Multi-omics validatie van een innovatief organoïden co-cultuurplatform: kunnen we een geïndividualiseerde tumor micro-omgeving recreëren?

In de afgelopen decennia is een groot spectrum van onze kennis over de biologie en behandeling van kanker afgeleid van in vitro en in vivo tumormodellen. Het gebruik van de zogenaamde 2-dimensionale (2D) kankercellijnen wordt beschouwd als de gouden standaard in zowel fundamenteel als translationeel oncologisch onderzoek. Helaas zijn 2D in vitro modellen niet in staat om de complexiteit en cellulaire heterogeniteit van de in vivo setting te recapituleren. Bovendien hebben talrijke onderzoeken aangetoond dat 2D in vitro-modellen er niet in slagen om de individuele therapierespons prospectief te voorspellen. Deze onvermijdelijke beperkingen in combinatie met de dringende behoefte aan meer fysiologisch relevante predictieve in vitro modellen heeft uiteindelijk geleidt tot de ontwikkeling van patiënt afgeleide organoïden. Deze driedimensionale (3D) multi-cellulaire modellen zijn niet alleen veelbelovend om de onderliggende moleculaire mechanismen van kankergroei verder te onderzoeken, maar ze dragen ook aanzienlijk bij aan concept van gepersonaliseerde geneeskunde. Bovendien hebben tumor organoïden de eigenschap om genetische profiel, cellulaire heterogeniteit en klinische respons van het parentale tumor te behouden. In overeenstemming met deze veelbelovende eigenschappen, heeft onze onderzoeksgroep recentelijk een meer geavanceerd pancreas ductaal adenocarcinoom (PDAC) in vitro model (genaamd: micro-tumor) ontwikkeld dat een stromaal compartiment bevat. Gezien de talrijke voordelen van dit innovatieve in vitro platform (in vergelijking met de traditionele organoïde culturen), zijn we ervan overtuigd dat dit model de kiem zal vormen voor een nieuw tijdperk in preklinisch en klinisch oncologisch onderzoek. Desalniettemin moet het worden benadrukt dat, vooraleer we dit model volledig kunnen implementeren, verder onderzoek nadrukkelijk nodig is. Dit project heeft hoofdzakelijk betrekking op de verdere validatie van het micro-tumor platform. Hiervoor zullen we het transcriptie profiel en stromale heterogeniteit vergelijken tussen het in vitro model en de parentale tumor (N=7). Bovendien streven we ernaar om elke micro-tumor volledig te karakteriseren (geactiveerde pathways, proteoom, secretoom, single cell transcriptoom) en de bidirectionele communicatie/rewiring van zowel de PDAC- als stromale cellen verder in kaart te brengen. Hiervoor zullen we een single cell RNA-seq-analyse combineren met een massa spectrometrie-analyse om vervolgens de state-of-the-art bio informatica algoritmen (CytoTalk en CellRank) te kunnen implementeren.

Trefwoorden:3D CELCULTUUR, PANCREASKANKER, ORGANOÏDE, TUMORBIOLOGIE

Disciplines:Kankerbiologie