EP1869167A1 - Method for obtaining primary-culture tumour cells from tumour tissue, in particular breast carcinoma, primary-culture tumour cells and their use - Google Patents

Method for obtaining primary-culture tumour cells from tumour tissue, in particular breast carcinoma, primary-culture tumour cells and their use

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Publication number
EP1869167A1
EP1869167A1 EP06722757A EP06722757A EP1869167A1 EP 1869167 A1 EP1869167 A1 EP 1869167A1 EP 06722757 A EP06722757 A EP 06722757A EP 06722757 A EP06722757 A EP 06722757A EP 1869167 A1 EP1869167 A1 EP 1869167A1
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EP
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tumor
cells
primary culture
culture
tumor cells
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Withdrawn
Application number
EP06722757A
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German (de)
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Inventor
Ralf Hass
Jutta Rogoll
Hartmut Kueppers
Axel Dehn
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Medizinische Hochschule Hannover
Mylan Healthcare GmbH
Original Assignee
Medizinische Hochschule Hannover
Solvay Arzneimittel GmbH
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Publication date
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    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2503/00Use of cells in diagnostics

Definitions

  • the present invention relates to methods for obtaining primary culture tumor cells from tumor tissue. More particularly, the present invention relates to a method for obtaining primary culture tumor cells from tumor tissue, in particular breast cancer, wherein in one process step the tumor tissue is comminuted into tumor tissue of a particular size and then these tissue pieces are cultured under certain conditions. The invention further relates to the primary culture tumor cells obtainable by this method from the tumor tissue, in particular primary culture tumor cells from mammary carcinoma. Finally, the invention relates to the use of these primary culture tumor cells u. a. for the determination of an individual tumor therapy or for the testing and screening of new tumor therapeutics.
  • Tumors and related cancers are among the most common causes of death in humans.
  • Breast cancer as a form of malignant breast disease, is by far the most common cancer in women. Due to the very limited treatment options, surgery, chemo- / hormone therapy, radiotherapy - with diversified tumor progression, breast cancer is also one of the most common causes of death in women. But other cancers, such as bladder cancer, lung cancer, skin cancer or other cancers of epithelial origin as well as other types of glandular cancer, such as pancreatic cancer are a common cause of death in humans.
  • adjuvant drug therapy with cytotoxic drugs is often followed by surgery and the associated removal of the primary tumor, breast cancer.
  • this adjuvant medicinal therapy becomes effective performed with cytostatics.
  • Other therapeutic methods include radiotherapy or hormone therapy or combinations of these forms of therapy.
  • the hormone receptor status of the tumor tissue has been taken to perform stratification of the patient, ie to determine the strategy for the therapy of the patient. The right choice of therapy is very important.
  • Hormone therapies can only be used for treatment if hormone receptor positive cancer cells, eg Estrad iol-positive breast cancer cells, are detected in the tumor. Furthermore, it is known that a certain percentage of these hormone receptor-positive tumors do not respond to hormone therapy. The same applies to other types of therapy or combined therapies such as simultaneous chemo- and hormone therapy or a combined chemo- and radiotherapy.
  • the right choice of therapy, the so-called individualized therapy of the diseased person is therefore essential in the treatment of tumor diseases. In particular, since the time after diagnosis of the cancer also plays an essential role in the success of the therapy.
  • the classic prognostic factors in patients with primary breast cancer are tumor size, Differentiation type, hormone receptor status and lymph node involvement.
  • tumors which according to these established prognostic factors should actually be associated with a good prognosis, can take an aggressive course of the disease.
  • Approximately 30% of patients with nodal-negative breast cancer experience recurrence within 10 years of diagnosis. Therefore, the stratification of the individual patient and thus the determination of the individual tumor therapy is an essential point in a successful treatment of tumor patients.
  • immortalized mammalian carcinoma cell lines are known. By immortalization they represent in contrast in vivo conditions a more artificial cell culture. Amongst other things, these immortalized cell lines are distinguished by the fact that their response to active substances, for example for testing drugs, is different than the reaction of cells in vivo, ie in patients. Hass et al. (Signal Transduction, 3, pages 9-17, 2003) for differences in the responses of normal mammary epithelial cells (HMEC-1) to breast tumor cell lines MDA-MB-231 and MCF-7, respectively, to increased estrogen concentration. Attempts to obtain primary culture cells from tumor tissue, eg from breast cancer, were performed.
  • HMEC-1 normal mammary epithelial cells
  • the object of the present invention is therefore to provide a method which allows the preservation of primary culture tumor cells from the tumor tissue and thereby overcomes the above-mentioned disadvantages, i. which allows prolonged cultivation of the tumor cells without substantial modification of them.
  • These primary culture tumor cells thus obtained permit stratification of patients for therapy but also use of these obtained cells in other areas, e.g. in the field of screening and testing of new potential tumor therapeutics as well as in the development and testing of appropriate application regimens of new and old tumor therapeutics.
  • tumor tissue samples of tumors in particular epithelial tumors, such as mammary carcinomas
  • This direct expansion of ex vivo tumor primary cultures offers a range of individual diagnostic and therapeutic applications.
  • the present invention is therefore also directed to the use of these tumor primary cultures in screening assays and test systems for stratifying patients, ie for determining the individual tumor therapy of the patient.
  • the tumor primary cultures allow the provision of systems for testing and screening new potential tumor therapeutics and for determining the application regimens of new and old tumor therapeutics.
  • the method according to the invention comprises the processing of the tumor tissue without an enzymatic digestion, in particular without a .Proteaseverdau, before culturing the tumor tissue.
  • the tumor tissue is crushed into tumor tissue of a size with a diameter of about 0.5 mm to about 3 mm for cultivation.
  • the tumor tissue pieces are cultivated in medium suitable for tumor cells.
  • This medium is preferably supplemented with bovine pituitary extract, hydrocortisone, insulin and human epidermal growth factor. In other preferred embodiments, this medium contains no serum and / or antibiotics.
  • the tumor tissue is preferably primary breast cancer.
  • these tumor primary cultures form multilayer cell aggregates on cultivation.
  • FIG. 1 is an electron micrograph of breast cancer primary culture cells.
  • FIGS. 2 A to D are fluorescence images of breast cancer primary culture cells labeled with different markers.
  • FIG. 2A panCytokeratin
  • FIG. 2B vimentin
  • FIG. 2C DAPI.
  • Figure 2 D shows a superposition of the Einzelfluoreszenzingn, as shown in Figures 2 A to C are shown.
  • Figure 3 is a graph of cell cycle analysis of various passages of the culture of breast cancer primate tumor cells.
  • P2 to P7 mean the corresponding passages, passage 2 to passage 7.
  • FIG. 4 is a western blot which in turn shows the expression of panCytokeratin, vimentin and actin at the protein level in various passages during the cultivation of breast cancer tumor cells.
  • the invention provides a method for obtaining primary culture tumor cells from tumor tissue, in particular tumor primary cultures from mammary carcinomas, as well as primary culture tumor cells obtainable by this method, in particular tumor primary cells of mammary carcinoma.
  • the primary culture tumor cells according to the invention which in a preferred embodiment are derived from epithelial cell carcinomas, in particular mammary carcinomas, can be obtained from tumor tissue samples by the method according to the invention and propagated in culture, so that e.g. be available as a test system for various applications. These preserved primary culture tumor cells can be stored in the meantime conserved.
