A New Labcorp Offering: Predictive Oncology® Reconstructed Bone (r-Bone), plate-based, 3-dimensional (3D) culture assay that mimics the tumor microenvironment found in myeloma, acute myelogenous leukemia and solid tumor metastasis.

Date: Aug 2020

Para ofrecer un modelo que refleje mejor cómo responderían las células tumorales a agentes de prueba in vivo, la fisiología del tejido donde crece y prolifera el tumor se tiene que recapitular in vitro.  This process has been accomplished using Predictive Oncology® organ-specific three-dimensional (3D) matrices that support long-term culture of carcinoma cells. Labcorp and Predictive Oncology® have worked together to develop tumor-specific 3D models, based on Predictive Oncology® proprietary 3D cell culture platform for preclinical testing and research studies in the biopharmaceutical industry. En este artículo destacado sobre tecnología presentamos las características del modelo de hueso reconstruido (r-Bone).

El crecimiento de células tumorales en la médula ósea es un fenómeno común en las neoplasias hematológicas. Por eso se usaron las líneas celulares de mieloma humano RPMI 8226, NCI-H929 y U266B1 en estudios de prueba de concepto. Como se muestra en la imagen 1, se cultivaron células de mieloma humano U266B1 en un medio de crecimiento solo (2D) en la matriz r-Bone por 4 días. Mientras que el cultivo 2D rápido crece excesivamente y las células mantienen una morfología caracterizada por la suspensión de una sola célula, el cultivo 3D con r-Bone admite el desarrollo de agregados celulares que proliferan formando grupos más grandes más representativos de la morfología del tumor. Estos cultivos se pueden mantener por largos períodos con mínima intervención del investigador.

Imagen 1: Cultivo 2D vs. cultivo 3D con hueso reconstruido (r-Bone) de células de mieloma humano U266B1

La imagen 2 muestra imágenes de criomicroscopía electrónica de un cultivo con r-Bone y médula ósea ex vivo sembrada con células de cáncer mamario metastásico. La arquitectura espacial y física del estroma de la médula ósea se mantiene en la matriz extracelular (MEC) con r-Bone. La MEC con r-Bone permite el cocultivo de células tumorales con células madre mesenquimales, fibroblastos, células linfoides, células mieloides y células CAR-T.

Las células se pueden aislar de la matriz después de su exposición al agente de prueba y analizar con una aplicación adecuada, como citometría de flujo, secuenciación de ARN o imagenología in situ. Se pueden hacer ensayos de citotoxicidad como el CellTiter-Glo® en un formato de alto rendimiento con el desarrollo exitoso tanto en formato de ensayo 96 pocillos como en formato de 384 pocillos. La plataforma es compatible con todas las clases de fármacos probadas, incluso agentes biológicos y moléculas pequeñas.

Imagen 2: Arquitectura de matriz extracelular de r-Bone es idéntica al tejido ex vivo

Imagen 3: El bortezomib es un agente de uso estándar para el tratamiento de mieloma múltiple². Después de 4 días de cultivo de células NCI-H929, RPMI 8226 y U266B1 en r-Bone, se agregó bortezomib y las células se volvieron a cultivar por otros 4 días. (A) Se agregó el reactivo CellTiter-Glo® y se cuantificó la luminiscencia usando un lector de placas e imágenes Cytation 3 (Biotek Instruments). Se hizo un análisis de curvas no lineal de cuatro parámetros normalizado contra los pocillos tratados con el vehículo (n = 3 pocillos por concentración). (B) Imágenes representativas de células U266B1 en cultivo con r-Bone tratadas con el vehículo (DMSO 0,5%) o 20 nM de bortezomib. La flecha roja indica células muertas o agónicas en los grupos celulares después de 72 horas de exposición.

Imagen 3: Inhibición de proliferación de células de mieloma con bortezomib en cultivo con r-Bone

El ensayo con r-Bone es una plataforma potencial para estudiar varias neoplasias hematológicas in vitro así como también para investigar la metástasis de tumores sólidos, como carcinomas de mama o próstata, a la matriz ósea. 

Predictive Oncology® has provided customized tumor-specific 3D cell culture models since 2014 and has been actively developing numerous organ-specific matrices to broaden the preclinical tumor offerings since we've been working together. 

Actualmente se están desarrollando y caracterizando modelos de mama de ratón reconstruida (r-mBreast) y mama humana (r-Breast), pulmón (r-Lung), y próstata (r-Prostate). Estos modelos representarán nuevas oportunidades para evaluar agentes de prueba en una plataforma que simulará más estrechamente los microambientes de tejido in vivo sin invertir en estudios con animales de antemano. La posibilidad de evaluar bibliotecas de químicos focalizados en un ensayo en 3D de alto rendimiento debería considerarse durante las primeras tareas de descubrimiento.

For more information on how these 3D model assays can be applied to your preclinical oncology and immuno-oncology research, contact our scientists below. 

Referencias