Východiska: Současné in vitro modelové systémy plně neodrážejí biologickou a klinickou diverzitu karcinomu prostaty (prostate cancer – PCa). Organoidy jsou 3D in vitro buněčné kultury, které mohou lépe rekapitulovat heterogenitu onemocnění a zachovat vlastnosti původního nádoru. Krátkodobá ex vivo kultivace PCa tkání může také usnadnit testování léčiv v personalizované medicíně. Materiál a metody: Pro organoidní kultivaci jsme zpracovali jak nádorovou, tak normální tkáň od 50 pacientů, kteří podstoupili radikální prostatektomii nebo transuretrální resekci prostaty. Kromě toho jsme využili techniku ex vivo tkáňové kultivace a provedli krátkodobý experiment s použitím gemcitabinu a inhibitoru Chk1 MU380 ve vzorcích od 10 pacientů. Výsledky: Celkem jsme byli schopni kultivovat organoidy z 58 % nádorových (29/50) a 69 % normálních tkání (20/29). Imunohistochemické barvení dvou reprezentativních případů odhalilo buněčnou pozitivitu na pan-cytokeratin potvrzující přítomnost epiteliálních buněk. Nadměrná exprese proteinů AMACR a ERG v nádorech však nebyla zachována v organoidech. Dalším omezením bylo udržení organoidů pouze do první pasáže, obvykle po dobu 3 týdnů. Dále byly provedeny krátkodobé testy v ex vivo kultuře nádorových tkání od deseti pacientů. Tkáňové vzorky z prostatektomií většinou vykazovaly nízkou míru proliferace a Ki-67 pozitivity. Další nevýhodou tohoto přístupu byla nekonzistentní morfologie mezi jednotlivými tkáňovými fragmenty. Pouze jeden případ vykazoval vysokou míru proliferace pro testování léčiv a nádorová tkáň byla přítomna ve všech testovaných vzorcích. V naší práci také poskytujeme přehled nedávných studií a podrobné srovnání kultivačních podmínek. Závěr: Podařilo se nám ustavit kultury organoidů i fragmentů tkání z primárních nádorů prostaty. Exprese nádorových markerů však nebyla zachována v získaných organoidech. Nekonzistentní morfologie a nízká proliferace ztěžovaly interpretaci výsledků testování léčiv u většiny případů. Přesto mohou být tyto přístupy slibné při použití tkání z metastatického kastračně rezistentního karcinomu prostaty.
Background: Current in vitro model systems do not fully reflect the biological and clinical diversity of prostate cancer (PCa). Organoids are 3D in vitro cell cultures that may better recapitulate disease heterogeneity and retain parental tumor characteristics. Short-term ex vivo culture of PCa tissues may also facilitate drug testing in personalized medicine. Materials and methods: For organoid culture, we have processed both cancer and normal tissues from 50 patients who underwent radical prostatectomy or transurethral resection of the prostate. In addition, we exploited the ex vivo tissue culture technique and performed short-term chemotherapy assay using gemcitabine and Chk1 inhibitor MU380 in 10 patient samples. Results: In total, we were able to cultivate organoids from 58% of tumors (29/50) and 69% of normal tissue (20/29). Immunohistochemical staining of two representative cases revealed cell positivity for pan-cytokeratin confirming the presence of epithelial cells. However, the overexpression of AMACR and ERG proteins in tumors was not recapitulated in organoids. Another limitation was the propagation of organoids only up to 3 weeks till the first passage. Next, a short-term drug test was performed for ten patients using ex vivo tissue culture. Samples from prostatectomies mostly presented a low proliferation rate as assessed by Ki-67 staining. Another drawback of this approach was inconsistent tissue morphology among particular tissue fragments. Only one case showed a high proliferation rate for drug testing and tumor tissue was present in all tested samples. In our work, we also provide an overview of recent studies and a detailed comparison of culture conditions. Conclusion: We have established cultures of both organoids and tissue fragments from PCa patient samples. However, the expression of tumor markers was not recapitulated in organoids. Inconsistent morphology among tissue fragments and low proliferation hampered the interpretation of the drug testing in most cases. Still, these approaches may be promising using tissues from metastatic castration-resistant prostate cancer.
- Klíčová slova
- ex vivo,
- MeSH
- individualizovaná medicína metody MeSH
- klinická studie jako téma MeSH
- kultivační techniky MeSH
- lidé MeSH
- nádorové buňky kultivované MeSH
- nádory prostaty * patologie MeSH
- organoidy metabolismus patologie MeSH
- transuretrální resekce prostaty MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Prostate cancer (PCa) is the second leading cause of cancer-related deaths in men in Western countries, and there is still an urgent need for a better understanding of PCa progression to inspire new treatment strategies. Skp2 is a substrate-recruiting component of the E3 ubiquitin ligase complex, whose activity is regulated through neddylation. Slug is a transcriptional repressor involved in the epithelial-to-mesenchymal transition, which may contribute to therapy resistance. Although Skp2 has previously been associated with a mesenchymal phenotype and prostate cancer progression, the relationship with Slug deserves further elucidation. We have previously shown that a high Gleason score (≥8) is associated with higher Skp2 and lower E-cadherin expression. In this study, significantly increased expression of Skp2, AR, and Slug, along with E-cadherin downregulation, was observed in primary prostate cancer in patients who already had lymph node metastases. Skp2 was slightly correlated with Slug and AR in the whole cohort (Rs 0.32 and 0.37, respectively), which was enhanced for both proteins in patients with high Gleason scores (Rs 0.56 and 0.53, respectively) and, in the case of Slug, also in patients with metastasis to lymph nodes (Rs 0.56). Coexpression of Skp2 and Slug was confirmed in prostate cancer tissues by multiplex immunohistochemistry and confocal microscopy. The same relationship between these two proteins was observed in three sets of prostate epithelial cell lines (PC3, DU145, and E2) and their mesenchymal counterparts. Chemical inhibition of Skp2, but not RNA interference, modestly decreased Slug protein in PC3 and its docetaxel-resistant subline PC3 DR12. Importantly, chemical inhibition of Skp2 by MLN4924 upregulated p27 and decreased Slug expression in PC3, PC3 DR12, and LAPC4 cells. Novel treatment strategies targeting Skp2 and Slug by the neddylation blockade may be promising in advanced prostate cancer, as recently documented for other aggressive solid tumors.
- MeSH
- androgenní receptory genetika metabolismus MeSH
- buňky PC-3 MeSH
- CD antigeny genetika metabolismus MeSH
- cyklopentany farmakologie MeSH
- docetaxel farmakologie MeSH
- epitelo-mezenchymální tranzice genetika MeSH
- inhibitor p27 cyklin-dependentní kinasy genetika metabolismus MeSH
- kadheriny genetika metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- lymfatické metastázy MeSH
- malá interferující RNA genetika metabolismus MeSH
- nádorové buněčné linie MeSH
- nádory prostaty genetika metabolismus patologie MeSH
- posttranslační úpravy proteinů * MeSH
- prostata metabolismus patologie MeSH
- protein NEDD8 genetika metabolismus MeSH
- proteiny asociované s kinázou S-fáze antagonisté a inhibitory genetika metabolismus MeSH
- protinádorové látky farmakologie MeSH
- pyrimidiny farmakologie MeSH
- regulace genové exprese u nádorů MeSH
- rodina transkripčních faktorů Snail genetika metabolismus MeSH
- stupeň nádoru MeSH
- viabilita buněk účinky léků MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