  • primary tumor tumor cells from tumor tissue is understood to mean those cells which essentially express the same markers and exhibit essentially the same properties as tumor cells in vivo in the tumor tissue from which these primary culture tumor cells originate "and" tumor primary cultures "synonymous used.
  • the primary culture tumor cells are not artificially (eg by viral transformation) immortalized cell lines.
  • tumor covers all types of tumors, in particular solid tumors, in particular solid tumors of epithelial origin, such as
  • tumor includes not only primary tumors but also metastasis tumors, in particular organ metastases and bone marrow metastases as well as cells from recurrent breast cancer tumors
  • Glandular tissue is detected as a mammary gland, e.g. of pancreatic carcinoma.
  • tumor therapeutics refers to drugs that have a negative impact on tumor growth. These tumor therapeutics include compounds such as chemotherapeutics and hormones as well as other agents for the treatment of tumors such as radiation or non-conservative forms of therapy.
  • system or "test system”, as used here side by side, includes, inter alia, so-called kits or other units containing the primary culture tumor cells according to the invention, as well as a guide to perform, inter alia, the inventive method. If appropriate, these systems or test systems may further comprise further components necessary for carrying out the method according to the invention, such as reagents, vessels, etc.
  • the individual components of the kit according to the invention may be packed in separate containers or together in a container.
  • the system according to the invention can e.g. a screening assay as is well known to those skilled in the art.
  • the method according to the invention for obtaining tumor primary cultures from tumor tissue is based on tumor tissue, which is obtainable, for example, during a breast cancer operation or when taking biopsies.
  • This tissue which is obtained as sterile as possible, is optionally sterilized washed with a washing solution, such as PBS or other physiological solutions, and then minced into tumor tissue under sterile conditions to subsequently cultivate the tumor tissue in media suitable for tumor cells.
  • a washing solution such as PBS or other physiological solutions
  • tumor cell-suitable medium means a medium that promotes the growth of the tumor cells in the tumor tissue.
  • the processing of the tumor tissue obtained for cultivating the tumor tissue pieces does not involve treatment with protease or, in a preferred embodiment, any enzymatic treatment.
  • no trypsin treatment of the tumor tissue is carried out prior to culturing the tumor tissue.
  • the medium to be used in the method according to the invention for cultivating the tumor cells in the tumor tissue is supplemented with bovine pituitary extract, glucocorticoids, such as hydrocortisone, insulin and recombinant human growth factors, such as the human epidermal growth factor.
  • bovine pituitary extract glucocorticoids, such as hydrocortisone
  • insulin recombinant human growth factors, such as the human epidermal growth factor.
  • these substances in amounts of 500 to 5 ⁇ g / ml for the bovine pituitary extract, 0.05 to 5 ⁇ g / ml for the glucocorticoids, such as hydrocortisone, 0.5 to 50 ⁇ g / ml insulin and 1 to 100 ng / ml of human epidermal growth factor in the medium.
  • a particularly suitable medium is, for example, the mammary epithelial cell growth medium from Promocell GmbH, Heidelberg, Germany, hereinafter also referred to as MaCa medium.
  • this mammary epithelial cell growth medium is 2 ml bovine pituitary extract (13 mg / ml), 0.5 ml hydrocortisone (0.5 mg / ml), 0.5 ml human recombinant epidermal growth factor (10 ⁇ g / ml) and 0.5 ml insulin (5 mg / ml) were added to 500 ml culture medium.
  • this medium suitable for culturing tumor cells contains no serum, neither human serum nor fetal calf serum, as is customarily used for cell cultivation. In another embodiment, this medium is not mixed with antibiotics.
  • the tumor tissue pieces of the particular size are cultured in a specific density per square centimeter of culture vessel area, such as a culture flask or culture dish, or per culture volume in medium, preferably in one of the aforementioned media.
  • the cultivation takes place at 37 ° C. in an atmosphere with 5% CO 2 in the culture vessels in suitable devices, such as an incubator.
  • the crushing of tumor tissue according to the invention is carried out so that the tumor tissue pieces edge lengths in
  • the tumor tissue obtained by an operation or from a biopsy is sufficiently prepared that primary culture tumor cells from tumor tissue, in particular mammary carcinoma-derived tumor tissue, are formed during cultivation.
  • the comminution is preferably carried out by cutting, for example with a scalpel or a pair of scissors, to a size of the tissue pieces in which these lengths have a cutting edge of at most 3 mm, preferably 2 mm, such as 1, 5 mm, more preferably 1 mm, preferably two substantially mutually perpendicular side edges have this length, more preferably three substantially mutually perpendicular cut edges this preferred length exhibit.
  • the particular size to which the tumor tissue is comminuted is a shape in which the length of at least one cut edge is 0.5 to 2 mm, and the maximum thickness is in the range of 0.5 to 3 mm, preferably 2 to 1 mm.
  • cubes or cuboids having an edge length in the range of 0.5 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm, most preferably about 1 mm can be cited.
  • the tissue pieces of the given dimensions are seeded in a number of 5 to 20 pieces, more preferably 10 to 15 pieces per 100 cm 2 surface of the culture vessel, with sufficient medium to adequately cover the tumor tissue, preferably by more than 1 to 2 mm to cover.
  • the tumor tissue pieces comminuted to a certain size are prepared by filtering out too small tissue pieces and single cells, such as foreign cells, e.g. Blood cells, or fragments of these single cells, e.g. with a filter with an exclusion limit of 20 ⁇ m, more preferably with an exclusion limit of at least 50 ⁇ m, e.g. at least 80 microns, in particular of at least 100 microns.
  • single cells such as foreign cells, e.g. Blood cells, or fragments of these single cells
  • the content of fibroblasts may be selectively removed in the preparation before or after tissue disintegration or after initial culture by known methods such as MACS anti-fibroblast kit or a similar method.
  • the present invention furthermore relates to the isolated primary culture tumor cells obtainable by the methods according to the invention.
  • these are primary culture tumor cells from a breast carcinoma.
  • tumor cells are characterized by having many properties of tumor cells in vivo in the tumor tissue. They continue to express many the marker molecules similar to those of the tumor cells in vivo, eg cytokeratins. More particularly, in a preferred embodiment, the primary culture tumor cells co-express both cytokeratin and vimentin.
  • the primary culture tumor cells according to the invention also differ from e.g. the normal human mammary gland epithelial cells, which do not form a multi-layered, three-dimensional structure but only grow in a single layer to confluence in the cell culture. Furthermore, it has been shown that these normal cells lose their proliferative abilities during cultivation.
  • these tissue pieces are removed from the culture vessel.
  • the preservation of primary culture tumor cells obtained according to the invention can be stored, for example by cryopreserving, ie slow freezing of trypsinized cells in cryopreservation medium (eg 10% DMSO, 10% fetal calf serum in supplemented medium suitable for culturing tumor cells, as described above) in liquid nitrogen Following the cryopreservation, primary culture tumor cells according to the invention can be brought back into culture and are ready for tests or further cultivation.
  • cryopreserving ie slow freezing of trypsinized cells in cryopreservation medium (eg 10% DMSO, 10% fetal calf serum in supplemented medium suitable for culturing tumor cells, as described above) in liquid nitrogen Following the cryopreservation, primary culture tumor cells according to the invention can be brought back into culture and are ready for tests or further cultivation.
