| Summary: | Rinta- ja eturauhassyöpä ovat tunnettuja taipumuksestaan lähettää etäpesäkkeitä
luustoon. Molemmilla syövillä on suuri esiintyvyys maailmanlaajuisesti, ja niihin
liittyvä kuolleisuus on suuri. Syöpätutkimuksessa käytetään in vivo-malleja
kasvaimien ja metastaasiprosessien tutkimiseen. In vivo-mallien heikkoutena on
kvantitatiivisen tutkimuksen ja kuvantamisen hankaluus. In vitro-mallit rajaavat
useita biologisia tekijöitä pois, jonka vuoksi niitä voidaan käyttää rajattujen
prosessien kvantitatiiviseen tutkimiseen ja erilaisten prosessien kuvantamiseen.
Mikrofluidisia luumalleja voidaan käyttää metastaasiprosessien tutkimiseen.
Malleissa yleisesti käytettävät fibriini- ja kollageeni-hydrogeelit ovat herkkiä
menettämään rakenteensa ja kutistumaan solujen ja soluväliaineen
vuorovaikutusten takia. Tämän pro-gradun aiheena on tutkia kolmella eri
koevaiheella fibriini-, fibriini-hyaluronihappo-, kollageeni I-, ja kollageeni I-hyaluronihappo-
hydrogeelien sopivuutta eri soluympäristöihin Aim Biotech
idenTx-3 mikrofluidisessa sirussa. Tutkimuksessa selvitettiin, mikäli
hydrogeeleissä voidaan kasvattaa läpivirtaava mikroverisuonitus, voidaanko
hydrogeeleissä kasvattaa osteoklasti- ja osteoblasti-luusoluja, ja kestävätkö
hydrogeelit mikroverisuonituksen tai luusolujen läsnäolon kutistumatta tai
menettämättä rakennettaan. Mikroverisuonituksen läpivirtaavuutta tutkittiin
FluoSphere-mikrohelmillä, ja suonituksen morfologiaa tutkittiin vastaainevärjäyksellä.
Luusolujen vaikutusta hydrogeeleihin tutkittiin FluoSphere-mikrohelmillä,
ja niiden elinkelpoisuutta tutkittiin vasta-ainevärjäyksellä.
Tutkimuksessa havaittiin, että hyaluronihapon lisääminen vaikuttaa solujen
liikkuvuuteen ja elinkelpoisuuteen etenkin suurissa pitoisuuksissa, mutta myös
vahvistaa hydrogeelien rakennetta. Matalammat pitoisuudet eivät vahvistaneet
hydrogeelien rakennetta, mutta säilyttivät solujen liikkumiskykyä ja
elinkelpoisuutta paremmin. Tulevissa tutkimuksissa tulisi keskittyä
hydrogeelikoostumusten optimointiin solujen elinkelpoisuuden ja hydrogeelien
rakenteellisen eheyden parantamiseksi.
Bone metastasizing breast and prostate cancers are known for their high
incidence and mortality globally. In vivo models are used for researching the
primary and secondary tumours and the complex metastatic process in a living
being. However, visualizing the processes and gathering quantitative data
remain a challenge. In vitro models allow the research of specific variables and
easier visualization. Microfluidic bone-on-chip models are being developed for
studying bone metastases. Maintaining the structural integrity of the hydrogels
with embedded cells is currently a major challenge. The aim of this thesis was to
study if: 1. the collagen I- and fibrin-hyaluronic acid composite hydrogels
maintain their size and shape in the presence of microvasculature, 2. do the
hydrogels allow the formation of perfusable microvasculature and 3. do these
hydrogels maintain their size and shape in the presence of embedded osteoblasts
or osteoclasts in the hydrogels. The different hydrogels were tested on the
idenTx-3 microfluidic chips by Aim Biotech. The perfusability of the microvasculature
was assessed by with FluoSphere microbeads and the morphology
was assessed using immunofluorescent imaging. The hydrogel shrinkage of
embedded osteoclasts and osteoblasts was assessed by a microbead assay and
their viability by immunofluorescent imaging. The activity of osteoclast specific
tartrate resistant acid phosphatase was assessed in the conditioned medium from
chips with hydrogel embedded osteoclasts and macrophages. We found that the
addition of hyaluronic acid impacts cell migration and viability, especially at
high concentrations, while increasing structural integrity. Lower concentrations
of hyaluronic acid did not increase structural integrity but retained cell migration
and viability. Future studies should aim to optimize hydrogel compounds for cell
viability and hydrogel integrity.
|
|---|