Аннотация
Введение. Персонализированные стратегии лечения эмбриональной карциномы (ЭК) напрямую зависят от гетерогенных свойств этой герминогенной опухоли. Существующие модели in vitro не способны отражать в полном объеме прижизненное строение микроокружения опухоли. Ex vivo органная культура (EVOC) предлагает потенциальное решение за счет сохранения оригинальной гистоархитектуры опухоли и клеточных взаимодействий. В данном исследовании представлена адаптация платформы EVOC для неметастатической ЭК для изучения биологии опухолевых клеток и иммунного микроокружения. Цель исследования. Адаптация платформы EVOC для неметастатической ЭК с определением лимитирующих сроков жизнедеятельности и разработка универсальной методики оценки жизнеспособности клеток. Материал и методы. Образцы опухоли были получены интраоперационно от 23 пациентов с неметастатической ЭК (cT1 – сТ3, cN0, M0) после орхифуникулэктомии. Фрагменты опухоли культивировали в среде DMEM/F12 с добавлением эмбриональной бычьей сыворотки и антибиотиков. Гистологический и иммуногистохимический анализы проводились на 0, 3, 7 и 10-е сутки. Индекс пролиферации (ИП) оценивали с помощью антител к Ki-67. Было подсчитано общее количество клеток (ОКК) и количество опухолевых клеток (КОК; OCT3/4-положительные клетки). Для оценки жизнеспособности опухоли была рассчитана площадь под кривой (AUC) для ИП. Статистический анализ включал дисперсионный анализ (ANOVA) с повторными измерениями и апостериорные тесты. Результаты. Во всех изучаемых образцах (n = 23) при морфологическом исследовании верифицировали ЭК с наличием OCT3/4+-фенотипа на протяжении всего периода наблюдения. При подсчете установлено снижение ОКК и КОК к 10-му дню культивирования на 79,9 и 80,6% соответственно (p < 0,05). Опережающие темпы снижения КОК относительно ОКК свидетельствуют о более высокой выживаемости компонентов микроокружения по сравнению с опухолевыми клетками. В то же время было выявлено последовательное снижение пролиферативной активности клеток на 3, 7 и 10-й день (p < 0,05). На основании динамики индексов пролиферации и AUC был предложен расчетный метод EVOC score как репрезентативный маркер жизнеспособности опухолевых клеток ЭК. Заключение. Согласно результатам морфологического и морфометрического анализа EVOC платформа была адаптирована для неметастатической ЭК, отмечено сохранение ее жизнеспособности до 10 дней. Показатель ИП-AUC является адекватным способом оценки жизнеспособности клеток.
Ключевые слова
Авторы и аффилиации
Г.А. Демяшкин(1, 2), Д.В. Белокопытов(1), В.И. Щекин(1), Т.Г. Боровая(1), В.В. Ростовская(2),
Д.А. Цомартова(2), Н.В. Пятигорская(2), О.В. Филиппова(2), Д.Д. Максарова(1), А.В. Миронцев(2),
1-Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена,
филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии»
Министерства здравоохранения Российской Федерации, Российская Федерация, 125284,
Москва, 2-й Боткинский пр-д. 3; 2-Первый Московский государственный медицинский университет
им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет), Российская Федерация, 119048, Москва, ул. Трубецкая, 8/2
Литература
Weinberg R.A. The Biology of Cancer. W.W. Norton. 2023. ISBN: 9780393887655
Marusyk A., Janiszewska M., Polyak K. Intratumor heterogeneity: the Rosetta stone of therapy resistance. Cancer Cell. 2020; 37 (4): 471–84. DOI: 10.1016/j.ccell.2020.03.007
Goyette M.A., Lipsyc-Sharf M., Polyak K. Clinical and translational relevance of intratumor heterogeneity. Trends Cancer. 2023; 9: 726–37. https://doi.org/10.1016/j.trecan.2023.05.001
Casanova-Acebes M., Dalla E., Leader A.M. et al. Tissue-resident macrophages provide a pro-tumorigenic niche to early NSCLC cells. Nature. 2021; 595 (7868): 578–84. DOI: 10.1038/s41586-021-03651-8
Ruffin A.T., Li H., Vujanovic L., Zandberg D.P., Ferris R.L., Bruno T.C. Improving head and neck cancer therapies by immunomodulation of the tumour microenvironment. Nat Rev Cancer. 2023; 23 (3): 173–88. DOI: 10.1038/s41568-022-00531-9
Oshimori N., Guo Y., Taniguchi S. An emerging role for cellular crosstalk in the cancer stem cell niche. J. Pathol. 2021; 254: 384–94. https://doi.org/10.1002/path.5655
Oshimori N., Oristian D., Fuchs E. TGF-β promotes heterogeneity and drug resistance in squamous cell carcinoma. Cell. 2015; 160: 963–76. https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.01.043
Lopez De Rodas M., Villalba-Esparza M., Sanmamed M.F., Chen L., Rimm D.L., Schalper K.A. Biological and clinical significance of tumour-infiltrating lymphocytes in the era of immunotherapy: a multidimensional approach. Nat Rev Clin Oncol. 2025; 22 (3): 163–81. DOI: 10.1038/s41571-024-00984-x
Marshall J.L. ed. Cancer Therapeutic Targets. Springer New York. 2017. DOI: 10.1007/978-1-4419-0717-2