  • cryopreservation medium eg 10% DMSO, 10% fetal calf serum in supplemented medium suitable for culturing tumor cells, as described above
  • the culture-enhanced primary culture tumor cells i. the cells grown out of the tumor tissue and further propagated adhering to the surface of the culture vessel, used in tests in the confluent or subconfluent state, or further propagated by trypsinization and usual culture passengers.
  • the cells and the cell tissue can grow continuously in culture for more than one year without any protease treatment, ie without trypsinization for passage.
  • the properties of the resulting primary culture tumor cells remain essentially unchanged over a maximum of 7 passages, preferably up to 5, more preferably up to 3 passages, i.e. preferably show no or only slightly altered properties compared to the cells that are present in the tumor tissue in vivo.
  • the properties of the cultured primary culture tumor cells in the example of tumor cells from a breast carcinoma, change and degenerate so much that the culture begins to die.
  • this dying also proves that the primaryculture tumor cells according to the invention are not artificially immortalized cell lines and that no immortalization of the tumor cells takes place with the method according to the invention.
  • the primary culture tumor cells thus obtained can be used in test systems for diagnosis, for stratifying the therapy or for testing new and known tumor therapeutics.
  • the cells of the invention find application in the testing and screening of new tumor therapeutics.
  • a test system called a bank
  • this library comprises at least ten different, such as at least twenty, different cultures obtainable by the method of the invention
  • Primary tumor cells which come from different tumor tissues.
  • the tumor tissue of a tumor such as breast cancer, or come from different types of tumors.
  • tumor cell material Due to the expansion of the individual cultures, sufficient tumor cell material is available to compare, for example, effects of singular and persistent substance deliveries and to optimize therapeutic application times, ie to optimize the application schedules of the selected tumor therapy. Due to the above-mentioned properties of the obtained primary culture tumor cells, these are also suitable for use in standardized test and screening systems, such as in high-throughput screening methods for the development and application of new and known tumor therapeutics and their application schemes in therapeutic measures.
  • An advantage of the method according to the invention is in particular that it is capable of producing primary tumor cultures, for example of breast cancer, within a few days and thus makes it possible to quickly and accurately create an individualized therapy plan for the patient and thus also to forego potentially ineffective standard therapies ,
  • Tumor tissue susceptible to breast cancer surgery was washed under sterile conditions three times in phosphate buffered saline (PBS) at room temperature and in MaCA medium, (Mammary Epithelial Cell Growth Medium, Promocell, Heidelberg, Germany), containing 2 ml per 500 ml mL bovine pituitary extract (13 mg / mL), 0.5 mL_ hydrocortisone (0.5 mg / mL), 0.5 mL recombinant human epidermal growth factor (EGF, 10 ⁇ g / mL), 0.5 mL insulin (5 mg / mL) and 0.5 mL gentamycin (50 mg / mL) mixed with amphotericin B (50 ⁇ g / mL) was cut with a scalpel into pieces of tissue having a maximum edge length of 1 to 1.5 mm, which is a cuboidal shape exhibited.
  • PBS phosphate buffered saline
  • MaCA medium MaCA medium
  • tissue pieces were up to 10 to 15 units in 50 mL of the above medium supplemented MACA-cultured at 37 0 C in a water-saturated 5% CO 2 atmosphere.
  • cell aggregates grown out of the tumor pieces and adhering to the surface of the culture dish can be observed, forming multi-layered cell aggregates.
  • trypsin / EDTA solution the cell clusters grown on the surface of the culture dish can be detached and subcultured, optionally after washing and gentle centrifugation.
  • the mixture of adult tumor cells ie the growing cells on the surface of the culture dish in mixture with the original tumor tissue twice with PBS at 37 0 C and then after treatment with 0.25 percent trypsin / EDTA solution (1:10 , 0.25% trypsin / EDTA, Invitrogen GmbH, Düsseldorf, Germany) for about 10 to 15 min at 37 0 C replaced.
  • the cell suspension is passed through 100 ⁇ m filters (DaKoCytomation, Hamburg, Germany) to remove the original tumor tissue.
  • the cells contained in the filtrate are called passage 1 cells, centrifuged (400 xg / 5 min), resuspended in fresh supplemented MaCA medium and cultured in cell culture bottles to a density of about 5 x 10 4 cells / mL.
  • the breast cancer primary cells of this first passage can be detached in the subconfluent state by a renewed trypsin / EDTA treatment and are then available as passage 2 cells in sufficient numbers as individual breast cancer primal tumor cells for functional analysis.
  • Example 2 Additional reduction of fibroblasts in preparations of tumor tissue
  • Example 1 primary cell cultures are generated from tumor tissue, and additionally the cells of the first passage can be treated with a MACS anti-fibroblast kit (Miltenyi Biotech GmbH, Bergisch Gladbach, Germany).
  • Mouse monoclonal anti-fibroblast antibodies immobilized on colloidally dispersed superparamagnetic beads selectively remove any fibroblasts present from the primary cell culture of the first passage. Subsequently, the tumor cells are cultured in supplemented MaCA medium according to Example 1. In the preparation of this invention, however, it has been shown that additional removal of fibroblasts from primary cell cultures of the first passage is largely dispensable, since the culture already shows no significant contamination with fibroblasts due to the method according to the invention.
  • Housekrebsprimärzellulturen prepared according to Example 1 are trypsinized in the usual way after the first, second or third passage in supplemented MaCA medium and supplemented to about 5 ⁇ 10 5 cells / mL in a tube with MaCA medium, according to Example 1, in addition to 10 % (VoI ./Vol.) Of fetal calf serum (Invitrogen) and 10% (v / v) DMSO (Sigma) frozen over a period of about 12 h at -80 0 C and then in liquid nitrogen (-196 0 C ) shock-frozen and stored.
  • Frozen shock primary culture cells can be stored for a short time at -80 0 C., but preferably in liquid nitrogen.
  • the cryopreserved tumor primary culture cells are rapidly heated to 37 0 C and cultured after removal of fetal calf serum and DMSO in supplemented MaCA medium at 37 0 C, 5% CO 2 .
  • Example 1 an initial cell / tissue culture was cultivated from tumor tissue pieces of a breast carcinoma with a maximum edge length in the range of 1 to 2 mm on a coverslip and then in a solution with 3% glutaraldehyde, 2% formaldehyde in 0.1 M sodium cacodylate at pH 7.4 for at least 24 hours at 4 0 C fixed. Subsequently, the samples were postfixed in 1% OsO 4 , then dehydrated in an ethanol gradient. The samples dried at the critical point were coated with gold-palladium (SEM coating system E5400, Polaron, Watford, England) and then analyzed in a scanning electron microscope (JEOL SSM-35CF) at 15 kV.
  • SEM coating system E5400 Polaron, Watford, England
  • FIG. 1 An overview image is shown in Figure 1 at 200-fold magnification, in which the cultivation of the individual pieces of tumor on the glass surface and the growth of the tumor primary cells is visible.
  • the cell morphology of bulky cell bodies with strange structures is atypical for contaminating foreign cells, such as fibroblasts, since the latter have very elongated and spindle-shaped leaking cell structures.
  • Figure 1A also partially illustrates the stacking of cells within this three-dimensionally growing tumor culture, with individual cells forming both long and short cell spurs.
  • the tumor cells form a multiplicity of cytoplasmic extensions to their neighboring cells. It is believed that these intercellular compounds serve transcellular transport and other intracellular intracellular communication processes. These intercellular compounds are also typical of tumor tissue in vivo, so it is clear here that the primary cell cultures according to the invention have a structure which closely resembles the structure of the tumor in vivo.
