がんオルガノイド　(F-PDO®) を用いた抗がん剤の評価

■ 関連資料

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■ 参考文献

■ High-Throughput In Vitro Assay using Patient-Derived Tumor Organoids. Higa et al., J Vis Exp, 172, e62668 (2021)
https://www.jove.com/t/62668/high-throughput-in-vitro-assay-using-patient-derived-tumor-organoids

この論文はビデオジャーナルで、F-PDOのアッセイの動画を視聴できます。

患者由来の腫瘍オルガノイド（PDO）は、従来の細胞培養モデルよりも疾患の再現性に優れた前臨床がんモデルとして期待されています。PDOは、腫瘍組織の構造や機能を正確に再現し、さまざまなヒト腫瘍から樹立することに成功しています。しかし、PDOはサイズが不均一で、培養中に大きなクラスターを形成するため、抗がん剤を評価する際に96ウェルや384ウェルプレートを用いたハイスループットアッセイシステム（HTS）や細胞解析には適していません。また、これらの培養やアッセイでは、マトリゲルなどの細胞外マトリックスを用いて腫瘍組織の足場を作る必要があります。そのため、PDOはスループットが低く、コストも高いため、適切なアッセイシステムを開発することが困難です。この問題を解決するために、我々が樹立したF-PDOを用いて、抗がん剤や免疫療法の効果を評価可能で、よりシンプルで精度の高いHTSを確立しました。

■ Construction of in vitro patient‑derived tumor models to evaluate anticancer agents and cancer immunotherapy. Takahashi et al., ONCOLOGY LETTERS, 21, 406 (2021)
https://www.spandidos-publications.com/10.3892/ol.2021.12667

がん組織の構造および機能を正確に再現する患者由来腫瘍オルガノイド（PDO）および患者由来腫瘍異種移植片（PDX）モデルを用いたin vitroのアッセイシステムは、従来のがん細胞株モデルよりも疾患を再現できる前臨床がんモデルとして期待されています。しかし、これらのモデルを用いて抗がん剤の評価系を構築するのは容易ではありません。そこで、本論文では、化学療法薬、分子標的薬、抗体薬を含むさまざまなクラスの抗がん剤を評価するために、PDOおよびPDXモデルを用いたシンプルなin vitroハイスループットアッセイシステムを確立することを目的とし、固形腫瘍および造血器腫瘍から樹立したPDOおよびPDXを用いて、in vitroのハイスループットアッセイシステムを構築しました。

■ An in vitro system for evaluating molecular targeted drugs using lung patient-derived tumor organoids. Takahashi et al., Cells, 8, 481 (2019).
https://www.mdpi.com/2073-4409/8/5/481

F-PDOを用いた分子標的薬の評価、F-PDO の3D解析についての論文です。
患者由来の腫瘍オルガノイド（PDO）は、従来の細胞培養モデルと比較して、がん組織の構造と機能をよりよく再現する有望な前臨床がんモデルです。
この論文では、PDOを用いて、臨床上、顕著な効果を持つ分子標的薬の有効性を評価するためのin vitroアッセイシステムを構築しました。さらに、免疫細胞と腫瘍細胞間の複雑な相互作用をモデル化して癌免疫療法の効果を評価するシステムの構築も試みました。
肺がん由来のPDOを用いて、低分子阻害剤（上皮成長因子受容体およびヒト上皮成長因子受容体2（HER2）阻害剤）、モノクローナル抗体（抗HER2モノクローナル抗体）、抗体薬物複合体など、様々なカテゴリーの分子標的薬のin vitro評価の結果を示しました。また、３D解析によりF-PDOの構造的な解析を行い、抗HER2モノクローナル抗体の抗体依存性細胞傷害性応答時の免疫細胞とPDOの相互作用を視覚化しました。さらに、免疫チェックポイント阻害薬であるニボルマブとペンブロリズマブの評価システムも開発しました。これらの結果は、PDOを使用したin vitroアッセイシステムが、病態をよりよく反映する条件下で分子標的薬を評価するのに適していることを示しています。

■ Evaluation of anticancer agents using patient-derived tumor organoids characteristically similar to source tissues. Tamura et al., Oncology Reports ,
40, 635-646 (2018).
https://www.spandidos-publications.com/or/40/2/635

F-PDOの樹立と特徴、アッセイ系の構築についての論文です。
福島医薬品関連産業支援拠点化事業で、独自技術を用いてヒトがん組織から長期培養可能かつ、元のがん組織の特徴を有した患者由来オルガノイド（F-PDO）を樹立しました。F-PDOは元のがん組織と同様の遺伝子発現プロファイルや薬剤感受性を示しました。また、不均一な形態を示すF-PDOを384well plateに均等に播種する技術を開発し、ハイスループットアッセイを可能としました。

■ 実験医学別冊　「患者由来がんモデルを用いたがん研究実践ガイド CDX・スフェロイド・オルガノイド・PDX/PDOXを網羅　臨床検体の取り扱い指針から樹立プロトコールと入手法まで」、佐々木博己／編、羊土社 ISBN 978-4-7581-2242-9 (2019)
福島PDO®を用いた抗がん剤の評価、比嘉亜里砂、高木基樹、P.124-131
https://www.yodosha.co.jp/jikkenigaku/book/9784758122429/index.html

F-PDOの培養とアッセイ系の実験方法についてまとめています。