Luotettavampaa in vitro -syöpälääketestausta ihmiskasvainperäisellä matriksilla

Väitöskirja tarkastettiin 17.12.2021 Helsingin yliopistossa.

Towards more reliable in vitro drug testing for head and heck squamous cell carcinoma via a human tumor–derived matrix

Vastaväittäjä

Jukka Westermarck, professori

Turun yliopisto

Kustos

Tuula Salo, professori

Helsingin yliopisto

Esitarkastajat

Sara Zanivan, professori

University of Glasgow, Iso-Britannia

Klaus Elenius, professori

Turun yliopisto

Ohjaajat

Tuula Salo, professori

Helsingin yliopisto

Outi Monni, dosentti

Helsingin yliopisto

Antti Mäkitie, professori

Helsingin yliopisto / HYKS

Verkkojulkaisun osoite: helda.helsinki.fi/handle/10138/336649

Pään ja kaulan alueen syövät ovat maailman kahdeksanneksi yleisin syöpätyyppi. Kehittyneistä hoidoista huolimatta viiden vuoden eloonjäämisennuste näissä syövissä on edelleen vain 50 %, ja nykyisten prekliinisten syöpälääkekokeiden ennustearvo on heikko. Kokeet tehdään tavallisesti muovialustalla tai käyttäen eläinperäisiä matrikseja, kuten hiirikasvainperäistä Matrigeeliä. Nämä menetelmät jäljittelevät kuitenkin heikosti ihmissyöpäsolujen todellista kasvuympäristöä.

Syöpäsolukokeiden ennustettavuuden parantamiseksi professori Tuula Salon tutkimusryhmä on kehittänyt ihmisen kohdun myoomasta valmistetun matriksin, Myogeelin. Tämän väitöskirjatyön ensimmäisessä osajulkaisussa tutkittiin, voisiko Myogeelin käyttö parantaa lääkeseulonnan luotettavuutta muovialustaan tai Matrigeeliin verrattuna. Tutkimuksessa testattiin 19 täsmälääkkeen – erilaisten EGFR:n, MEK:n ja PI3K/mTOR:n estäjien – tehoa kahdellatoista pään ja kaulan alueen syöpäsolulinjalla eri kasvuympäristöissä: muovin päällä, Myogeelissä ja Matrigeelissä. Myogeelissä kasvatetut syöpäsolut reagoivat huomattavasti heikommin EGFR:n ja MEK:n estäjiin kuin Matrigeelissä tai muovin päällä kasvatetut solut. Lisäksi Myogeelissä tehtyjen kokeiden tulokset vastasivat muita kasvatusolosuhteita paremmin tuloksia, joita EGFR:n estäjillä tehdyissä kliinisissä lääkekokeissa on saatu. Tulostemme perusteella Myogel parantaakin in vitro -syöpälääketestausten kliinistä ennustearvoa.

Seuraavassa osajulkaisussa etsittiin tehokkaita säde- ja lääkehoitoyhdistelmiä. Tutkimuksessa käytettiin lääkekirjastosta (n = 396) valittuja lääkkeitä yhdistettynä sädehoitoon, ja niitä annettiin Myogeelissä viljellyille pään ja kaulan alueen syöpäsoluille. Lupaavimman lääkekandidaatin, Bcl-2/BclxL- estäjä navitoklaksin ja sädehoidon yhdistelmällä oli synergistinen vaikutus kolmessatoista testatussa solulinjassa. Lisäksi yhdistelmä pysäytti syöpäsolujen jakautumisen ja aiheutti apoptoosia. Navitoklaksi-sädehoitoyhdistelmä voisikin olla lupaava hoitomuoto.

Kolmannen osajulkaisun tavoitteena oli kehittää täysin ihmisperäinen mikrofluidinen sirumääritysmenetelmä yksilöllisen immunoterapiavasteen testaukseen. Aluksi siru testattiin käyttäen Myogeeli-fibriini-matriksissa kasvatettua kielisyöpäsolulinjaa (HSC-3) ja terveiden verenluovuttajien immuunisoluja. Siruille lisättiin immuunivastetta voimistavia tarkastuspiste-estäjiä, IDO1-estäjää (NLG-919) ja PD-L1-vastaainetta, minkä jälkeen immuunisolujen liikkumista ja syöpäsolujen jakautumista mitattiin kolmen päivän ajan. Seuraavaksi sirumääritys suoritettiin oikeilta potilailta saaduille syöpäsoluille ja veren immuunisoluille. Osoittautui, että syöpäsolujen määrä vaikuttaa immuunisolujen liikkumiseen. IDO1-estäjä lisäsi immuunisolujen liikkumista syöpäsoluja kohti HSC-3-solulinjassa sekä kahdessa potilasnäytteessä. Määritystä voitaisiin mahdollisesti tulevaisuudessa käyttää ennakoimaan potilaan vastetta immunoterapiaan.

Väitökseen johtaneet tutkimukset on tehty Helsingin yliopistossa.