Mnohobunkové nádorové sféroidy a extracelulárna matrix 3D modelov
Mnohobunkové nádorové sféroidy predstavujú teda štruktúry pozostávajúce z rovnakých alebo rôznych buniek (najčastejšie nádorové bunky v ko-kultivácii so stromálnymi bunkami). Z hľadiska spôsobu prípravy a biologických rozdielov ich delíme do 4 základných skupín:
1. Mnohobunkový nádorový sféroidný model (MCTS) - po 1.krát bol opísaný na začiatku 70. rokov. Ide o model pripravený z rôznych rakovinových bunkových línií v neadherentných podmienkach.
2. Tumorosféry - model pripravovaný proliferáciou rakovinových kmeňových buniek (CSC) v médiu bez séra s prídavkom rastových faktorov.
3. Sféry vytvorené z nádorového tkaniva (TDTSs)
4. Organotypické mnohobunkové sféroidy (OMSs)- pripravované z mechanicky disociovaného a narezaného nádorového tkanivá
Napriek tomu, že tieto 4 základné modely sa dosť na seba podobajú, každý z nich sa vyznačuje špecifickým vnútorným prostredím a podmienkami. Je preto veľmi dôležité si vybrať vhodný 3D sféroidný model v závislosti od výskumného cieľa a typu rakoviny. Význam týchto 3D modelov vo výskume rakoviny je hlavne pri objasňovaní procesov chemorezistencie, rádiorezistencie, tumorogenicity, či metastázovania.
Extracelulárna matrix 3D modelov
Nádory predstavujú heterogénne tkanivo, v rámci ktorého sa nachádzajú okrem nádorových buniek aj tzv. bunky asociované s nádorom, kde patria fibroblasty, endotelové bunky, pericyty, bunky IS ale aj rôznorodá skupina ECM komponentov (kolagén, kyselina hyaluronová alebo elastín). Je dokázané, že viaceré in vivo nádory exprimujú veľké množstvo kolagénu typu I a že jeho denzita pozitívne koreluje s rastom a metastázami napr. mamárnych nádorov.
Extracelulárna matrix predstavuje medzibunkovú hmotu produkovanú bunkami, ktorá umožňuje nielen uchytenie buniek ale podieľa sa aj na medzibunkovej komunikácii. Má nezastupiteľnú úlohu v bunkovej diferenciácií, poskytuje základ pre bunkové správanie, identitu a funkciu.
Najznámejšie a najviac používané proteíny ECM pre in vitro modely sú proteíny laminín a kolagén, zo sacharidov sú to glykozaminoglykány (GAGs), ako je chondroitinsulfát atď. Medzi komerčné vyrábané gély za účelom imitácie ECM patrí Matrigel, Extracel alebo Algimatrix. Kontakt nádorových buniek s bunkami ECM indukuje signálnu transdukciu, výsledkom ktorej môže byť prežívanie alebo bunková smrť nádorových buniek. Interakcie nádorových buniek s ECM nádoroveho mikroprostredia má výrazný vplyv aj na účinnosť chemoterapeutík.
Okrem toho, komplexnosť a denzita ECM dokáže značne ovplyvniť prestupovanie a účinnosť testovaného lieku do nádorového tkaniva. Z toho vyplýva, že tak ako nádorové bunky, aj samotné ECM môže predstavovať rovnako účinný terapeutický cieľ protinádorových liečiv. Pochopenie zložitých interakcií medzi nádorom a ECM je kľúčom k úspešným liečebným prístupom, čo sa najviac využíva pri dizajnovaní liekov inhibujúcich procesy metastázovania.
Aj keď 3D in vitro modely modelujú situáciu in vivo oveľa vernejšie, je dôležité poznamenať, že 3D systémy predsa len majú svoje limity a nevystihujú komplexné správanie rakovinových buniek úplne presne.
- Zdroj informácií: FRACASSO, G., COLOMBATI, M.: Effect of therapeutic macromolecules in spheroids. In Crit Rev Oncol Hematol (2000), 36:159–78. HAYCOCK, J.: 3D cell culture: a review of current approaches and techniques. In Methods Mol Biol (2011), 695: 1-15. JUSTICE, B. et al.: 3D cell culture opens new dimensions in cell-based assays. In Drug Discov Today (2009), 14(1-2):102-7. KIM, J.B.: Three-dimensional tissue culture models in cancer biology. In Semin Cancer Biol (2005), 15:365–77. KRAMÁROVÁ, J.: IN VIVO rakovinové modely v rakovinovom výskume. (2016), Košice, 40 s. PROVENZANO, P.P. et al.: Matrix density-induced mechanoregulation of breast cell phenotype, signaling and gene expression through a FAK–ERK linkage. In Oncogene (2009), 28: 4326–4343. SURI, S., et al.: Cell-laden hydrogel constructs of hyaluronic acid, collagen, and laminin for neural tissue engineering. In Tissue Eng. Part A (2010), 16: 1703–1716. WEISWALD, L.B. et al.: Newly characterised ex vivo colospheres as a three-dimensional colon cancer cell model of tumour aggressiveness. In Br J Cancer (2009), 101: 473–482.
Články
-
Rakovina a jej liečenie pomocou zlúčeniny EGCG nachádzajúcej sa v zelenom čaji
-
Mechanizmus účinku oxidačného stresu
-
Prevencia rakoviny prsníka
-
Alternatívna a doplnková liečba rakoviny
-
Vplyv fajčenia na zdravie a na rozvoj rakoviny
-
4 kroky ku zdraviu - žite zdravo, bez chorôb, bez rakoviny (video)
-
Vznik nádorov v prsníkovej žľaze
-
Aj čokoláda bojuje proti rakovine
-
Najčastejšie typy rakoviny na Slovensku II. časť
Výber
-
Bioaktívne zložky kávy I.
-
Výskyt rakoviny krčka maternice a jej príznaky
-
4 najškodlivejšie potraviny ktoré pravidelne konzumujeme a môžu spôsobiť rakovinu
-
Acidobázická rovnováha a rakovina
-
Rakovina - koniec jednej choroby ľudstva (prednáška)
-
Vlastnosti a využitie resveratrolu
-
9 tajomstiev populárneho japonského doplnku výživy aj proti rakovine. Poznáte ho?
-
Rizikové faktory ovplyvňujúce rakovinu prsníka
-
Diagnostika rakoviny pľúc
Obľúbené
-
Príznaky rakoviny hlavy a krku
-
Symptómy a diagnostika leukémie (rakoviny krvi)
-
Rakovina a metastázy (1)
-
Rakovina krčka maternice a chirurgická liečba
-
Čo ma vyliečilo z rakoviny? Vilcacora!
-
Rakovina kostí
-
Protirakovinová Budwigovej diéta
-
Rakovina a metastázy (2)
-
10 pravidiel ako zvíťaziť nad rakovinou