Razvoj novih in vitro 3D mono in kokulturnih celičnih modelov raka jajčnikov visokega gradusa za testiranje zdravilnih učinkovin in razvoj novih ciljih in stratificiranih terapij

Rak jajčnikov (OC) je ena najbolj uničujočih in smrtonosnih malignih bolezni, ki se pojavlja predvsem pri bolnicah po menopavzi. Zaradi nespecifičnih simptomov se diagnosticira v napredni fazi, stopnja ozdravitve pa ostaja približno 30 %. To je predvsem posledica pozne diagnoze OC v fazi metastaz (III ali IV stadij) ali ponovitve raka po začetku zdravljenja. Med metastazami se posamezne celice ali skupki celic, ki izvirajo iz tumorja, širijo s peritonealno tekočino po trebušni votlini in tvorijo večcelične tumorske sferoide ali agregirane tumorje. To je težko reproducirati in vitro z uporabo tradicionalnih, preveč poenostavljenih 2D enoslojnih celičnih kultur, ker ne izražajo celičnih površinskih proteinov (kadherinov in integrinov), potrebnih za metastaze. Še več, predklinično rešetanje novih spojin z uporabo tradicionalnih 2D kultur in živalskih modelov je povezano tudi z nizko korelacijo podatkov, pridobljenih v kliničnih preskušanjih, in etičnimi vidiki. Ti dejavniki lahko povzročijo netočno napovedovanje odzivov na zdravila in vivo. Obstaja tudi veliko dokazov, da je tumorsko mikrookolje ključnega pomena za fiziologijo tumorja in farmakološke odzive na zdravljenje z zdravili in vivo. Večina bolnikov z OC po zdravljenju prve izbire razvije recidiv, ki je odvisen od kompleksnosti tumorja in tudi od okoliškega tumorskega mikrookolja. Približno 70 % vseh primerov OC je serozni rak jajčnikov visoke stopnje (HGSOC), ki ga je mogoče glede na molekularno genetskime značilnosti nadalje razvrstiti v proliferativni, imunoreaktivni, mezenhimski in diferenciran podtip. Medtem ko je še vedno potrebno uvesti prilagojene in ciljne terapije, so študije molekularne karakterizacije HGSOC pokazale tudi, da bi bolnice z mezenhimskim in proliferativnim podtipom imele koristi od bevacuzimaba, monoklonskega protitelesa proti rastnemu faktorju žilnega endotelija, medtem ko niso podprli uporabe tega zdravila pri drugih dveh vrstah HGSOC. Poleg tega bi lahko za zdravljenje imunoreaktivnega podtipa uporabili Nivolumab, monoklonsko protitelo proti programiranemu protein celične smrt 1, ki deluje kot zaviralec imunske kontrolne točke. Predlagano je bilo tudi, da bi bolnikom z mezenhimskim podtipom HGSOC koristili zaviralci PPAR. Cilj naše študije je vzpostaviti in karakterizirati in vitro 3D modele celičnih linij HGSOC ter jih primerjati z 2D celičnimi modeli. Raziskali bomo tudi učinke različnih kemoterapevtikov na celično proliferacijo, migracijo in invazijo. Uporabljene bodo modelne celične linije HGSOC Kuramochi, COV362, OVCAR-4 in OVSAHO. Pripravljene sferoide bomo nato biotiskali skupaj z mezenhimskimi celicami ali fibroblasti ter komponentami zunajceličnega matriksa, in tako oblikovali modele ko-kultur, ki nam bodo omogočili boljše oponašanje tumorskega mikrookolja. Nato želimo določiti podtip HGSOC za pripravljene 3D modele z uporabo panela biomarkerjev, ki bodo pripravljeni s pristopi strojnega učenja iz javno dostopnih podatkov, ki vključujejo profile genske ekspresije bolnic s HGSOC. Pripravljeni 3D modeli bi bili idealni za rešetanje velikega števila tarč zdravil, lahko bi jih uporabili kot visoko zmogljivo presejalno platform za potencialne zdravilne učinkovine ali za študije tumorskega mikrookolja. Drug pomemben vidik tega projekta je vključitev NGS kot rutinske metode za tipizacijo HGSOC, ki se lahko uporablja v klinikah po vsem svetu z zagotavljanjem natančnejše prognoze in bolj prilagojenega zdravljenja.