Платформа для выращивания опухолевых сфероидов поможет при выборе терапии рака

Ученые из Политехнического института Ренсселера, Коньянского университета и компании Medical & Bio Decision разработали платформу для трехмерного культивирования раковых клеток и протестировали с ее помощью комбинации терапевтических NK-клеток с химиотерапией и моноклональными антителами. Платформа воспроизводит условия опухолевого микроокружения и в перспективе позволит подбирать индивидуальное лечение.

Строение платформы.

Credit: Gopal, S., Kwon, SJ., Ku, B. et al. Commun Biol 4, 893 (2021); DOI:  10.1038/s42003-021-02417-2 | CC BY 4.0

Ученые из США и Кореи разработали новую платформу для тестирования комбинированной иммунотерапии рака.

Иммунотерапия считается эффективным подходом для борьбы с раком. Однако солидные опухоли, например, поджелудочной или молочных желез, часто устойчивы к иммунотерапии из-за иммуносупрессивного действия опухолевого микроокружения. Такую устойчивость можно преодолеть, используя комбинации клеточных иммунотерапевтических агентов с антителами и малыми молекулами. В частности, перспективным считается включение в комбинации NK-клеток, опосредующих антителозависимую клеточную цитотоксичность (ADCC).

В клинической практике необходимо индивидуально подбирать комбинации препаратов и их концентрации. Большинство существующих протоколов культивирования раковых клеток позволяют получить 2D-культуру, которая не может эффективно воспроизвести сложность межклеточных взаимодействий и имитировать микроокружение опухоли. Авторы новой работы разработали платформу для выращивания 3D-культур — сфероидов.

Платформа состоит из двух совмещенных чипов, по размеру напоминающих предметное стекло. Строение платформы можно представить в виде сэндвича. Первый чип содержит 330 микростолбиков, на него нанесена гелеообразная питательная среда, предварительно смешанная с клетками опухоли. Клетки инкапсулируются в геле и растут в виде дискретных агрегатов, образуя сфероиды. Второй чип содержит 330 микролунок, в которые можно добавлять терапевтические агенты. Диаметры столбика и лунки — 1 мм и 1,9 мм соответственно.

Ученые протестировали платформу с клетками рака поджелудочной железы (MiaPaCa-2) и двумя линиями клеток рака молочной железы (MCF-7 и MDA-MB-231). В качестве иммунотерапевтического агента использовали клетками NK92-CD16 в комбинации с химиотерапевтическими препаратами доксорубицином и паклитакселом и моноклональными антителами трастузумабом и атезолизумабом. Во всех случаях присутствие NK92-CD16 было необходимо для развития ADCC. Наиболее эффективными были комбинации NK92-CD16 с паклитакселом и одним из двух антител.

Платформа успешно воспроизводит гипоксические условия, характерные для опухолевого микроокружения. Сфероиды отличались большой устойчивостью к ADCC, опосредованной NK-келетками, чем 2D-культуры.

Ученые утверждают, что платформа может работать с клетками рака, получнными напрямую от пациентов. «Представьте пациента с диагностированным раком. Вы можете быстро сделать биопсию опухоли и, используя нашу платформу, очень быстро, в течение дня или двух, определить, какой конкретный метод лечения идеально ему подойдет», — говорит руководитель исследования Джонатан Дордик, профессор Политехнического института Ренсселера (США).

Источник

Gopal, S., Kwon, SJ., Ku, B., et al. // 3D tumor spheroid microarray for high-throughput, high-content natural killer cell-mediated cytotoxicity. // Communications Biology 4, 893 (2021); DOI: 10.1038/s42003-021-02417-2

Цитата по пресс-релизу

Добавить в избранное

Вам будет интересно