Characteristics of selected preclinical models of uveal melanoma

Czerniak błony naczyniowej oka (ang., łac. uveal melanoma) to najczęstszy nowotwór wewnątrzgałkowy osób dorosłych. U ponad połowy pacjentów rozwiną się przerzuty, najczęściej w wątrobie, które są związane z bardzo wysoką śmiertelnością. Nowotwór ten znacząco różni się od innych typów czerniaka i jest stosunkowo słabo poznany. Można wyróżnić dwie klasy UM, które są związane m.in. z odmiennymi mutacjami, aberracjami chromosomowymi i morfologią komórek. Istnieje duża potrzeba wyprowadzenia i dokładnego scharakteryzowania modeli in vitro oraz in vivo pierwotnego oraz przerzutującego UM, które pozwoliłyby na poznanie biologii tego nowotworu oraz potencjalnych celów terapeutycznych. Otrzymując fragment guza pierwotnego lub przerzutu wyizolowanego od pacjenta można wyprowadzić hodowlę komórkową oraz mysi model PDX (ang. patient – derived xenograft), który następnie jest pasażowany do kolejnych myszy. Dobrym sposobem stabilizacji modelu PDX w przypadku UM jest inokulacja bioptatu od pacjenta do międzyłopatkowej poduszeczki tłuszczowej myszy SCID. Guzy powstałe w tym modelu mogą posłużyć do wyprowadzenia linii komórkowych oraz do badania genetycznych oraz molekularnych właściwości UM. W pracy wykazano, że pomimo wspólnego pochodzenia, hodowle komórkowe wyprowadzone z guzów powstałych w różnych pasażach myszy PDX, posiadają odmienną charakterystykę, a różnice są widoczne w morfologii, tempie wzrostu komórek, poziomie białek związanych ze zjawiskiem oporności wielolekowej, a także potencjale metastatycznym. Możliwe jest stworzenie modeli 3D, np. sferoidów, przede wszystkim wykorzystując metodę wiszących kropli, zarówno z hodowli komórkowych wyprowadzonych z guza pierwotnego, jak i wywodzących się z modeli PDX. Istnieje duża heterogenność guzów UM pod względem zawartości melaniny. W wyprowadzonych liniach komórkowych można wykryć obecność białka BCRP, co sugeruje ekspresję fenotypu oporności wielolekowej w UM. Wyprowadzone modele mysie oraz komórkowe 2D, 3D niosą duże nadzieje na przyszłe badania, które pozwolą na lepsze scharakteryzowanie czerniaka błony naczyniowej oka i opracowanie potencjalnych terapii.Uveal melanoma (UM) is the most common intraocular cancer in adults. More than a half of patients develop metastases, most often in the liver, which are associated with very high mortality. This cancer differs from other groups of melanoma and is poorly understood. There are two distinguished classes of UM that are related to different driver mutations, chromosomal aberrations and cell morphology. There is a great need to derive and characterize in vitro and in vivo models of primary and metastatic UM, which may help to understand the biology of this cancer and discover new therapeutic targets. By obtaining a fragment of the primary tumor or metastasis isolated from the patient, a cell culture and mouse PDX (patient derived xenograft) model can be derived. Good approach to PDX model stabilization in the case of UM is the inoculation of biopsy from the patient into the interscapular fat pad of SCID mice. Tumors formed in this model can be used to derive cell lines and for the genetic and molecular testing. The study shows that despite the same origin, cell cultures derived from various passages of PDX tumors in mice have different characteristics, such as cell morphology, growth rate, and protein levels. Development of 3D models, eg. spheroids, is feasible using the hanging drop method, from cell cultures derived from the primary tumor, as well as those derived from PDX models. High heterogeneity of UM tumors in terms of melanin content was observed. The presence of BCRP protein can be detected in the derived cell lines, suggesting expression of the multidrug resistance phenotype in UM. PDX and in vitro models bring hope for future research that will allow better characterization of uveal melanoma and development of effective therapy