Formulation et utilisation de Tumorsphere dans la recherche de cellule souche de cancer

Les études nombreuses ont précisé des cellules souche de ce cancer (CSCs) pour jouer un rôle majeur dans l'étape progressive, la métastase, la rechute, et la résistance de cancer au traitement. L'étude des ces CSCs peut jeter la lumière pourquoi beaucoup de régimes thérapeutiques existants défaillent éventuellement.

Tumorspheres. Crédit d'image PLOS https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063519

La prolifération de CSCs en conditions non-adhérentes et sans sérum provoque les cellules protégées par fusible qui ne peuvent pas être recensées individuellement. De telles formulations solides et sphériques des cellules protégées par fusible sont les tumorspheres appelés. La taille des tumorspheres s'échelonne habituellement entre le µm >50 et le µm 250.

Les cellules de cancer du côlon se développent dans les organoids en trois dimensions dans la boîte de Pétri. M. Joseph Regan/Charité - Universitätsmedizin Berlin

Tumorspheres sont employés pour déterminer le pourcentage des cellules souche de cancer présentes dans une population de tumeur, mais également pour étudier la capacité de telles cellules de se régénérer. De plus, la culture des tumorspheres peut également être avantageuse en déterminant un agent anticancéreux potentiel pour l'usage thérapeutique.

Des cultures cellulaires sont habituellement employées pour étudier la morphologie, les mécanismes impliqués dans la maladie, et l'effet de tissu des médicaments sur la condition malade. Cependant, les systèmes traditionnels tels que (les 2D) cultures cellulaires à deux dimensions ne peuvent pas fournir le grand nombre de CSCs et avoir autre des désavantages un tel rendement inférieur, fusion spontanée parmi des sphères produisant les grandes sphères qui sont des coûts instables, longs, et élevés.

D'autre part, les cultures 3D gagnent lentement la popularité due à la possibilité d'optimiser les conditions de culture in vitro et de produire CSCs qui ont les structures sphéroïdales, ressemblant consécutivement à une tumeur solide. Les caractéristiques mentionnées ci-dessus des cultures 3D facilitent l'étude de différents pharmacothérapies et biomarqueurs.

Les scientifiques avaient employé différentes méthodes de microfluidics pour étudier CSCs dû à leur débit et précision élevés. La douleur et les collaborateurs ont développé un dispositif microfluidic qui forme des sphères des cellules et des aides des qualités analyzingdrug-résistantes du tumorsphere. Le micro-dispositif contient les modifications microstructurales (MOAL) à l'air l'architecture de multi-obstacle avec des choix micro-bien.

En bref, ces chercheurs étudiés des cellules de glioblastome de plus de la vincristine de médicament anticancéreux, et pouvaient observer différentes tailles des cellules de glioblastome. On l'a noté que les tumorspheres ont agi comme des cellules souche et leur résistance à la vincristine et d'autres modèles de croissance ont indiqué la capacité heterogenic de CSCs.

Cellules souche de glioblastome dispensées dans la formation de créneau de tumeur. Crédit d'image : Anna Durinikova/Shutterstock

Pour éviter la totalisation de cellules pendant la culture de tumorsphere, il est important d'employer une culture avec la surface inférieure de pièce d'assemblage - telle que l'agar de 1%, les gels d'agarose, 0.5-1% facteur de croissance Matrigel réduit, ou le polyhydroxyethylmethacrylate. Ajouter les polymères naturels au système de culture évite la sédimentation des tumorspheres, mais ne touche pas à leurs propriétés ou capacité inhérentes de proliférer.

De plus, la préparation de cellules devrait être filtrée à l'aide d'un tamis de cellules de 40µm pour obtenir une densité de cellules qui est moins de dix cellules selon le µL. Bien que la culture de tumorspheres soit effectuée dans un environnement sans sérum pour éviter la totalisation de cellules, il y a des études qui ont rapporté qu'une petite concentration de sérum parfois facilitée dans la formation de tumorsphere.

Le nombre de tumorspheres sont comptés en enregistrant le diamètre des tumorspheres, et exprimés comme taille ou nombre total des tumorspheres formés. C'est important, car le nombre de tumorspheres peut être utilisé pour caractériser la population des cellules de cheminée et/ou d'ancêtre de cancer in vitro et in vivo.

CSCs auto-renouvelant sont exigés pour l'accroissement de n'importe quel genre de tumeur. Par exemple, les lignées cellulaires humaines de cancer du sein contiennent ces CSCs auto-renouvelant, recensé comme marqueurs tumoraux, effectuant de ce fait leur les modèles idéaux pour les progénitures se développantes et de contrôles qui sont phénotypique diverses, ainsi qu'à leur réaction au traitement du cancer.

De même, les études ont observé que le cancer pancréatique peut être recensé par c-Contacter, un marqueur tumoral qui est le responsable de l'accroissement des tumeurs pancréatiques. Équipé d'une telle information, les chercheurs peuvent développer des tumorspheres in vitro et étudier leurs propriétés caractéristiques, telles que la résistance à la chimiothérapie (comme vu dans le cancer de la prostate castration-résistant).

La propriété réticente de ce genre de cancer de la prostate est attribuée à la présence de la forte concentration de gènes de stemness tels que l'homologue gliome-associé 1 (Gli1), le membre obligatoire 2 (ABCG2), BMI1 (une composante d'oncogene de la sous-famille G de magasin d'ATP de faisceau de composé répressif de polycomb 1), avec le CD overexpressed₄₄.

La résistance et la métastase de demande de règlement étant joint à CSCs, un certain nombre d'études explorent la possibilité d'employer CSCs pour découvrir des stratégies thérapeutiques neuves. Une étude récente en Espagne par Pomares et les co-auteurs sur le non-petit cancer de poumon de cellules (NSCLC) de huit patients réséqués et de douze lignées cellulaires ont évalué les propriétés de CSCs des tumorspheres in vitro et in vivo.

les souris immunodéficitaires (NOD) combinées diabétiques et sévères (SCID) Non-obèses étaient les médicaments choisis donnés par la voie intrapéritonéale après tumeur étaient induites par les tumorspheres obtenus à partir des patients et des lignées cellulaires de NSCLC. Les résultats ont expliqué des tumorspheres de poumon pour être de haute résistance à quelques substances chimiothérapeutiques, mais ont également montré le potentiel cytotoxique plus élevé de quelques médicaments nouveaux.

La culture de Tumorsphere a été effectuée dans un essai d'immunothérapie de la phase I par Wang et autres qui a inscrit les patients précédemment non traités présentant le carcinome hépatocellulaire (HCC). Les patients ont été soignés avec les cellules dendritiques autologues dérivées des tumorspheres patients. En bref, cet essai a expliqué un régime 100% de rendement en ce qui concerne déterminer les lignées cellulaires à court terme de tumeur de HCC réséqué par rapport aux techniques normales de culture de tissu.

De plus, il n'y avait aucune toxicité significative observée, ni y avait il détérioration de tous les paramètres liés aux fonctions hépatiques. De tels essais retiennent la promesse de fabriquer des produits de patient-détail par cette technique dans un avenir proche.

Pour un traitement du cancer couronné de succès, il est important de viser CSCs. Les analyses de Tumorsphere fournissent une plate-forme fiable pour développer d'anti-CSC médicaments, ainsi que l'immunothérapie CSC-visée. Comparé aux 2D méthodes de culture de couche unitaire, culture de tumorsphere peuvent fournir des réponses biologiques plus définitives et des solutions thérapeutiques à beaucoup de défis les faces de ce médicament pendant l'immunothérapie du cancer.