  • breast tumor primary culture cells according to the invention form a relatively homogeneous population with three-dimensional structure similar to the cells in the connective tissue of a tumor in vivo.
  • cytokeratin was analyzed as a marker in primary tumor cultures in MaCA medium.
  • vimentin intermediate filaments can also be expressed in breast tumor tissue. Vimentin expression is also typical of fibroblasts, but no cytokeratins are found here.
  • these two intermediary filaments are useful as markers for detecting any contamination by other cell types, such as fibroblasts.
  • Fibroblasts usually present a problem in the cultivation of primary cells, as fibroblasts have a higher cell division rate than other cell populations and thus overgrow the primary cells desired in the culture.
  • cells of a tumor primary culture according to Example 1 were prepared, passaged three times and washed on a microscope slide three times with PBS / Tween-20 for 15 min, then dried for 60 min. Thereafter, the samples were fixed in ice-cold acetone for 10 minutes and rehydrated with PBS for 5 minutes. Non-specific binding sites were blocked by incubation in 5% (w / v) BSA in PBS, then incubated for 30 min with a mouse anti-vimentin antibody (clone V9 (1: 100), DakoCytomation).
  • a mouse anti-vimentin antibody clone V9 (1: 100
  • FIG. 2 A shows the uptake of the green fluorescence of the cytokeratin filaments in the primary tumor culture
  • FIG. 2 B the vimentin filaments in red fluorescence
  • FIG. 2 C the cell nuclei of the respective tumor primary culture cells in blue DAPI staining.
  • FIG. 2D The superimposition of the individual images of FIGS. 2A-C produced with the aid of the image processing program bündle analySIS'B (Olympus) is shown in FIG. 2D.
  • FIG. 2 D makes it clear that tumor primary culture cells express either only cytokeratin or exhibit more or less strong co-expression of the vimentin and cytokeratin filaments, whose intracellular localization differs, however.
  • Example 6 Use of breast tumor primary culture cells to analyze the efficacy of drugs against in vivo tumor tissue
  • tumor primary culture cells For efficacy tests of substances that could be used as medicaments, preference is given to using tumor primary culture cells according to the invention of the second to fourth passage. Because it has been shown that the primary cell cultures in later passages contain a higher proportion of cell cycle arrested and apoptotic cells, suggesting that the cell characteristics differ from the original ones.
  • the method according to the invention is capable of producing tumor primary cultures, for example of breast cancer, within a few days, it is suitable for providing a test system for individual patients, with which the effect of medicaments, for example chemotherapeutics, as well as the possible success of radiation therapy can be tested.
  • medicaments for example chemotherapeutics
  • the method according to the invention is capable of producing tumor primary cultures, for example of breast cancer, within a few days, it is suitable for providing a test system for individual patients, with which the effect of medicaments, for example chemotherapeutics, as well as the possible success of radiation therapy can be tested.
  • chemotherapeutics for example chemotherapeutics
  • the therapeutic approach against the original tumor can be determined individually, so that effective forms of therapy can be selected, while ineffective standard therapies are dispensable.
  • Example 7 Characterization of tumor primary culture cells by analysis of cell cycles in successive culture runs
  • the decrease in cell number that is in the S-phase of the cell cycle shows the decrease in the ability to divide in the course of successive passages. From the 5th to the 7th passage, the G2 / M phase is no longer detectable, while at the same time a continuous increase in the population in the sub-G1 phase is detectable, which indicates predominantly apoptotic cells.
  • Example 8 Characterization of the tumor primary culture cells in the course of the passage through Westemblot
  • Example 6 For analysis, cells obtained from the individual passages of Example 6 were washed in PBS, spun down, homogenized in SDS loading buffer with a cannula, and then electrophoresed in a denaturing polyacrylamide gel. The proteins were transferred to ImmobilonP membranes and detected after blocking with BSA with specific antibodies to panCytokeratin, and vimentin, as well as to -ctin as charge control. The result is shown in Figure 4 for panCytokeratin, vimentin and ⁇ -actin, respectively. It equal amounts of protein (10 ⁇ g) were applied; the fragment sizes given were determined using parallel separated marker proteins.
  • panCytokeratin shows that cytokeratin is expressed at a significantly higher level only with an increasing amount of culture passages, ie when the primary culture has already reached a growth-arrested state.
  • panCytokeratin shows that cytokeratin is positive
  • Cytokeratins in tumor tissue does not appear to be a marker to identify malignant metastatic tumor cells or tumor recurrences.

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Abstract

The present invention relates to methods for obtaining primary-culture tumour cells from tumour tissue. More precisely, the present invention relates to a method for obtaining primary-culture tumour cells from tumour tissue, in particular breast carcinoma, where, in one method step, the tumour tissue is divided into tumour-tissue sections of a certain size, and these tissue sections are then cultured under defined conditions. The invention also concerns the primary-culture tumour cells that can be obtained by this method from the tumour tissue, in particular primary-culture tumour cells from breast carcinoma. Finally, the invention relates to the use of these primary-culture tumour cells for, among other things, determining an individual course of tumour treatment, or for testing and screening of new therapeutic agents against tumours.

Description

Verfahren zum Erhalt von Primärkulturtumorzellen aus Tumorgewebe, insbesondere Mammakarzinom, Primärkulturtumorzellen und deren VerwendungMethod for obtaining primary culture tumor cells from tumor tissue, in particular breast cancer, primary culture tumor cells and their use
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Erhalt von Primärkulturtumorzellen aus Tumorgewebe. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erhalt von Primärkulturtumorzellen aus Tumorgewebe, insbesondere Mammakarzinom, wobei in einem Verfahrensschritt das Tumorgewebe in Tumorgewebsstücke bestimmter Größe zerkleinert wird und diese Gewebsstücke dann unter bestimmten Bedingungen kultiviert werden. Die Erfindung richtet sich weiterhin auf die durch dieses Verfahren erhältlichen Primärkulturtumorzellen aus dem Tumorgewebe, insbesondere Primärkulturtumorzellen aus dem Mammakarzinom. Die Erfindung betrifft schließlich die Verwendung dieser Primärkulturtumorzellen u. a. zur Bestimmung einer individuellen Tumortherapie oder zur Testung und Screening neuer Tumortherapeutika.The present invention relates to methods for obtaining primary culture tumor cells from tumor tissue. More particularly, the present invention relates to a method for obtaining primary culture tumor cells from tumor tissue, in particular breast cancer, wherein in one process step the tumor tissue is comminuted into tumor tissue of a particular size and then these tissue pieces are cultured under certain conditions. The invention further relates to the primary culture tumor cells obtainable by this method from the tumor tissue, in particular primary culture tumor cells from mammary carcinoma. Finally, the invention relates to the use of these primary culture tumor cells u. a. for the determination of an individual tumor therapy or for the testing and screening of new tumor therapeutics.
