| dc.description.abstract | Multicellulære sfæroider (MCSer) er 3D-tumormodeller som ved å bedre etterligne tumor-mikromiljøet (TME) kan forbedre in vitro-kreftforskning med mål om å redusere behovet for dyreforsøk.
Formål: Å karakterisere MCSer fra tre forskjellige tumortcellelinjer fra mus med tanke på vekstegenskaper, innhold av ekstracellulær matriks (ECM) og nanopartikkelopptak. Målet var å få innsikt i deres potensial som in vitro-modeller for studier av legemiddellevering i kombinasjon med murine eksperimenter.
Metoder og materiale: kreftcellelinjene (4T1, CT26 og KPC) ble kultivert som MCSer sammen med fibroblastene NIH/3T3 ved bruk av to ulike produksjonsmetoder. Vekstegenskapene til cellene i monolag ble studert ved å måle doblingstiden (DT) og vurdere morfologien ved bruk av fasekontrastmikroskopi. MCSer ble dyrket parallelt i vekstmediet til kreftcellene (TC-GM) og fibroblastene (F-GM), og volum og sfærisitet ble målt. For å visualisere organisasjonen av TCene og fibroblastene innenfor MCSs, ble de forskjellige cellene fluorescerende merket, og bilder ble tatt ved hjelp av konfokal laserskanningmikroskopi (CLSM). Innholdet av ECM-komponentene kollagen og sGAG ble målt ved hjelp av enzymatisk ekstraksjon etterfulgt av absorbansmålinger. Til slutt ble NP-opptak studert ved CLSM-avbildning av MCSs etterfulgt av dataanalyse ved hjelp av et Matlab-skript.
Resultater:
CT26 MCSer viste betydelig større volum og sfærisitet enn de andre sfæroide-modellene. 4T1 MCSer viste middels egenskaper, mens KPC MCSer var både minst og med lavest sfærisitet. CT26 MCSer oppnådde større volum når de ble dyrket i TC-GM sammenlignet med F-GM, mens det motsatte ble observert for KPC MCSer. Celleorganisasjonen varierte, der 4T1 og CT26 ble blandet med fibroblastene og dannet heterosfæroider, men med ulik grad av homogenitet. KPC derimot viste fullstendig separasjon av cellepopulasjonene. NP-penetrasjonen var begrenset og akkumulertes hovedsakelig i det første cellelaget. Mindre NPer ga bedre penetrasjon. Kollagennivåene var svært lave og under deteksjonssgrensen, mens sGAG-innholdet var betydelig høyere. Det ble ikke funnet noen signifikante forskjeller mellom ECM-innholdet i MCSene, og dermed kan ikke dette brukes til å forskjellene i NP-opptak. De observerte forskjellene i celleorganisasjon antydes å skyldes forskjeller i celle-celle-interaksjoner og uttrykkelse av cadheriner, og dette foreslås å være en påvirkende faktor til forskjellene i NP-opptaket.
Konklusjon: Det ble funnet forskjeller mellom de tre forskjellige sfæroide-modellene, noe som gjør dem til interessante kandidater for videre studier av legemiddellevering. Med ytterligere undersøkelser vil vi etter hvert kunne få mer innsikt i om disse forskjellene gjenspeiler egenskapene til tilsvarende in vivo-tumor modeller. | |
| dc.description.abstract | Multicellular spheroids (MCSs) are 3D tumor models that, by better emulating the tumor microenvironment (TME), can improve in-vitro cancer research, with the aim to reduce reliance on in-vivo experiments.
Purpose: To characterize MCSs from three different tumor cell lines from mice, in terms of growth characteristics, extracellular matrix (ECM) contents, and nanoparticle (NP) uptake. The objective was to gain insight into their potential as in-vitro models for drug delivery studies alongside murine experiments.
Methods and Materials: The tumor cell lines (4T1, CT26, and KPC) were cocultured as MCSs with fibroblast NIH/3T3 using both the liquid overlay method, and the nonadhesive hydrogel micro-molds method. Growth characteristics of the cells in monolayer were studied by measuring the doubling times (DTs) and assessing the morphologies using phase contrast microscopy. MCSs were cultivated in parallel in the growth medium of the TCs (TC-GM) and the fibroblasts (F-GM), and volume and sphericity were measured. To visualize the organization of TCs and fibroblasts within the MCSs the different cells were fluorescently labeled and images using confocal laser scanning microscopy (CLSM). ECM constituents contents, collagen and sGAG, were measured using enzymatic extraction followed by absorbance measurements. Lastly, NP uptake was studied with CLSM imaging of the MCSs followed by data analysis using a Matlab script.
Results: CT26 MCSs exhibited significantly larger size and sphericity than the other spheroid models. 4T1 MCSs showed intermediate characteristics, while KPC MCSs were the smallest with the lowest sphericity. The CT26 MCSs obtained larger volumes when cultivated in TC-GM than F-GM, while for KPC MCSs the opposite was observed. Cellular organization varied, with 4T1 and CT26 mixed with the fibroblasts and formed heterospheroids, with variation in homogeneity, while KPC exhibiting complete separation of cell types. NP penetration was limited in, primarily accumulating in the first cell layer, with smaller NPs showing better penetration. Collagen levels were very low, below detection limit, while sGAG contents were notably higher. No difference in contents was found between the MCSs, and ECM contents can not explain differences in NP uptake. The observed differences in cellular organization is suggested to be due to differences in cell-cell interactions and cadherin expression, and is though to possibly have an effect on uptake.
Conclusion: Differences between the three different spheroid models was found, which makes them interesting candidates for further drug delivery studies. With further investigation, eventually we could get more insight into whether these distinctions reflect the properties of in-vivo tumor models. | |
