Sphäroidkulturmethoden zur Untersuchung von Bauchspeicheldrüsenkrebszelllinien (pNEN)

Neuroendokrine Neoplasien der Bauchspeicheldrüse (pNEN) umfassen eine Gruppe seltener Tumoren, die von den Langerhans-Inseln ausgehen (1). Die Diagnose von pNEN wird oft durch eine übermäßige Hormonsekretion erschwert, die in frühen klinischen Manifestationen gipfelt. 85 % der Patienten weisen kein spezifisches Syndrom auf und daher wird das maligne Stadium meist erst diagnostiziert, wenn es ein fortgeschrittenes Stadium erreicht (2). Obwohl die chirurgische Resektion weiterhin eine wirksame Option darstellt, sind die meisten Tumoren im fortgeschrittenen Stadium nicht mehr resezierbar (3-4). Zum Einsatz kommt ein breites Spektrum therapeutischer Maßnahmen, darunter Biotherapie, gezielte Therapie, Chemotherapie und Bestrahlung sowie eine Peptidrezeptor-Radionuklid-Therapie, die die Symptome lindert und sogar das Tumorwachstum stabilisiert, jedoch nicht als Heilung dient (5). Daher ist es wichtig, Methoden zu entwickeln, die es uns ermöglichen, den Krankheitsverlauf insbesondere im Frühstadium zu verstehen.

Der Wert von 3D-Kulturen gegenüber 2D-Monoschichtkulturen

Seit Jahrzehnten tragen 3D-Kulturen dazu bei, klinisch relevante Forschungsmodelle zu generieren, die das Verhalten von Zellen in vivo nachahmen. Im Vergleich zu 3D-Kulturmodellen enthalten 2D-Kulturen repräsentative Genexpressionsprofile und -strukturen sowie verbesserte Zell-Zell-Interaktionen, die für das normale Zellverhalten wichtig sind. All diese Vorteile von 3D-Kulturen haben bewiesen, dass sie für die Arzneimittelforschung unverzichtbar sind (6,7).

3D-Sphäroidtechniken, anpassbar an pNEN-Zelllinien

3D-Kulturen umfassen gerüstbasierte und gerüstfreie Kulturen. pNEN-Zelllinien erwiesen sich als kompatibel mit gerüstfreien Kulturen wie Hängetropfenkulturen, Low-Attachment-Plattenkulturen sowie in ULA-Platten (Ultra Low Attachment Plates), wobei sich letztere als am zuverlässigsten erwiesen. Die auf ULA-Platten gebildeten Sphäroide waren aufgrund der robusten Zell-Zell-Aggregation kompakt und rund. Auf diese Weise gezüchtete Sphäroide wurden durch ihre einfache Verwendung in Arzneimitteltests, ihre Lebensfähigkeit und Reproduzierbarkeit validiert. Somit stellen pNENE-Zelllinien, die als Sphäroidkulturen in ULA-Platten gezüchtet werden, eine effiziente Plattform zur Untersuchung der Pathophysiologie der Krankheit sowie zur Untersuchung möglicher therapeutischer Maßnahmen in Arzneimittelentwicklungsprozessen dar.

Bibliographie

1. Kim JY, Hong SM. Aktuelle Updates zu neuroendokrinen Tumoren aus dem Magen-Darm-Trakt und dem Pankreatobiliärtrakt. Arch Pathol Lab Med. (2016) 140:437–48.

2. Karmazanovsky G, Belousova E, Schima W, Glotov A. Kalinin D, Kriger A. Nichthypervaskuläre pankreatische neuroendokrine Tumoren: Spektrum der MDCT-Bildgebungsbefunde und Unterscheidung vom duktalen Adenokarzinom des Pankreas. Eur J Radiol. (2019) 110:66–73.

3. Jun E, Kim SC, Song KB, Hwang DW, Lee JH, Shin SH, et al. Der diagnostische Wert von Chromogranin A bei neuroendokrinen Tumoren der Bauchspeicheldrüse hängt von der Tumorgröße ab: eine prospektive Beobachtungsstudie eines einzelnen Instituts. Operation. (2017) 162:120–30.

4. Wolin EM. Die wachsende Rolle von Somatostatin-Analoga bei der Behandlung neuroendokriner Tumoren. Gastrointest Cancer Res. (2012) 5:161–8.

5. Cives M, Strosberg JR. Gastroenteropankreatische neuroendokrine Tumoren. CA Cancer J Clin. (2018) 68:471–87.

6. Langhans SA. Dreidimensional. Front Pharmacol. (2018) 9:6.

7. Edmondson R, Broglie JJ, Adcock AF, Yang L. Dreidimensionale Zellkultursysteme und ihre Anwendungen in der Arzneimittelforschung und zellbasierten Biosensoren. Assay Drug Dev Technol. (2014) 12:207–18.

8. Bresciani G, Hofland LJ, Dogan F, Giamas G, Gagliano T und Zatelli MC (2019) Evaluation of Spheroid 3D Culture Methods to Study a Pancreatic Neuroendocrine Neoplasm Cell Line. Vorderseite. Endokrinol. 10:682.