Stand der TechnikState of the art
Tumore und die entsprechenden Krebserkrankungen stellen eine der häufigsten Todesursachen bei Menschen dar. Brustkrebs als eine Form der malignen Entartung der Brustdrüse ist die mit Abstand häufigste Krebserkrankung bei Frauen. Aufgrund der nur sehr beschränkten Therapiemöglichkeiten, -Operation, Chemo- /Hormontherapie, Strahlentherapie - bei diversifizierter Tumorprogression ist der Brustkrebs dabei auch eine der häufigsten krankheitsbedingten Todesursachen bei Frauen. Aber auch andere Krebsarten, wie Blasenkrebs, Lungenkrebs, Hautkrebs oder andere Krebsarten epithealen Ursprungs sowie andere Arten von Drüsenkrebs, wie Bauchspeicherdrüsenkrebs sind eine häufige Todesursache bei Menschen.Tumors and related cancers are among the most common causes of death in humans. Breast cancer, as a form of malignant breast disease, is by far the most common cancer in women. Due to the very limited treatment options, surgery, chemo- / hormone therapy, radiotherapy - with diversified tumor progression, breast cancer is also one of the most common causes of death in women. But other cancers, such as bladder cancer, lung cancer, skin cancer or other cancers of epithelial origin as well as other types of glandular cancer, such as pancreatic cancer are a common cause of death in humans.
Bei Brustkrebspatienten findet im Anschluss an die Operation und der damit verbundenen Entfernung des Primärtumors, dem Mammakarzinom, häufig eine adjuvante medikamentöse Therapie mit Zytostatika statt. Insbesondere bei bereits aufgetretener Metastasierung des Primärtumors, d.h. z.B. bei gleichzeitigem Tumorbefall der Achsellymphknoten, wird diese adjuvante medikamentöse Therapie mit Zytostatika durchgeführt. Andere therapeutischen Verfahren umfassen eine Strahlentherapie oder Hormontherapie oder Kombinationen dieser Therapieformen. Tatsächlich wird bisher unter anderem der Hormonrezeptorstatus des Tumorgewebes genommen, um eine Stratifizierung des Patienten durchzuführen, d.h. die Strategie für die Therapie des Patienten festzulegen. Die richtige Auswahl der Therapieform ist aber sehr wichtig. Hormontherapien, z.B. mit Tamoxifen, können nur dann zur Behandlung eingesetzt werden, wenn Hormonrezeptor positive Krebszellen, z.B. Estrad iol-positive Brustkrebszellen, im Tumor nachgewiesen werden. Weiterhin ist bekannt, dass ein gewisser Prozentsatz dieser Hormonrezeptor-positiven Tumore nicht auf die Hormontherapie reagieren. Gleiches gilt für andere Therapieformen oder auch kombinierte Therapieformen wie eine gleichzeitige Chemo- und Hormontherapie oder eine kombinierte Chemo- und Strahlentherapie. Die richtige Auswahl der Therapieform, die so genannte individualisierte Therapie der erkrankten Person ist daher bei der Therapie von Tumorerkrankungen wesentlich. Insbesondere, da auch die Zeit nach Diagnose der Krebserkrankung eine wesentliche Rolle zum Erfolg der Therapie beiträgt.In breast cancer patients, adjuvant drug therapy with cytotoxic drugs is often followed by surgery and the associated removal of the primary tumor, breast cancer. Particularly in the case of metastasis of the primary tumor that has already occurred, ie in the case of simultaneous tumor infiltration of the axillary lymph nodes, for example, this adjuvant medicinal therapy becomes effective performed with cytostatics. Other therapeutic methods include radiotherapy or hormone therapy or combinations of these forms of therapy. In fact, hitherto, among other things, the hormone receptor status of the tumor tissue has been taken to perform stratification of the patient, ie to determine the strategy for the therapy of the patient. The right choice of therapy is very important. Hormone therapies, eg with tamoxifen, can only be used for treatment if hormone receptor positive cancer cells, eg Estrad iol-positive breast cancer cells, are detected in the tumor. Furthermore, it is known that a certain percentage of these hormone receptor-positive tumors do not respond to hormone therapy. The same applies to other types of therapy or combined therapies such as simultaneous chemo- and hormone therapy or a combined chemo- and radiotherapy. The right choice of therapy, the so-called individualized therapy of the diseased person is therefore essential in the treatment of tumor diseases. In particular, since the time after diagnosis of the cancer also plays an essential role in the success of the therapy.
Das für eine suffiziente Therapieform notwendige Screening unabhängig vom operativen Eingriff, also das Testen von hormon-, chemo- und/oder strahlentherapeutischen Maßnahmen, beschränkte sich bislang auf immortalisierte Brustkrebszelllinien (z.B. MCF-7 etc.) in vitro und/oder auf Tierversuche in vivo. Immortalisierte Zelllinien stellen allerdings ein artifizielles Testsystem dar und entsprechen nicht der tatsächlichen in vivo Situation. Gleiches gilt für Tiermodelle, da es sich dabei meist um induzierte Tumortiermodelle handelt. Eine Übertragung der im Tiermodell oder mit immortalisierten Zelllinien erhaltenen Ergebnisse auf die in vivo Situation ist schwierig. Die Stratifizierung des zu therapierenden Patienten stellt daher nach wie vor ein großes Problem dar. Insbesondere Multidrug-resistente Tumore (MDR-Tumore) sind ein großes Problem in der Therapie eines Tumorpatienten.The necessary for a sufficient form of therapy screening independent of the surgical procedure, ie the testing of hormone, chemo and / or radiotherapeutic measures, has been limited to immortalized breast cancer cell lines (eg MCF-7, etc.) in vitro and / or on animal experiments in vivo , However, immortalized cell lines represent an artificial test system and do not correspond to the actual in vivo situation. The same applies to animal models, since these are usually induced tumor animal models. It is difficult to transfer the results obtained in the animal model or with immortalized cell lines to the in vivo situation. The stratification of the patient to be treated therefore continues to be a major problem. In particular, multidrug-resistant tumors (MDR tumors) are a major problem in the therapy of a tumor patient.
Wie bereits oben ausgeführt, sind z.B. im Bereich Brustkrebs die klassischen Prognosefaktoren bei Patienten mit primärem Mammakarzinom die Tumorgröße, Differenzierungsart, Hormonrezeptorstatus und Lymphknotenbefall. Im klinischen Alltag fällt immer wieder auf, dass Tumoren, die gemäß dieser etablierten Prognosefaktoren eigentlich mit einer guten Prognose einhergehen sollten, einen aggressiven Erkrankungsverlauf nehmen können. So erleiden ca. 30 % der Patienten nach einem nodal-negativen Mammakarzinom ein Rezidiv innerhalb von 10 Jahren nach der Diagnosestellung. Daher ist die Stratifizierung des einzelnen Patienten und damit die Bestimmung der individuellen Tumortherapie ein wesentlicher Punkt bei einer erfolgreichen Behandlung der Tumorpatienten.As already mentioned above, for example in the area of breast cancer, the classic prognostic factors in patients with primary breast cancer are tumor size, Differentiation type, hormone receptor status and lymph node involvement. In everyday clinical practice, it is always noticeable that tumors, which according to these established prognostic factors should actually be associated with a good prognosis, can take an aggressive course of the disease. Approximately 30% of patients with nodal-negative breast cancer experience recurrence within 10 years of diagnosis. Therefore, the stratification of the individual patient and thus the determination of the individual tumor therapy is an essential point in a successful treatment of tumor patients.
