SK-HEP-1 ląstelės kepenų vėžio angiogenezės tyrimuose

Angiogenezė - naujų kraujagyslių formavimasis iš esamų kraujagyslių - yra esminis vėžio progresavimo požymis, ypač hepatocelulinės karcinomos atveju, kai labai vaskuliarizuota kepenų mikroaplinka palengvina spartų naviko augimą ir metastazavimą. "Cytion" pripažįstame, kad norint suprasti molekulinius mechanizmus, lemiančius naviko angiogenezę, reikia patikimų ląstelių modelių, kurie tiksliai atkartoja sudėtingą vėžio ląstelių ir aplinkinių kraujagyslių sąveiką. SK-HEP-1 ląstelės tapo neįkainojamu įrankiu kepenų vėžio angiogenezei tirti ir pasižymi unikaliomis savybėmis, išskiriančiomis jas iš kitų kepenų vėžio ląstelių linijų.

Pagrindinės išvados

• SK-HEP-1 ląstelės pasižymi į endotelį panašiomis savybėmis, todėl idealiai tinka angiogenezės tyrimams
• SK-HEP-1 ląstelėse aktyvuotas VEGF signalinis kelias lemia proangiogeninius fenotipus
• Ko-kultūrų sistemos su endotelio ląstelėmis atskleidžia parakrininių signalų mechanizmus
• Antiangiogeninių vaistų atrankos platformose naudojami SK-HEP-1 kondicionuotos terpės metodai
• 3D sferoidų ir organoidų modeliai didina angiogenezės tyrimų fiziologinę svarbą

SK-HEP-1 ląstelių biologijos ir kilmės supratimas

SK-HEP-1 ląstelės iš pradžių buvo išskirtos iš paciento, sergančio kepenų adenokarcinoma, ascitinio skysčio, tačiau vėlesnis jų apibūdinimas atskleidė sudėtingą biologinę jų prigimtį. Skirtingai nuo tradicinių hepatocelulinės karcinomos ląstelių linijų, tokių kaip HepG2, kurios išlaiko hepatocitams būdingas funkcijas, SK-HEP-1 ląstelės pasižymi savybėmis, labiau atitinkančiomis endotelio ar mezenchiminės kilmės požymius, todėl jos unikaliai tinka angiogenezės tyrimams.

Mūsų SK-HEP-1 ląstelės (300334 ) pasižymi keliomis išskirtinėmis savybėmis, kurios padidina jų naudingumą atliekant kraujagyslių biologijos tyrimus. Šios ląstelės pasižymi dideliu migraciniu ir invazijos gebėjimu, turi endotelio žymenų, įskaitant CD31 ir von Willebrando faktorių, ir geba formuoti vamzdelius primenančias struktūras ant Matrigelio - tai būdinga endotelio ląstelių elgsenai.

SK-HEP-1 ląstelių mezenchiminis fenotipas, kuriam būdinga vimentino raiška ir E-kadherino nebuvimas, atspindi epitelio-mezenchiminio virsmo (EMT) būseną, susijusią su didesniu angiogeniniu potencialu. Šis fenotipas labai panašus į agresyvaus kepenų vėžio, patyrusio EMT, elgseną, todėl mokslininkams suteikia kliniškai svarbų modelį naviko sukeltai angiogenezei tirti.

VEGF signalų perdavimas ir proangiogeninių veiksnių sekrecija

Kraujagyslių endotelio augimo faktorius (VEGF) yra pagrindinis naviko angiogenezės variklis, o SK-HEP-1 ląstelės aktyviai gamina VEGF. Normoxinėmis sąlygomis šios ląstelės išskiria daug VEGF-A, o esant hipoksiniam stresui jo gamyba smarkiai padidėja - taip imituojama hipoksinė naviko mikroaplinka, kurioje angiogenezė yra svarbiausia.

Hipoksiją indukuojančio 1-alfa faktoriaus (HIF-1α) kelias atlieka pagrindinį vaidmenį reguliuojant VEGF raišką SK-HEP-1 ląstelėse. Hipoksinės kultūros sąlygos (1-2 % O₂) stabilizuoja HIF-1α, todėl VEGF ir kiti proangiogeniniai genai transkripciškai aktyvuojami. Šią reakciją galima farmakologiškai moduliuoti, siekiant ištirti HIF kelio inhibitorius kaip galimus priešvėžinius vaistus.

Be VEGF, SK-HEP-1 ląstelės išskiria įvairius angiogeninius veiksnius, įskaitant fibroblastų augimo faktorių-2 (FGF-2), trombocitų augimo faktorių (PDGF), angiopoietiną-2 ir įvairias matrikso metaloproteinazes, kurie palengvina endotelio ląstelių migraciją ir kraujagyslių formavimąsi. SK-HEP-1 kultūrų kondicionuojamoji terpė stipriai stimuliuoja endotelio ląstelių proliferaciją, migraciją ir vamzdelių formavimąsi.

Lyginamiesiems tyrimams mūsų HepG2 ląstelės (300198 ) yra į hepatocitus panaši kontrolė, kurioje išreiškiamas mažesnis proangiogeninių veiksnių kiekis, todėl tyrėjai gali atskirti ląstelių tipui būdingas angiogenines programas.

