Un modelo ex vivo de metástasis peritoneal de cáncer de ovario con epiplón humano
Summary
Este protocolo describe el establecimiento de un modelo ex vivo tridimensional (3D) de la interacción entre la célula cancerosa y el epiplón. El modelo proporciona una plataforma para dilucidar los mecanismos protumorales dentro del nicho adiposo y para probar nuevas terapias.
Abstract
El cáncer de ovario es la neoplasia maligna ginecológica más mortal. El epiplón desempeña un papel clave en la provisión de un microambiente de apoyo a las células de cáncer de ovario metastásico, así como señales inmunomoduladoras que permiten la tolerancia tumoral. Sin embargo, tenemos modelos limitados que imitan de cerca la interacción entre las células de cáncer de ovario y los tejidos ricos en tejido adiposo. Para comprender mejor los mecanismos celulares y moleculares por los cuales el epiplón proporciona un microambiente protumoral, desarrollamos un modelo único ex vivo en 3D de la interacción entre la célula cancerosa y el epiplón. Utilizando epiplón humano, podemos cultivar células de cáncer de ovario dentro de este microambiente rico en tejido adiposo y controlar los factores responsables del crecimiento tumoral y la regulación inmunitaria. Además de proporcionar una plataforma para el estudio de este microambiente tumoral rico en adiposo, el modelo proporciona una excelente plataforma para el desarrollo y la evaluación de nuevos enfoques terapéuticos para atacar las células cancerosas metastásicas en este nicho. El modelo propuesto es fácil de generar, económico y aplicable a investigaciones traslacionales.
Introduction
El cáncer de ovario es la neoplasia maligna ginecológica más mortal en todo el mundo1. El riesgo de por vida de desarrollar este cáncer es de aproximadamente 1 en 70, con una mediana de edad de diagnóstico de 63 años2. Las neoplasias malignas primarias de ovario se clasifican histológicamente como epiteliales o no epiteliales. Los cánceres epiteliales de ovario (COE) representan más del 90% de los tumores, y el subtipo más común es el carcinoma seroso de alto grado (HGSC), que representa aproximadamente el 70-80% de los COE. En la actualidad, no existen métodos de cribado eficaces para detectar la enfermedad de forma precoz. Por lo tanto, la mayoría de los pacientes son diagnosticados en una etapa avanzada (es decir, la Fédération Internationale de Gynécologie et d’Obstétrique [FIGO] etapa III o IV) después de que el cáncer se ha diseminado por toda la cavidad peritoneal2.
El tratamiento estándar de primera línea es la cirugía citorreductora para extirpar toda la enfermedad macroscópica visible, seguida de quimioterapia adyuvante basada en platino para destruir cualquier enfermedad microscópica residual. Si bien ha habido muchos avances en el tratamiento del cáncer de ovario en las últimas dos décadas, aproximadamente el 70% de las pacientes con enfermedad avanzada recaerán dentro de los 3 años posterioresal tratamiento. Dado el mal pronóstico general de estos pacientes, los esfuerzos de investigación traslacional en curso y futuros en EOC tienen como objetivo identificar biomarcadores para la detección temprana, prevenir la metástasis, mejorar las terapias actuales para evadir la resistencia y desarrollar nuevos tratamientos personalizados contra el cáncer.
La metástasis generalizada dentro de la cavidad peritoneal y su quimiorresistencia asociada son dos de las principales limitaciones para la mejora del tratamiento de las pacientes con cáncer de ovario 4,5. El epiplón, una estructura grasosa parecida a un delantal que cuelga desde el estómago sobre los intestinos, es un sitio principal de metástasis de cáncer de ovario 6,7. Además de su función como barrera física, se ha demostrado que el epiplón tiene capacidades regenerativas y angiogénicas y posee actividades inmunitarias, que en conjunto promueven la vascularización, aceleran la cicatrización de heridas y limitan la infección8. Contiene una alta concentración de células madre que pueden diferenciarse en varios tipos de células y pueden ayudar a reparar los tejidos dañados. El epiplón puede inflamarse en respuesta a una lesión o infección, lo que desencadena la migración de las células inmunitarias al sitio dela lesión. Estas células inmunitarias liberan factores de crecimiento y otras moléculas que ayudan a promover la reparación y regeneración del tejido dañado. Las células inmunitarias, como los macrófagos, los linfocitos y las células plasmáticas, localizadas en el epiplón son estructuras conocidas como “manchas lechosas”, que se encargan de detectar y atacar a los patógenos y de regular la inmunidad peritoneal. También se ha demostrado que el epiplón desempeña un papel en la inducción de la tolerancia inmunitaria10, que es la capacidad del sistema inmunitario para tolerar los autoantígenos y no atacar los tejidos sanos. Sin embargo, las mismas actividades relacionadas con el sistema inmunitario también están involucradas en las respuestas patológicas, como el crecimiento de tumores de epiplón, la metástasis y el escape de la vigilancia inmune 9,11. Estudios previos de nuestro laboratorio y de otros han demostrado un papel único y activo del microambiente adiposo en la inhibición de las respuestas inmunes antitumorales y en la adquisición de quimiorresistencia12,13,14. Desafortunadamente, tenemos información limitada sobre los mecanismos celulares y moleculares por los cuales el epiplón proporciona un microambiente protumoral.
Para comprender mejor las interacciones entre las células cancerosas y el epiplón, se desarrolló un sistema de cultivo en 3D que consiste en células de cáncer de ovario humano y explantes de epiplón derivados de pacientes. El protocolo descrito aquí representa un nuevo modelo ex vivo de carcinomatosis peritoneal. Este modelo imita la progresión natural de la tumorigénesis del cáncer de ovario en este tejido rico en adiposo. El modelo propuesto es fácil de generar, económico y potencialmente aplicable a las investigaciones traslacionales en la investigación del cáncer de ovario.
Protocol
Representative Results
Discussion
Utilizando este protocolo, se desarrolló un modelo preclínico de carcinomatosis peritoneal para el cáncer de ovario utilizando una combinación de técnicas básicas in vitro y ex vivo. Se observó un crecimiento tumoral progresivo a lo largo de 50 días de cocultivo después de sembrar muestras de epiplón con células de cáncer de ovario humano mCherry+ OCSC1-F2. Este método fue desarrollado y optimizado a través de varios ensayos experimentales utilizando diferentes especímenes de epiplón. El…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudio está financiado en parte por la Fundación Janet Burros Memorial. Agradecemos a las pacientes y al Departamento de Oncología Ginecológica del Instituto Oncológico Karmanos por la recolección de muestras de epiplón. También reconocemos al Biobanco y al Núcleo de Ciencias Correlativas del Instituto Oncológico Karmanos por la coordinación del reclutamiento de pacientes y la preparación de las diapositivas de patología. El Biobanco y el Núcleo de Ciencias Correlativas están financiados en parte por la subvención P30 del Centro de los NIH CA22453 al Instituto de Cáncer Karmanos de la Universidad Estatal de Wayne.
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 |
References
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