Wie bereits oben ausgeführt, haben die in vitro Screening-Verfahren und die tierexperimentellen Methoden nur eine pauschalisierte und im Hinblick auf die Diversifikation des Einzelfalls völlig unspezifische Aussagekraft. Dies hat zur Konsequenz, dass grobmaschige Therapieschemata zur Routineanwendung entwickelt wurden, die bei einigen Patienten nur unzureichende Wirkungen erzielen oder sogar völlig versagen. Im schlimmsten Fall können diese Therapieschemata sogar durch die DNA-schädigende und mutagene Wirkung Sekundärtumore im gesunden proliferenden Gewebe induzieren. Aus diesem Grund sind z.B. im Fall einer Brustkrebserkrankung die individuell diagnostischen Hilfsmittel äußerst limitiert und darüber hinaus gibt es für individualisierte therapeutische Ansätze im Prinzip keine Möglichkeiten.As already stated above, the in vitro screening methods and the animal experimental methods have only a generalized and with regard to the diversification of the individual case completely unspecific value. The consequence of this is that coarse-meshed therapy regimens have been developed for routine use, which in some patients only achieve inadequate effects or even completely fail. In the worst case, these regimens may even induce secondary tumors in the healthy proliferating tissue even by the DNA damaging and mutagenic effect. For this reason, e.g. In the case of breast cancer, the individual diagnostic tools extremely limited and beyond there are in principle no possibilities for individualized therapeutic approaches.
Wie bereits oben erwähnt, sind immortalisierte Zelllinien aus Mammakarzinomen bekannt. Durch die Immortalisierung repräsentieren sie im Gegensatz in vivo Bedingungen eine eher artifizielle Zellkultur. Diese immortalisierten Zelllinien zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass ihre Reaktion auf Wirkstoffe, beispielsweise zur Testung von Arzneimittel, anders ausfallen, als die Reaktion von Zellen in vivo, d.h. in Patienten. So berichtete unter anderem Hass et al. (Signal Transduction, 3, Seiten 9 bis 17, 2003) über die Unterschiede der Reaktionen von normalem Brustepithelzellen (HMEC-1) gegenüber den Brusttumorzelllinien MDA- MB-231 bzw. MCF-7 auf erhöhte Östrogenkonzentration. Versuche zum Erhalt von Primärkulturzellen aus Tumorgewebe, z.B. aus Mammakarzinom, wurden durchgeführt. So beschreibt z.B. Bartsch et al, LifeSciences 67, Seiten 2953-2960, 2000, die Untersuchung von Tumoren aus Patienten mit Mamma- und Ovarialkarzinom. Das Tumormaterial wurde dabei in kleine Fragmente geteilt und diese Fragmente wurden zur Vereinzelung der Zellen mit Enzymreagenzien, die üblicherweise Proteasen, wie Trypsin oder Chemotrypsin, und DNasen und RNasen enthalten, verdaut. Anschließend wurden diese so erhaltenen, durch Proteaseverdau vereinzelten Zellen kultiviert.As mentioned above, immortalized mammalian carcinoma cell lines are known. By immortalization they represent in contrast in vivo conditions a more artificial cell culture. Amongst other things, these immortalized cell lines are distinguished by the fact that their response to active substances, for example for testing drugs, is different than the reaction of cells in vivo, ie in patients. Hass et al. (Signal Transduction, 3, pages 9-17, 2003) for differences in the responses of normal mammary epithelial cells (HMEC-1) to breast tumor cell lines MDA-MB-231 and MCF-7, respectively, to increased estrogen concentration. Attempts to obtain primary culture cells from tumor tissue, eg from breast cancer, were performed. For example, Bartsch et al, LifeSciences 67, pages 2953-2960, 2000 describes the study of tumors from patients with breast and ovarian carcinoma. The tumor material was then divided into small fragments and these fragments were digested to isolate the cells with enzyme reagents, usually containing proteases, such as trypsin or chemotrypsin, and DNases and RNases. Subsequently, these cells thus obtained, isolated by protease digestion, were cultured.
Aus dem Stand der Technik ist jedoch kein Verfahren bekannt, mit dem einfach Primärkulturtumorzellen aus dem Tumorgewebe erhalten werden, wobei diese Zellen nicht durch Immortalisierung verändert wurden, aber trotzdem über einen längeren Zeitraum ohne wesentliche Veränderung ihrer Eigenschaften in Kultur gehalten werden können Das heißt, bislang existierende Methoden zur Isolierung und Testen von Brustkrebszellen haben ihre Limitation auch in der Kultivierung, z.B. Stampfer.MR, J. Tissue Culture Methods, 9:107-115 (1985).However, the prior art does not disclose a method of simply obtaining primary culture tumor cells from the tumor tissue, which cells have not been altered by immortalization, but nevertheless can be maintained in culture for a prolonged period of time without substantial change in their properties existing methods for the isolation and testing of breast cancer cells have their limitation also in the cultivation, eg Stampfer.MR, J. Tissue Culture Methods, 9: 107-115 (1985).
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren bereitzustellen, das den Erhalt von Primärkulturtumorzellen aus dem Tumorgewebe erlaubt und dabei die oben genannten Nachteile überwindet, d.h. die eine längere Kultivierung der Tumorzellen ohne wesentliche Veränderung dieser ermöglicht. Diese so erhaltenen Primärkulturtumorzellen erlauben eine Stratifizierung von Patienten für eine Therapie aber auch eine Verwendung dieser erhaltenen Zellen in anderen Bereichen z.B. im Bereich des Screenens und Testen neuer potenzieller Tumortherapeutika sowie bei der Entwicklung und Testung entsprechender Applikationsschemata neuer und alter Tumortherapeutika.The object of the present invention is therefore to provide a method which allows the preservation of primary culture tumor cells from the tumor tissue and thereby overcomes the above-mentioned disadvantages, i. which allows prolonged cultivation of the tumor cells without substantial modification of them. These primary culture tumor cells thus obtained permit stratification of patients for therapy but also use of these obtained cells in other areas, e.g. in the field of screening and testing of new potential tumor therapeutics as well as in the development and testing of appropriate application regimens of new and old tumor therapeutics.
Mit Hilfe der neuen Methode ist es gelungen, aus Tumorgewebsproben von Tumoren, insbesondere epithelialen Tumoren, wie Mammakarzinomen, Primärkulturen ex vivo anzureichern und über einen langen Zeitraum zu vermehren. Durch diese direkte Expansion von ex vivo Tumorprimärkulturen bieten sich eine Reihe individueller diagnostischer und therapeutischer Anwendungsmöglichkeiten. Die vorliegende Erfindung richtet sich daher ebenfalls auf die Verwendung dieser Tumorprimärkulturen in Screening-Assays und Testssystemen zur Stratifizierung von Patienten, d.h. zur Bestimmung der individuellen Tumortherapie des Patienten. Weiterhin erlauben die Tumorprimärkulturen die Bereitstellung von Systemen zum Testen und Screenen neuer potentieller Tumortherapeutika und zur Bestimmung der Applikationsschemata neuer und alter Tumortherapeutika.With the help of the new method, it has been possible to enrich ex vivo from tumor tissue samples of tumors, in particular epithelial tumors, such as mammary carcinomas, and multiply them over a long period of time. This direct expansion of ex vivo tumor primary cultures offers a range of individual diagnostic and therapeutic applications. The present invention is therefore also directed to the use of these tumor primary cultures in screening assays and test systems for stratifying patients, ie for determining the individual tumor therapy of the patient. Furthermore, the tumor primary cultures allow the provision of systems for testing and screening new potential tumor therapeutics and for determining the application regimens of new and old tumor therapeutics.
