Новая 3Д-модель для тестирования препаратов от рака

Фибробласты — это клетки соединительной ткани, которые поддерживают внеклеточный матрикс, регулируют регенерацию тканей, заживление ран и иммунный ответ. В то же время фибробласты могут стимулировать рост злокачественных опухолей и защищать их от химиотерапии.

Ассоциированные с опухолью фибробласты — перспективная мишень для таргетной терапии рака. Однако изучение процессов, происходящих в микроокружении опухоли, in vivo имеет свои сложности, так как требует передовых методов визуализации для одновременной оценки свойств внеклеточного матрикса и ассоциированных с раком фибробластов. Вместе с этим нужно поддерживать жизнеспособность раковых клеток внутри животного. Решить эту проблему могут 3D-модели клеточных культур, которые воспроизводят реальную архитектуру ткани.

Такую модель разработали тайваньcкие ученые и рассказали о ней в APL Bioengineering. За основу они взяли стандартный коммерчески доступный матрикс — Matrigel. Однако сам по себе он не позволяет оценить все свойства опухолевых клеток. Проанализировав опубликованные ранее данные, ученые оптимизировали Matrigel, добавив к нему фибрин. Итоговый гидрогель не подавлял подвижность фибробластов и способность опухолевых клеток к инвазии и не изменял жизнеспособность клеток.

Авторы засеяли гидрогель клетками рака легкого линии A549 и фибробластами линии MRC-5. Они показали, что фибробласты повышают инвазивность опухолевых клеток.

На следующем этапе с помощью модели оценили эффективность противоопухолевого препарата цисплатина и его комбинаций с антифибротическими препаратами: нинтеданибом и пирфенидоном. Лучше всего сработало сочетание цисплатина с нинтеданибом: оно снижало рост опухолевых сфероидов и их способность к инвазии в совместной культуре с фибробластами. Секвенирование РНК фибробластов показало, что нинтеданиб значимо снижает экспрессию четырех генов, связанных с адгезией, инвазией раковых клеток и деградацией внеклеточного матрикса, причем это снижение более выражено, чем для пирфенидона.

По мнению авторов, предложенная трехмерная модель, основанная на смеси фибрина и Matrigel, достаточно хорошо воспроизводит микроокружение солидных опухолей и позволяет проводить более точную оценку совместного действия антифибротических и противоопухолевых препаратов по сравнению с традиционными 2D-моделями.

Функциональная гетерогенность фибробластов в окружении опухоли влияет на терапию