Ontwikkeling van een humaan in vitro model voor onderzoek naar metastasen van prostaatkanker in bot

Botcellen vormen de unieke omgeving voor de ontwikkeling en groei van uitzaaiingen (metastasen) van prostaatkankercellen. Deze botmetastasen zijn de ernstigste complicatie van een vergevorderd stadium van prostaatkanker. Opheldering over de factoren die een rol spelen bij de interactie tussen botcellen en prostaatkankercellen is daarom van groot belang voor de ontwikkeling van therapieën. De meeste onderzoeken hiernaar zijn gebaseerd op mens-dier modellen, waarbij het een groot probleem is om de bij proefdieren ingespoten kanker cellen naar het bot te laten metastaseren, waardoor er (te) veel proefdieren nodig zijn om het onderzoek betrouwbaar uit te kunnen voeren. Bovendien veroorzaken de metastasen dan voornamelijk laesies die botresorberend van aard zijn, terwijl bij het overgrote deel van de patiënten de botaandoening botvormend is. De dierexperimentele studies representeren dus niet de klinische situatie. Bovendien zijn de tumormetastase experimenten zeer pijnlijk en belastend voor de proefdieren.
Het doel van het huidige project was om een compleet humaan in vitro (kweek) model te ontwikkelen om de directe en indirecte interactie tussen botvormende cellen (osteoblasten) en prostaatmetastasen te bestuderen, ter vervanging van prostaatkanker en metastase onderzoek in proefdieren.
Er is een in vitro co-cultuur opgezet van humane osteoblasten en metastasen van prostaattumoren. Deze metastasen waren afkomstig van de lymfe en van het bot, om zo het verschil in gedrag ten opzichte van de osteoblasten te bestuderen. De interacties werden bestudeerd tijdens verschillende ontwikkelingsstadia van de osteoblasten (wanneer er wel of geen gemineraliseerd bot aanwezig was). De wederzijdse effecten van de botcellen en tumorcellen werden zowel na indirect (via poreuze ‘transwells’ of via medium afkomstig van de celkweken) als direct contact bestudeerd. De mate van metastaserend vermogen is getest door de migratie van zowel de botmetastase als de lymfmetastase door een laagje matrigel richting osteoblasten te meten. Met behulp van ‘green fluorescent protein’ zijn de humane prostaatmetastase cellijnen succesvol onderscheidbaar gemaakt van de humane osteoblasten. Onder de fluorescentie microscoop lichten de prostaatmetastase cellen groen op, de osteoblasten niet.
Uit de resultaten blijkt dat de effecten van prostaat tumormetastase cellen op osteoblasten en vice versa afhankelijk zijn van de oorsprong van de metastase, de manier van interactie (direct versus indirect) en het ontwikkelingsstadium van de osteoblasten. Interessant is dat de botmetastase cellijn daadwerkelijk naar de osteoblasten migreert, de lymfemetastase cellijn niet. De nadelige effecten van de botmetastase cellijn op de osteoblasten zijn niet door een behandeling met vitamine D of osteoprotegerin te verbeteren, terwijl het aantal tumorcellen wel afneemt.
Het ontwikkelde model biedt een solide basis voor het bestuderen van andere tumoren die preferentieel naar het bot metastaseren, zoals tumoren van de long en borst, alsmede de direct in het bot ontstane tumoren van Multiple Myeloma. De verdere ontwikkeling van het bovenstaande co-cultuur model biedt een compleet humaan in vitro test systeem voor het onderzoeken van tumorcel gedrag in relatie tot bot en botmetastases en het evalueren van mogelijke kanker therapieën. Hiermee zal het project en het ontwikkelde model perfect voldoen aan de 3 V’s van verfijning, vermindering en vervanging.