en English is Íslenska

Thesis (Master's)

University of Iceland > Heilbrigðisvísindasvið > Meistaraprófsritgerðir - Heilbrigðisvísindasvið >

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1946/46304

Title: 
  • The effect of endothelial cells on pancreatic spheroid phenotype and chemoresistance
  • Title is in Icelandic Áhrif æðaþels á svipgerð og lyfjanæmi briskrabbameinsfrumna
Degree: 
  • Master's
Keywords: 
Abstract: 
  • Abstract is in Icelandic

    Briskirtilskrabbamein er lífshættulegur sjúkdómur sem á upptök sín í þekjufrumum brisganga. Fimm ára lifun er undir 10% og er sjúkdómurinn í fjórða sæti yfir dánarorsök af völdum krabbameins, en lítil sem engin framför hefur orðið á lifun sjúklinga seinustu þrjá áratugi. Nýleg þróun í öræxlarækt í þrívídd hefur gert vísindamönnum kleift að rækta sjúklingasýni sem endurspegla betur aðstæður innan líkamans og gefur því betri mynd af raunverulegu lyfjanæmi og genatjáningu æxlisins. Í flestum tilfellum er æxlið ekki skurðtækt en þá eru sýni tekin með nálarsýni eða skorin eftir að lyfjameðferð er hafin. Erfitt hefur reynst að rækta sýni sem tekin eru undir þessum kringumstæðum og því hafa rannsóknir verið gerðar á notkun æðaþelsfrumna í samrækt með krabbameinsfrumum til þess að styðja við vöxt æxlisfrumnanna. Markmið þessa verkefnis var að rannsaka lifun æðaþels í þrívíðri rækt og áhrif æðaþelssamræktar á lyfjanæmi og genatjáningu briskrabbameinsfrumulínanna CAPAN-1 og MiaPaca-2. Niðurstöður rannsókna á lifun æðaþelsfrumna í þrívíðri rækt með CellTiterGlow, tjáningu CD31 æðaþelsmarkers og mælingu á GFP jákvæðni frumna sýndu að æðaþelsfrumur fjölga sér ekki í þrívíðri rækt og að lifun þeirra lækkar hratt fyrstu þrjá dagana, og er orðin nánast enginn eftir viku. Í framhaldi var lyfjanæmi frumulínanna mælt í tvívíðri og þrívíðri rækt þar sem æðaþeli var einnig bætt í ræktina. Í þrívíðu lyfjaprófunum, var marktækt minna næmi í samræktum CAPAN-1 og æðaþelsfrumna fyrir lyfinu Olaparib og í samrækt MiaPaca-2 og æðaþelsfrumna fyrir lyfinu Oxaliplatin, samanborið við lyfjanæmi frumuræktar án æðaþels. Heilt yfir var þó mikil dreifni í gögnunum sem sýndi að þessi uppsetning hentaði ekki vel í lyfjanæmispróf. Því var sett upp ný aðferð þar sem frumur úr þrívíðri rækt voru leystar upp og lyfjaprófin gerð við tvívíð ræktunarskilyrði. Auk þess var skoðað hvaða áhrif æðaþel hefði á lyfjanæmi frumna í þessu prófi, og hvort þau áhrif héldust eftir að samrækt við æðaþelsfrumur væri hætt. Því voru sett upp þrjú ræktunarskilyrði: tvö með mismunandi langri samrækt með æðaþelsfrumum og einnig einrækt krabbameinsfrumulína. Niðurstöður sýndu að enginn marktækur munur var á lyfjanæmi frumulínanna eftir ræktunarskilyrðum og uppsetningin hentar vel til lyfjanæmisprófa. Að lokum var skoðað hvaða áhrif æðaþel hefur á genatjáningu briskrabbameinsfrumna, og hvort þau áhrif ganga til baka þegar æðaþel er tekið úr frumuræktinni. Niðurstöður RT-qPCR mælinga á völdum genum leiddu í ljós að æðaþel getur haft áhrif á genatjáningu briskrabbameinsfrumna, og að þessi áhrif ganga til baka að hluta til þegar frumum er endursáð án æðaþels. Heilt yfir sýna niðurstöður verkefnisins að notkun æðaþels til að ýta undir vöxt briskrabbameinsfrumna í þrívíðri rækt hentar vel þegar ætlunin er að nota krabbameinsfrumurnar í áframhaldandi rannsóknir, s.s. lyfjanæmisprófanir. Til framtíðar getur uppsetningin því verið góður kostir til að styðja við ræktun sjúklingasýna úr briskrabbameini í þrívíðu ræktunarumhverfi.

  • Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a highly aggressive malignancy originating in the cells lining the ducts of the pancreas. The 5-year survival rate is under 10% and currently ranks as the fourth leading cause of cancer related deaths. No major leaps in survival rate have occurred in the past 30 years. Recent advances in organoid culturing have allowed researchers to cultivate primary tumours in vitro, which offer a more faithful representation of the in-vivo conditions. However, due to the limited resectability of the cancer, most samples are gathered via fine needle biopsy or in instances where the patient has already received neo-adjuvant chemotherapy. This has an adverse effect on the efficacy of the primary organoid culture. In an effort to increase proliferation, the use of endothelial cells in a co-culture model has been explored and shown to have a beneficial impact on the proliferation of PDAC cancer cell lines. The aim of this project was to elaborate further on the effects of this co-culture by assessing HUVEC viability when embedded in 3D conditions and by investigating the impact of HUVEC on PDAC cell line phenotype and chemoresistance. Two PDAC cell lines were used, MiaPaca-2 and CAPAN-1. Firstly, HUVEC viability in 3D conditions was measured using CellTiterGlo, GFP positive cell count and CD-31 expression. The results showed that HUVEC do not proliferate in gel and their viability drops of rapidly over the first 3 days and is almost none after a week of culture. Following this, drug sensitivity of our cell lines was measured in 2D and 3D conditions, where HUVEC was also added to the 3D cell culture. In the 3D drug assay, there was a significantly lower drug response in the CAPAN-1 co-culture to Olaparib and MiaPaca-2 co-cultures to Oxaliplatin, compared to their respective monocultures. Overall, the 3D drug assay data exhibited high variance between replicates and poor stratification which is why we opted for a novel assay method, where we conducted drug assays in 2D on disassociated spheroids from differing culture conditions: two with varying lengths of HUVEC co-culture exposure and one monoculture. This method allowed us to explore the effects of HUVEC co-culture on chemoresistance, and if those effects persisted after co-culture was discontinued. The results showed that no significant difference in drug response between the different culture conditions. Finally, we assessed what effects HUVEC had on the gene expression of our PDAC cell lines and if those changes would revert, once HUVEC co-culture was discontinued. RT-qPCR analysis of selected genes showed that HUVEC does affect gene expression in our cell lines, but that these changes revert themselves, to a degree, once the co-culture was discontinued. Overall, our results show that HUVEC is a good candidate, as a supportive cell type, to boost PDAC cell line proliferation when the aim is to use them for further testing, such as drug assays. This co-culture setup could prove useful when used to support primary PDAC proliferation in 3D culture.

Sponsor: 
  • Landspítali University hospital science fund
Accepted: 
  • Feb 8, 2024
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/46304


Files in This Item:
Filename Size VisibilityDescriptionFormat 
RITGERÐ_Tryggvi Helmutsson_PDF.pdf3.07 MBLocked Until...2024/12/31Complete TextPDF
Skemman_yfirlysing.pdf79.04 kBLockedDeclaration of AccessPDF