Tumor-immune-interaction in a pancreatic cancer organoid co-culture model

Ma, Tianmiao (2022): Tumor-immune-interaction in a pancreatic cancer organoid co-culture model. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Zweck: In Anbetracht der immer noch sehr schlechten Prognose und weiter steigenden Inzidenz des duktalen Adenokarzinoms des Pankreas (PDAC) sind klinische translationale Studien zur Früherkennung, Behandlung und Prognose von entscheidender Bedeutung. In dieser Studie untersuchten wir die Wechselwirkungen von Tumor- und Immunzellen, indem wir ein Kokulturmodell primärer menschlicher PDAC-Organoide und peripherer mononukleärer Blutzellen (PBMCs) etablierten, die von denselben Patienten stammten. Methoden: Wir haben eine Kokulturmethode für von Patienten stammende Organoide und passende PBMCs bestimmt, um die Differenzierung von Gedächtnis-T-Zell-Subtypen und regulatorischen T-Zellen (Tregs) durch Fluoreszenz-aktivierten Zellsortierer (FACS) zu testen. Ergebnisse: Die Ergebnisse waren bei 4 Patienten-Co-Kulturen unterschiedlich, wobei die Co-Kultur eines Patienten einen Anstieg der CD4+ Tcm- und Tnaiv-, CD8+ Tcm- und Tnaiv-Zellpopulationen und einen Rückgang der CD4+ Tem- und Teff-, CD8+ Tem-Zellen, verglichen mit denen in der Gruppe der allein kultivierten PBMCs; und mit einer Kokultur eines anderen Patienten, die eine erhöhte Anzahl von CD4+ Tnaiv- und CD8+ Tcm-Zellen zeigt, während eine verringerte Anzahl von CD4+ Tem- und CD8+ Tem-Zellen. Abgesehen davon war die Population von Treg-Zellen in allen Co-Kulturen der PDAC-Patienten höher als in ihren gematchten Kontrollen. Schlussfolgerung: Hier wurde ein autologes Kokulturmodell mit von Patienten stammenden Organoiden und PBMCs etabliert, um die Wechselwirkung zwischen Krebszellen und verschiedenen Immunzellen bei einzelnen PDAC-Patienten zu untersuchen. Mit diesem Modell steht uns ein Werkzeug zur Verfügung, mit dem wir die Wirksamkeit von Immuntherapien vorhersagen könnten und so dazu beitragen können, das Outcome unserer Patienten zu verbessern.

Abstract

Purpose: Considering the rising incidence and dismal prognosis of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), clinical translational studies for early diagnosis, treatment, and prognosis are of crucial importance. In this project, we studied interactions of tumor and immune cells by establishing a co-culture model of primary human PDAC organoids and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) derived from the same patients. Methods: We determined a co-culture method for patient-derived organoids and matched PBMCs to test the differentiation of Memory T cell subtypes and Regulatory T cells (Tregs) by Fluorescence Activated Cell Sorter (FACS). Results: The results were variable in 4 patient co-cultures, with one patient’s co-culture showing an increase in CD4+ Tcm- and Tnaiv-, CD8+ Tcm- and Tnaiv cell populations, and a decrease in CD4+ Tem- and Teff-, CD8+ Tem cells, compared to those in PBMCs cultured alone group; and with the co-culture from another patient displaying elevated numbers of CD4+ Tnaiv- and CD8+ Tcm cells, whereas reduced numbers of CD4+ Tem- and CD8+ Tem cells. Besides that, the population of Treg cells in all co-cultures of the PDAC patients was higher than in their matched controls. Conclusion: Here an autologous co-culture model with patient-derived organoids and PBMCs was established to study the crosstalk between cancerous cells and various immune cells in individual PDAC patients. Having this model available we have a tool at hand which might predict the effectiveness of immune therapies thereby helping to improve the outcome of our patients.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: PDAC, organoid, PBMC, co-culture, immunotherapy
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 16. Dezember 2022
• 1. Bericht­erstatter:in: Renz, Bernhard