In bevorzugten Ausführungsformen umfasst dabei das erfindungsgemäße Verfahren die Aufarbeitung des Tumorgewebes ohne einem enzymatischen Verdau, insbesondere ohne einem .Proteaseverdau, vor Kultivierung des Tumorgewebes. Erfindungsgemäß wird zur Kultivierung das Tumorgewebe in Tumorgewebsstücke einer Größe mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm zerkleinert. Anschließend erfolgt eine Kultivierung der Tumorgewebsstücke in für Tumorzellen geeignetem Medium. Dieses Medium ist dabei bevorzugt mit Rinder- Hypophysenextrakt, Hydrocortison, Insulin und humanen epidermalem Wachstumsfaktor supplementiert. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen enthält dieses Medium kein Serum und/oder keine Antibiotika.In preferred embodiments, the method according to the invention comprises the processing of the tumor tissue without an enzymatic digestion, in particular without a .Proteaseverdau, before culturing the tumor tissue. According to the invention, the tumor tissue is crushed into tumor tissue of a size with a diameter of about 0.5 mm to about 3 mm for cultivation. Subsequently, the tumor tissue pieces are cultivated in medium suitable for tumor cells. This medium is preferably supplemented with bovine pituitary extract, hydrocortisone, insulin and human epidermal growth factor. In other preferred embodiments, this medium contains no serum and / or antibiotics.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Tumorgewebe um primäre Mammakarzinome. In erfindungsgemäßen Ausführungsformen bilden dabei diese Tumorprimärkulturen bei Kultivierung mehrschichtige Zellverbände aus.The tumor tissue is preferably primary breast cancer. In embodiments according to the invention, these tumor primary cultures form multilayer cell aggregates on cultivation.
Kurze Beschreibung der AbbildungenBrief description of the illustrations
Figur 1 : Figur 1 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme von Brustkrebsprimärkulturzellen.FIG. 1: FIG. 1 is an electron micrograph of breast cancer primary culture cells.
Figur 2: Figuren 2 A bis D sind Fluoreszenzaufnahmen von Brustkrebsprimärkulturzellen, die mit verschiedenen Markern markiert wurden. Figur 2A: panCytokeratin, Figur 2B: Vimentin, Figur 2C: DAPI. Figur 2 D zeigt eine Überlagerung der Einzelfluoreszenzaufnahmen, wie sie in den Figuren 2 A bis C dargestellt sind.FIG. 2: FIGS. 2 A to D are fluorescence images of breast cancer primary culture cells labeled with different markers. FIG. 2A: panCytokeratin, FIG. 2B: vimentin, FIG. 2C: DAPI. Figure 2 D shows a superposition of the Einzelfluoreszenzaufnahmen, as shown in Figures 2 A to C are shown.
Figur 3: Figur 3 ist eine Grafik zur Zellzyklusanalyse von verschiedenen Passagen der Kultivierung von Brustkrebsprimärtumorzellen. P2 bis P7 bedeuten dabei die entsprechenden Passagen, Passage 2 bis Passage 7.Figure 3: Figure 3 is a graph of cell cycle analysis of various passages of the culture of breast cancer primate tumor cells. P2 to P7 mean the corresponding passages, passage 2 to passage 7.
Figur 4: Figur 4 ist ein Westemblot, in dem wiederum die Expression von panCytokeratin, Vimentin und -Actin auf Proteinebene in verschiedenen Passagen während der Kultivierung von Brustkrebstumorzellen gezeigt sind.FIG. 4: FIG. 4 is a western blot which in turn shows the expression of panCytokeratin, vimentin and actin at the protein level in various passages during the cultivation of breast cancer tumor cells.
Ausführliche Darstellung der ErfindungDetailed illustration of the invention
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Erhalt von Primärkulturtumorzellen aus Tumorgewebe, insbesondere Tumorprimärkulturen aus Mammakarzinomen bereit, sowie mit diesem Verfahren erhältliche Primärkulturtumorzellen, insbesondere Tumorprimärzellen des Mammakarzinoms. Die erfindungsgemäßen Primärkulturtumorzellen, die in einer bevorzugten Ausführungsform von Epithelzellkarzinomen, insbesondere Mammakarzinomen stammen, können aus Tumorgewebsproben mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten und in Kultur vermehrt werden, so dass sie z.B. als Testsystem für verschiedene Anwendungen zur Verfügung stehen. Dabei können diese erhaltenen Primärkulturtumorzellen zwischenzeitlich konserviert gelagert werden.The invention provides a method for obtaining primary culture tumor cells from tumor tissue, in particular tumor primary cultures from mammary carcinomas, as well as primary culture tumor cells obtainable by this method, in particular tumor primary cells of mammary carcinoma. The primary culture tumor cells according to the invention, which in a preferred embodiment are derived from epithelial cell carcinomas, in particular mammary carcinomas, can be obtained from tumor tissue samples by the method according to the invention and propagated in culture, so that e.g. be available as a test system for various applications. These preserved primary culture tumor cells can be stored in the meantime conserved.
Im Folgenden wird unter dem Begriff „Primärkulturtumorzellen" aus Tumorgewebe solche Zellen verstanden, die im Wesentlichen die gleichen Marker exprimieren und im wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufzeigen, wie Tumorzellen in vivo im Tumorgewebe, aus dem diese Primärkulturtumorzellen stammen. Im Folgenden werden die Begriffe „Primärkulturtumorzellen" und „Tumorprimärkulturen" synonym verwendet. Bei den Primärkulturtumorzellen handelt es sich nicht um artifiziell (z.B. durch Virentransformation) immortalisierte Zelllinien.In the following, the term "primary tumor tumor cells" from tumor tissue is understood to mean those cells which essentially express the same markers and exhibit essentially the same properties as tumor cells in vivo in the tumor tissue from which these primary culture tumor cells originate "and" tumor primary cultures "synonymous used. The primary culture tumor cells are not artificially (eg by viral transformation) immortalized cell lines.
Unter dem Begriff „Tumor" fallen alle Arten von Tumoren, insbesondere solide Tumore. Insbesondere handelt es sich um solide Tumore epithelialen Ursprungs, wieThe term "tumor" covers all types of tumors, in particular solid tumors, in particular solid tumors of epithelial origin, such as
Mammakarzinom, Blasenkarzinom oder Lungenkarzinom und Hautkrebs sowie derenBreast carcinoma, bladder carcinoma or lung carcinoma and skin cancer and their
Metastasen. D.h. unter dem Begriff „Tumor" fallen nicht nur Primärtumore sondern auch durch Metastasierung entstandene Tumore, insbesondere Organmetastasen und Knochenmarkmetastasen sowie Zellen aus rezidiven Brustkrebstumoren. Weiterhin wird durch den Begriff „Tumor" Epithelialzellkarzinome andererMetastases. That The term "tumor" includes not only primary tumors but also metastasis tumors, in particular organ metastases and bone marrow metastases as well as cells from recurrent breast cancer tumors
Drüsengewebe als Brustdrüse erfasst, wie z.B. des Pankreaskarzinoms.Glandular tissue is detected as a mammary gland, e.g. of pancreatic carcinoma.
Mit dem Ausdruck „Tumortherapeutika" werden Wirkstoffe bezeichnet, die das Tumorwachstum negativ beeinflussen. Diese Tumortherapeutika umfassen sowohl Verbindungen, wie Chemotherapeutika und Hormone als auch andere Mittel zur Behandlung von Tumoren, wie Strahlung oder nicht-konservative Therapieformen.The term "tumor therapeutics" refers to drugs that have a negative impact on tumor growth.These tumor therapeutics include compounds such as chemotherapeutics and hormones as well as other agents for the treatment of tumors such as radiation or non-conservative forms of therapy.
