W opublikowanym na łamach czasopisma „Cell” artykule, naukowcy z Cold Spring Harbor Laboratory we współpracy z The Lustgarten Foundation oraz Hubrecht Institute and President of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences zaprezentowali metodę umożliwiającą stworzenie trójwymiarowej kultury komórkowej. W swoich analizach autorzy skupili się na odtworzeniu struktury nowotworu trzustki. Umożliwiło to prześledzenie, w jaki sposób zdrowe komórki są przekształcane w procesie nowotworzenia do komórek nowotworowych. W przyszłości umożliwi to tym samym stworzenie nowych rozwiązań terapeutycznych, w oparciu o medycynę spersonalizowaną.

Rak trzustki stanowi jeden z nowotworów złośliwych o wzrastającej częstości występowania. W Stanach Zjednoczonych zajmuje piąte miejsce pod względem ilości zgonów z tego powodu. W Polsce, każdorocznie notuje się około 3 0000 nowych zachorowań. Rak trzustki bardzo długo nie daje objawów, bądź są one niespecyficzne. Z tego powodu, śmiertelność jest wysoka, ponieważ najczęściej pacjenci są odpowiednio diagnozowani w zaawansowanym stadium choroby, kiedy guz jest nieoperacyjny oraz przerzutowy.  Do czynników zwiększających ryzyko zachorowania na ten typ nowotworu wyróżniamy: palenie papierosów, cukrzyca, przewlekle zapalenia trzustki, otyłość.

Jak podkreślają naukowcy, hodowla komórek trzustki, zarówno tych prawidłowych jak zmienionych nowotworowo, nie jest prosta. - Obecnie  gruczolakorak trzustki badany jest na podstawie badania linii komórkowej hodowanej w monowarstwie w specyficznych naczyniach hodowlanych – tłumaczy dr Lindsey Baker z Tuverson Laboratory. - Jednakże pojedyncze komórki niezbyt dobrze znoszą taką hodowlę bez wprowadzania dodatkowych mutacji. W naszym organoidalnym systemie dodanie do medium hodowlanego specjalnego żelu umożliwia przeżycie i rozmnażanie normalnych komórek przewodu trzustkowego. Ponadto, w warunkach In vivo zarówno zdrowe jak i zmienione nowotworowo komórki trzustki wykazują polarność, niezbędną do ich prawidłowego funkcjonowania biologicznego. Nasz organoidalny system hodowlany przeznaczony jest do jak najlepszego odtwarzania takich warunków. Zawieszenie komórek trzustki w żelu zapobiega ich kontaktowi z tworzywem sztucznym. Wpływa to na eliminację silnej presji rośnięcia w postaci monowarstwy i pozwala utrzymać polaryzację całej kultury.

Testowany w badaniach model organoidu umożliwił stworzenie struktury trójwymiarowej tkanki, zapewniając dokładniejsze odwzorowanie oraz stworzenie doskonałego modelu do badania zachodzących podczas nowotworzenia zmian. Prezentowany model stanowią wyłącznie komórki kanałowe, rosnące w charakterystyczne struktury sferyczne, wypełnione substancją żelową oraz czynnikami wzrostowymi i włóknami łączącymi.

- Nasze organoidalne kultury oferują wiele nowych możliwości w kwestii badań nad nowotworem trzustki – podkreśla dr Lindsey Baker. - W odróżnieniu od tradycyjnych metod hodowli,  technika ta pozwala na propagację normalnych, nienowotworowych komórek przewodu trzustki. Oznacza to iż uzyskaliśmy możliwość porównywania obu typów komórek, co może zostać wykorzystane w kontrolowanych eksperymentach in vitro. Ponadto, istnieje możliwość ich modyfikacji i transplantacji w modelu zwierzęcym w celu testowania w jakich warunkach dochodzi do rozwoju guza.

 W prezentowanych badaniach wykorzystano nie tylko komórki pochodzące z modelu zwierzęcego, ale również wyizolowane podczas biopsji od pacjentów. To podejście umożliwia stworzenie odpowiedniego modelu 3D dla każdego z chorych  oraz analizę każdego przypadku, w celu stworzenia optymalnej terapii.

- Organoidalne hodowle z próbek guzów ludzkich mogą być wytwarzane w stosunkowo krótkim czasie. Z tego powodu nasza metoda może umożliwić stosowanie „zindywidualizowanego” podejścia w leczeniu raka trzustki – podsumowuje dr Sylvia Fernandez Boj z Hubrecht Institute for Developmental Biology and Stem Cell Research. – Na przykład, wiele różnych terapii może być testowanych przy użyciu tych struktur w celu określenia, która z nich najlepiej zabija komórki nowotworowe. Informacja ta może być następnie wykorzystana w celu wybrania najlepszego leczenia dla pacjenta. Ponadto, takie hodowle mogą być również wykorzystywane do szybkiego screeningu nowych terapii w przypadku raka trzustki. Jesteśmy bardzo podekscytowani z potencjalnych możliwości tych hodowli. Obecnie pracujemy nad dalszym ich rozwojem.