 348.e1-348.e5 (2007).
- Kelly, M. G., et al. TLR-4 signaling promotes tumor growth and paclitaxel chemoresistance in ovarian cancer. Cancer Res. 66 (7), 3859-3868 (2006).
- Li, J., et al. CBX7 binds the E-box to inhibit TWIST-1 function and inhibit tumorigenicity and metastatic potential. Oncogene. 39 (20), 3965-3979 (2020).
- Tedja, R., et al. Generation of stable epithelial-mesenchymal hybrid cancer cells with tumorigenic potential. Cancers (Basel). 15 (3), 15030684 (2023).
- Dauleh, S., et al. Characterisation of cultured mesothelial cells derived from the murine adult omentum. PLoS One. 11 (7), e0158997 (2016).