Kinugawa K., Hyodo F., Matsuki T. et al. Establishment and characterization of a new human testicular seminoma cell line, JKT-1. Int. J. Urol. 1998; 5 (3): 282–7. DOI: 10.1111/j.1442-2042.1998.tb00604.x
. Polak R., Zhang E.T., Kuo C.J. Cancer organoids 2.0: modelling the complexity of the tumour immune microenvironment. Nat Rev Cancer. 2024; 24 (8): 523–39. DOI: 10.1038/s41568-024-00706-6
. Zhou L., Zhang X., Paus R., Lu Z. The renaissance of human skin organ culture: a critical reappraisal. Differentiation. 2018; 104: 22–35. DOI: 10.1016/j.diff.2018.10.002
. Martin S.Z., Wagner D.C., Hörner N. et al. Ex vivo tissue slice culture system to measure drug-response rates of hepatic metastatic colorectal cancer. BMC Cancer. 2019; 19 (1): 1030. DOI: 10.1186/s12885-019-6270-4
. Golan S., Bar V., Salpeter S.J. et al. A clinical evaluation of an ex vivo organ culture system to predict patient response to cancer therapy. Front Med (Lausanne). 2023; 10: 1221484. DOI: 10.3389/fmed.2023.1221484
. Grinshpun A., Gavert N., Granit R.Z. et al. Ex vivo organ culture as potential prioritization tool for breast cancer targeted therapy. Cancer Biol Ther. 2018; 19 (8): 645–8. DOI: 10.1080/15384047.2018.1450114
. Lee J., You J.H., Shin D., Roh J.L. Ex vivo culture of head and neck cancer explants in cell sheet for testing chemotherapeutic sensitivity. J. Cancer Res Clin. Oncol. 2020; 146 (10): 2497–507. DOI: 10.1007/s00432-020-03306-7
. Junk D., Krämer S., Broschewitz J. et al. Human tissue cultures of lung cancer predict patient susceptibility to immune-checkpoint inhibition. Cell Death Discov. 2021; 7 (1): 264. DOI: 10.1038/s41420-021-00651-5
. Merz F., Gaunitz F., Dehghani F. et al. Organotypic slice cultures of human glioblastoma reveal different susceptibilities to treatments. Neuro Oncol. 2013; 15 (6): 670–81. DOI: 10.1093/neuonc/not003
. Al-Obaidy K.I., Chovanec M., Cheng L. Molecular characteristics of testicular germ cell tumors: pathogenesis and mechanisms of therapy resistance. Expert Rev Anticancer Ther. 2020; 20 (2): 75–9. DOI: 10.1080/14737140.2020.1717337
. Aitken R.J., Lewis S.E.M. DNA damage in testicular germ cells and spermatozoa. When and how is it induced? How should we measure it? What does it mean? Andrology. 2023; 11 (8): 1545–57. DOI: 10.1111/andr.13375
. Cheng L., Albers P., Berney D.M. et al. Testicular cancer. Nat Rev Dis Primers. 2018; 4 (1): 29. DOI: 10.1038/s41572-018-0029-0
. Batool A., Chen S.R., Liu Y.X. Distinct metabolic features of seminoma and embryonal carcinoma revealed by combined transcriptome and metabolome analyses. J. Proteome Res. 2019; 18 (4): 1819–26. DOI: 10.1021/acs.jproteome.9b00007
. Tateo V., Ricci C., Melotti S. et al. Pathological and clinical implications of tumor microenvironment evaluated with multiplex immunohistochemistry in testicular embryonal carcinoma. Clin Genitourin Cancer. 2025; 23 (6): 102444. DOI: 10.1016/j.clgc.2025.102444
. Gilligan T., Lin D.W., Adra N. et al. NCCN Guidelines® insights: testicular cancer, version 2.2025: featured updates to the NCCN guidelines. J. Natl Compr Canc Netw. 2025; 23 (4): e250018. DOI: 10.6004/jnccn.2025.0018
. Evmorfopoulos K., Marsitopoulos K., Karachalios R. et al. The immune landscape and immunotherapeutic strategies in platinum-refractory testicular germ cell tumors. Cancers (Basel). 2024; 16 (2): 428. DOI: 10.3390/cancers16020428
Duparc C., Boissiere-Veverka G., Lefebvre H. et al. An oestrogen-producing seminoma responsible for gynaecomastia. Horm Metab Res. 2003; 35 (5): 324–9. DOI: 10.1055/s-2003-41310
. Wang D., Hildorf S., Ntemou E. et al. Organotypic culture of testicular tissue from infant boys with cryptorchidism. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23 (14): 7975. DOI: 10.3390/ijms23147975
. Dowsett M., Nielsen T.O., A’Hern R. et al. Assessment of Ki67 in breast cancer: recommendations from the International Ki67 in Breast Cancer working group. J. Natl Cancer Inst. 2011; 103 (22): 1656–64. DOI: 10.1093/jnci/djr393
. Bagrodia A., Amatruda J.F. eds. Testicular Germ Cell Tumors: Methods and Protocols. Springer US. 2021; 2195. DOI: 10.1007/978-1-0716-0860-9
. Patra K.C., Hay N. The pentose phosphate pathway and cancer. Trends Biochem Sci. 2014; 39 (8): 347–54. DOI: 10.1016/j.tibs.2014.06.005
. Bilen M.A., Hess K.R., Campbell M.T. et al. Intratumoral heterogeneity and chemoresistance in nonseminomatous germ cell tumor of the testis. Oncotarget. 2016; 7 (52): 86280–9. DOI: 10.18632/oncotarget.13380
. Laplane L., Maley C.C. The evolutionary theory of cancer: challenges and potential solutions. Nat Rev Cancer. 2024; 24 (10): 718–33. DOI: 10.1038/s41568-024-00734-2
. Bhattacharya R., Avdieiev S.S., Bukkuri A. et al. The hallmarks of cancer as eco-evolutionary processes. Cancer Discov. 2025; 15 (4): 685–701. DOI: 10.1158/2159-8290.CD-24-0861