Organoidy jako model pro studium ovariálního karcinomu

Bc. Nina Böhmeová

Bachelor's thesis

Organoids as a model for ovarian cancer research

Abstract:

Ovarian cancer (OC) remains a serious disease with limited therapeutic options and high mortality. The development of reliable models for OC research is crucial for advan-cing the understanding of the disease and improving treatment success. In recent years, organoids derived from tumor biopsies have emerged as a promising tool in cancer re-search. This thesis deals with the derivation of organoids from tumor cells from ascites, i.e. pathological effusion in the abdominal cavity, often found in patients with OC. Orga-noids are three-dimensional miniatures of a tumor that recapitulate its original characte-ristics, in terms of histology, genetics and drug response. They preserve heterogeneity and enable powerful drug screening and personalized medicine. Ascites-derived organo-ids represent a new and efficient platform for investigating the biology of OC. The experimental part of this work describes a set of processes for deriving organo-ids from ascites and culture methods consisting of ascites processing, planting of sphero-ids, organoid passaging. In this way, I processed and established organoid cultures from ascites from ten patients with OC. Furthermore, a special organoid medium used in organoid cultures is described (ac-cording to a study (Kopper et al. 2019)) as well as a new test medium (according to a stu-dy (Maenhoudt and Vankelecom 2021)) aiming to compare their effectiveness. The me-dia comparisons, show that the standard medium used by us (according to Kopper et al. 2019) is a better choice for organoids in terms of their higher proliferation and also better preservation of organoid structures. Two methods of cryopreservation of organoids were also compared, as one of the basic prerequisites for biobanking of organoids derived from patients with OC. However, neither procedure results were satisfactory. Both cryopreser-ved and vitrified organoids showed very low viability after thawing. Other research directions for working with organoids, such as improving the compo-nents of the medium, or a more effective cryopreservation of organoids, will enable more thorouugh research and will lead to a better understanding of the behavior of OC, and thus more advanced predictions of the behavior of malignant cells in the patient's body, which is key to improving the patient's prognosis with OC in the future.

Abstract:

Rakovina vaječníkov (ovariálny karcinóm OC) zostáva závažným ochorením s obmedzenými terapeutickými možnosťami a vysokou úmrtnosťou. Rozvoj spoľahlivých modelov pre výskum OC je kľúčový pre pokrok v chápaní choroby a zlepšení úspešnosti liečby. V posledních rokoch sa organoidy odvodené z nádorových biopsií ukazujú ako sľubný nástroj vo výskume rakoviny. Táto práca sa zaoberá derivovaním organoidov z nádorových buniek z ascitu, a teda patologického výpotku v brušnej dutine nachádzajú-ceho sa často u pacientiek s OC. Organoidy sú trojrozmerné zmenšeniny nádoru, ktoré rekapitulujú jeho pôvodné vlastnosti, ako z hľadiska histológie, tak z hľadiska genetiky a odozvy na lieky. Zachovávajú si heterogenitu a umožňujú výkonný skríning liečiv a per-sonalizovanú medicínu. Organoidy odvodené z ascitu predstavujú novú a účinnú platfor-mu na skúmanie biológie OC. V experimentálnej časti tejto práce je popísaný súbor procesov na odvodenie orga-noidov z ascitu a kultivačné metódy pozostávajúce zo spracovania ascitu, vysádzania organoidov, pasážovania. Týmto spôsobom som spracovala a založila organoidové kultu-ry z ascitov od desiatich pacientiek s OC. Ďalej je opisané špeciálne organoidové médium používané v organoidových kultu-rách (podľa štúdie (Kopper et al. 2019)) a pripravené bolo aj nové testované médium (podľa štúdie (Maenhoudt a Vankelecom 2021)) pre porovnanie ich účinnosti. Z porovnaných médií vyplýva, že nami štandardne používané médium (podľa Kopper et al. 2019) je pre organoidy lepšia voľba z hľadiska ich väčšej proliferácie a tiež lepšieho zachovania štruktúr organoidov. Taktiež boli porovnané aj dva spôsoby cryoprezervácie organoidov, kdeže je to jeden zo základných predpokladov pre biobanking organoidov odvodených od pacientiek s OC. Avšak ani jeden postup nedosahoval veľké úspešnosti. Cryoprezervované aj vitrifikované organoidy vykazovali po rozmrazení veľmi nízku via-bilitu. Ďalšie smery výskumu práce s organoidmi, ako je vylepšenie zložiek média, či efek-tívnejší postup cryoprezervácie organoidov umožnia dôkladnejší výskum a budú tak viesť k lepšiemu pochopeniu správania OC a pokročilejšej predikcií správania maligních buniek v tele pacientiek, čo je kľúčové pre zlepšenie prognózy pacientiek s OC v budúcnosti.

Keywords

organoidy, sféroidy, ascites, ovariálny karcinóm, high-grade serózny karcinóm, kondiciované médium, proliferácia, organoids, ovarian cancer, high-grade serous carcinoma, conditioned medium, proliferation

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 22. 6. 2023
• Supervisor: RNDr. Vendula Hlaváčková Pospíchalová, Ph.D.
• Reader: Mgr. Jarmila Herůdková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Experimental and Molecular Biology / Experimental Animal Biology and Immunology