Etablierung eines 3D-Modells aus primären Tumor-assoziierten Fibroblasten und Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinom-Zellen

Tumor-assoziierte Fibroblasten (CAF) sind ein bedeutender Bestandteil der Tumormikroumgebung (TME) von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen (HNSCC) und können deren Progression stimulieren, wobei die genauen Mechanismen noch nicht ausreichend erforscht sind. Mit dieser Arbeit soll ein biologisch relevantes HNSCC Model als Basis für weitere Untersuchungen etabliert werden.

Primäre humane CAF wurden isoliert und durch Immunfluoreszenz (IF) charakterisiert. Es erfolgte die Bildung von gemischten Sphäroiden aus CAF sowie den HNSCC-Zelllinien FaDu, Cal27 und HNO210. Dabei wurden drei unterschiedliche Versuchsabläufe gewählt. 1) Die Bildung eines Sphäroids durch Ko-Kultur von CAF und HNSCC-Zellen, 2) die Zugabe von CAF zu einem etablierten Sphäroid aus HNSCC-Zellen sowie 3) die direkte Ko-Kultur zweier separater Sphäroide aus CAF und HNSCC-Zellen. Die Verteilung der Zellen wurde durch IF Doppelfärbung von Vimentin und E-Cadherin untersucht. Zudem wurden CAF und HNSCC-Zellen mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen markiert, um deren Migrationsverhalten im zeitlichen Verlauf beobachten zu können.

In der IF zeigte sich in CAF eine positive Färbung von Vimentin, alpha-SMA und FAP bei Negativität von E-Cadherin und CD31. Bei allen drei Versuchsabläufen bildete sich in den gemischten Sphäroiden nach ca. 36 h ein Kern aus Vimentin-positiven CAF, der von E-Cadherin-positiven HNSCC Zellen umgeben war. In der direkten Ko-Kultur der Sphäroide (3) konnte eine Migration von HNSCC-Zellen entlang der Oberfläche der CAF-Sphäroide beobachtet werden.

Es gelang gemischte Sphäroide aus CAF und HNSCC-Zellen zu generieren. Durch Nachahmung von 3D Zellinteraktionen ermöglichen diese im Vergleich zur konventionellen 2D Monolayer Zellkultur eine bessere Darstellung der Biologie innerhalb der TME.

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Article published online:
24 May 2022