Angiogenezės tyrimo metodikos

SK-HEP-1 ląstelės angiogenezės tyrimams naudojamos įvairiais tyrimų formatais. Viena iš plačiausiai naudojamų metodikų yra sąlyginės terpės metodas, kai SK-HEP-1 ląstelių kultūros supernatantai naudojami endotelio ląstelėms, siekiant įvertinti proangiogeninį aktyvumą. Šis metodas leidžia įvertinti išskiriamų veiksnių poveikį nepriklausomai nuo tiesioginio ląstelių kontakto.

Vamzdelių formavimosi ant Matrigelio tyrimai leidžia kiekybiškai įvertinti angiogeninį potencialą. Auginamos ant bazinės membranos matricos, endotelio ląstelės, veikiamos SK-HEP-1 kondicionuojamosios terpės, suformuoja sudėtingus į kapiliarus panašius tinklus, kuriuos galima kiekybiškai įvertinti matuojant vamzdelių ilgį, atšakų taškus ir tinklo sudėtingumą. SK-HEP-1 ląstelės pačios gali formuoti primityvias kraujagyslių struktūras, o tai rodo jų į endotelį panašias savybes.

Migracijos ir invazijos tyrimais naudojant Boydeno kameras arba žaizdų gijimo formatus įvertinamas SK-HEP-1 išvestų veiksnių chemotaksinis poveikis endotelio ląstelėms. Šiais bandymais modeliuojama kryptinga endotelio ląstelių migracija į naviko sukeltus angiogeninius stimulus, o tai yra svarbus ankstyvasis naviko vaskuliarizacijos etapas.

Trimatės ko-kultūrų sistemos, kuriose SK-HEP-1 ląstelės derinamos su endotelio ląstelėmis sferoidų ar organoidų formatuose, yra fiziologiškai svarbesnės. Šie modeliai atkartoja erdvinius ryšius ir parakrininius signalus, esančius in vivo, todėl galima tiksliau įvertinti antiangiogeninius terapinius preparatus.

Anti-Angiogeninių vaistų atrankinės patikros paraiškos

SK-HEP-1 ląstelės yra puikios platformos antiangiogeniniams junginiams, skirtiems kepenų vėžiui, tirti. Šios ląstelės gamina didelį VEGF kiekį, todėl galima įvertinti VEGF kelio inhibitorius, įskaitant monokloninius antikūnus, pavyzdžiui, bevacizumabą, ir mažų molekulių tirozinkinazės inhibitorius, veikiančius VEGF receptorius.

Sorafenibas, pirmasis sisteminis vaistas, patvirtintas pažengusiai hepatocelulinei karcinomai gydyti, daro didelį antiangiogeninį poveikį slopindamas VEGFR, PDGFR ir RAF kinazes. SK-HEP-1 ląstelės yra tinkamas modelis sorafenibo veikimo mechanizmams tirti ir atsako ar atsparumo biomarkeriams nustatyti.

Lenvatinibas, kitas daugiakilazių inhibitorius, patvirtintas HCC gydyti, pasižymi stipriu antiangiogeniniu poveikiu SK-HEP-1 pagrindu atliekamuose tyrimuose. Lyginamieji tyrimai, atlikti naudojant vaistais gydytų ir negydytų SK-HEP-1 ląstelių sąlyginę terpę, atskleidžia šių vaistų poveikį naviko sekretomui ir tolesnį poveikį endotelio ląstelių elgsenai.

Norint atlikti išsamius kepenų vėžio tyrimus, derinant SK-HEP-1 tyrimus su kitomis kepenų ląstelių linijomis iš mūsų portfelio, galima gauti mechanistinių įžvalgų apie skirtingus naviko fenotipus.

Pažangūs 3D modeliai ir in vivo koreliacija

Tradicinės dvimatės kultūros netinkamai atspindi sudėtingą naviko mikroaplinką, kurioje vyksta angiogenezė. SK-HEP-1 sferoiduose, auginamuose itin mažo prisitvirtinimo sąlygomis, susidaro hipoksiški branduoliai, kurie skatina VEGF gamybą, todėl tiksliai atkartoja kietųjų navikų gradientus.

Mikrofluidinės organų ant lusto platformos, kuriose naudojamos SK-HEP-1 ląstelės, leidžia realiuoju laiku vizualizuoti angiogeninį dygimą, reaguojant į naviko veiksnius. Šios sistemos suteikia precedento neturinčią įžvalgą apie dinamišką kraujagyslių formavimosi procesą ir kartu leidžia tiksliai kontroliuoti mikroaplinkos parametrus.

Sąsaja su in vivo ksenograftų modeliais patvirtina SK-HEP-1 in vitro pagrindu gautų rezultatų svarbą. Imunodeficitinių pelių SK-HEP-1 navikai yra labai vaskuliarizuoti ir reaguoja į antiangiogeninę terapiją, o tai patvirtina ląstelėmis pagrįstų atrankinės patikros metodų prognozinę vertę.

Rekomenduojami produktai angiogenezės tyrimams:

• SK-HEP-1 ląstelės (300334) - pirminis kepenų vėžio angiogenezės modelis
• HepG2 ląstelės (300198) - į hepatocitus panaši kontrolinė linija
• DMEM su dideliu gliukozės kiekiu (820300a) - standartinė terpė
• Užšaldymo terpė CM-ACF (800650) - kriokonservavimas be serumo