Несмотря на значительные достижения в области биотехнологий и тканевой инженерии, большинство современных in vivo моделей не в состоянии полностью воспроизвести биологические процессы, происходящие в организме человека. Целью этой работы была разработка усовершенствованной гуманизированной модели для изучения рака молочной железы. Характерной особенностью данной модели является биоинженерный костный орган, обеспечивающий наличие разных клеточных компартментов костной ткани, включая преостеобласты, мезенхимальные стволовые/стромальные клетки (МСК), эндотелиальные и гемопоэтические клетки.
Костная ткань была получена путем культивирования человеческих МСК и эндотелиальных клеток пупочной вены человека в гидрогеле на основе желатина метакрилоила, помещенного в скаффолд из поликапролактоновых трубок, который был заселен человеческими преостеобластами.
Затем полученную тканеинженерную структуру имплантировали иммунодефицитным мышам линии NSG, у которых она сформировала орган, морфологически и функционально соответствующий кости. Далее мышам в хвостовую вену ввели CD34+ гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественницы, выделенные из человеческой пуповинной крови. Эти клетки заселили костный мозг и селезенку животных и "гуманизировали" имплантированную костную ткань.
Через 11 недель после трансплантации CD34+ клеток мышам была проведена ортотопическая инъекция клеток метастатического рака молочной железы (линия MDA-MB-231BO). Введение злокачественных клеток привело к формированию первичного опухолевого очага и метастазов в искусственную кость и другие органы животных. При этом у химерных мышей с человеческой кроветворной системой наблюдалась меньшая частота метастазов и более низкая опухолевая нагрузка, что свидетельствует о иммунном ответе против клеток рака молочной железы.
В целом полученные результаты продемонстрировали эффективность тканеинженерного подхода в изучении видоспецифических взаимодействий опухоли с костной тканью. Дальнейшие исследования с использованием генетически модифицированных гемопоэтических стволовых клеток и биоинженерного микроокружения позволит изучить специфические роли сигнальных молекул, регулирующих гемопоэтические ниши и метастазирование злокачественной опухоли in vivo.
Костная ткань была получена путем культивирования человеческих МСК и эндотелиальных клеток пупочной вены человека в гидрогеле на основе желатина метакрилоила, помещенного в скаффолд из поликапролактоновых трубок, который был заселен человеческими преостеобластами.
Затем полученную тканеинженерную структуру имплантировали иммунодефицитным мышам линии NSG, у которых она сформировала орган, морфологически и функционально соответствующий кости. Далее мышам в хвостовую вену ввели CD34+ гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественницы, выделенные из человеческой пуповинной крови. Эти клетки заселили костный мозг и селезенку животных и "гуманизировали" имплантированную костную ткань.
Через 11 недель после трансплантации CD34+ клеток мышам была проведена ортотопическая инъекция клеток метастатического рака молочной железы (линия MDA-MB-231BO). Введение злокачественных клеток привело к формированию первичного опухолевого очага и метастазов в искусственную кость и другие органы животных. При этом у химерных мышей с человеческой кроветворной системой наблюдалась меньшая частота метастазов и более низкая опухолевая нагрузка, что свидетельствует о иммунном ответе против клеток рака молочной железы.
В целом полученные результаты продемонстрировали эффективность тканеинженерного подхода в изучении видоспецифических взаимодействий опухоли с костной тканью. Дальнейшие исследования с использованием генетически модифицированных гемопоэтических стволовых клеток и биоинженерного микроокружения позволит изучить специфические роли сигнальных молекул, регулирующих гемопоэтические ниши и метастазирование злокачественной опухоли in vivo.
Литература
Shafiee A, McGovern JA, Lahr CA, Meinert C, Moi D, Wagner F, Landgraf M, De-Juan-Pardo E, Mazzieri R, Hutmacher DW. Immune system augmentation via humanization using stem/progenitor cells and bioengineering in a breast cancer model study. Int J Cancer. 2018 Sep 15;143(6):1470-1482. doi: 10.1002/ijc.31528. Epub 2018 May 7.
Абстракт
Shafiee A, McGovern JA, Lahr CA, Meinert C, Moi D, Wagner F, Landgraf M, De-Juan-Pardo E, Mazzieri R, Hutmacher DW. Immune system augmentation via humanization using stem/progenitor cells and bioengineering in a breast cancer model study. Int J Cancer. 2018 Sep 15;143(6):1470-1482. doi: 10.1002/ijc.31528. Epub 2018 May 7.
Абстракт
Комментариев нет:
Отправить комментарий