Der Ausdruck „System" oder „Testsystem", wie er hier nebeneinander verwendet wird, umfasst unter anderem so genannte Kits oder andere Einheiten, die die erfindungsgemäßen Primärkulturtumorzellen enthalten, sowie eine Anleitung zur Durchführung von unter anderem den erfindungsgemäßen Verfahren. Diese Systeme oder Testsysteme können gegebenenfalls weiterhin weitere, für die Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren notwendige Komponenten, wie Reagenzien, Gefäße etc umfassen. Dabei können die einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Kits in getrennten Behältnissen oder zusammen in einem Behälter verpackt sein. Das erfindungsgemäße System kann z.B. ein Screening- Assay sein, wie er dem Fachmann wohl bekannt ist.The term "system" or "test system", as used here side by side, includes, inter alia, so-called kits or other units containing the primary culture tumor cells according to the invention, as well as a guide to perform, inter alia, the inventive method. If appropriate, these systems or test systems may further comprise further components necessary for carrying out the method according to the invention, such as reagents, vessels, etc. The individual components of the kit according to the invention may be packed in separate containers or together in a container. The system according to the invention can e.g. a screening assay as is well known to those skilled in the art.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erhalt von Tumorprimärkulturen aus Tumorgewebe, wie Mammakarzinomen, geht von Tumorgewebe aus, das z.B. bei einer Brustkrebsoperation oder bei der Entnahme von Biopsien erhältlich ist. Dieses möglichst steril gewonnene Gewebe wird gegebenenfalls unter sterilen Bedingungen mir einer Waschlösung, wie PBS oder anderen physiologischen Lösungen, gewaschen und dann unter sterilen Bedingungen in Tumorgewebsstücke zerkleinert, um anschließend die Tumorgewebsstücke in für Tumorzellen geeignetem Medium zu kultivieren.The method according to the invention for obtaining tumor primary cultures from tumor tissue, such as mammary carcinomas, is based on tumor tissue, which is obtainable, for example, during a breast cancer operation or when taking biopsies. This tissue, which is obtained as sterile as possible, is optionally sterilized washed with a washing solution, such as PBS or other physiological solutions, and then minced into tumor tissue under sterile conditions to subsequently cultivate the tumor tissue in media suitable for tumor cells.
Dabei bedeutet der Ausdruck „in für Tumorzellen geeignetem Medium" ein Medium, das das Wachstum der Tumorzellen in dem Tumorgewebe fördert.The term "tumor cell-suitable medium" means a medium that promotes the growth of the tumor cells in the tumor tissue.
Erfindungsgemäß umfasst die Aufarbeitung des erhaltenen Tumorgewebes zur Kultivierung der Tumorgewebsstücke keine Behandlung mit Protease oder, in einer bevorzugten Ausführungsform, irgendeine enzymatische Behandlung. Insbesondere erfolgt keine Trypsin-Behandlung des Tumorgewebes vor Kultivierung der Tumorgewebsstücke.According to the invention, the processing of the tumor tissue obtained for cultivating the tumor tissue pieces does not involve treatment with protease or, in a preferred embodiment, any enzymatic treatment. In particular, no trypsin treatment of the tumor tissue is carried out prior to culturing the tumor tissue.
Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Medium geeignet zur Kultivierung der Tumorzellen in den Tumorgewebsstücken ist dabei in einer bevorzugten Ausführungsform supplementiert mit Rinder-Hypophysenextrakt, Glucocorticoide, wie Hydrocortison, Insulin und rekombinante humane Wachstumsfaktoren, wie den humanen epidermalem Wachstumsfaktor. Insbesondere bevorzugt sind diese Stoffe in Mengen von 500 bis 5 μg/ml für den Rinder-Hypophysenextrakt, 0,05 bis 5 μg/ml für die Glucocorticoide, wie Hydrocortison, 0,5 bis 50 μg/ml Insulin und 1 bis 100 ng/ml an humanen epidermalem Wachstumsfaktor in dem Medium enthalten. Besonders bevorzugt ist ein Medium, das mit 20 bis 80 μg/ml, wie 52 μg/ml Rinder-Hypophysenextrakt, 0,1 bis 2,5 μg/ml, wie 0,5 μg/ml Hydrocortison, 1 bis 25 μg/ml, wie 5 μg/ml Insulin und 2 bis 50 ng/ml, wie 10 ng/ml humanen epidermalem Wachstumsfaktor versetzt wurde.In a preferred embodiment, the medium to be used in the method according to the invention for cultivating the tumor cells in the tumor tissue is supplemented with bovine pituitary extract, glucocorticoids, such as hydrocortisone, insulin and recombinant human growth factors, such as the human epidermal growth factor. Particularly preferred are these substances in amounts of 500 to 5 μg / ml for the bovine pituitary extract, 0.05 to 5 μg / ml for the glucocorticoids, such as hydrocortisone, 0.5 to 50 μg / ml insulin and 1 to 100 ng / ml of human epidermal growth factor in the medium. Particularly preferred is a medium containing 20 to 80 μg / ml, such as 52 μg / ml bovine pituitary extract, 0.1 to 2.5 μg / ml, such as 0.5 μg / ml hydrocortisone, 1 to 25 μg / ml 5 μg / ml insulin and 2 to 50 ng / ml, such as 10 ng / ml human epidermal growth factor.
Ein besonders geeignetes Medium ist z.B. das Mammary Epithelial Cell Growth Medium der Promocell GmbH, Heidelberg, Deutschland, im Folgenden auch als MaCa-Medium bezeichnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dieses Mammary Epithelial Cell Growth Medium mit 2 ml Rinder-Hypophysenextrakt (13 mg/ml), 0,5 ml Hydrocortison (0,5 mg/ml), 0,5 ml humanen rekombinantem epidermalem Wachstumfaktor (10 μg/ml) und 0,5 ml Insulin (5 mg/ml) auf 500 ml Kulturmedium versetzt.A particularly suitable medium is, for example, the mammary epithelial cell growth medium from Promocell GmbH, Heidelberg, Germany, hereinafter also referred to as MaCa medium. In a preferred embodiment, this mammary epithelial cell growth medium is 2 ml bovine pituitary extract (13 mg / ml), 0.5 ml hydrocortisone (0.5 mg / ml), 0.5 ml human recombinant epidermal growth factor (10 μg / ml) and 0.5 ml insulin (5 mg / ml) were added to 500 ml culture medium.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält dieses zur Kultivierung von Tumorzellen geeignete Medium kein Serum, weder humanes Serum noch fötales Kälberserum, wie es üblicherweise zur Zellkultivierung eingesetzt wird. In einer anderen Ausführungsform wird dieses Medium nicht mit Antibiotika versetzt.In a further preferred embodiment, this medium suitable for culturing tumor cells contains no serum, neither human serum nor fetal calf serum, as is customarily used for cell cultivation. In another embodiment, this medium is not mixed with antibiotics.
Natürlich sind auch andere Medien geeignet, wie z.B. das MCDB170 Medium, das in Hammond et al., PNAS, 1984, 81:5435 bis 5439 erwähnt ist.Of course, other media are also suitable, such as the MCDB170 medium mentioned in Hammond et al., PNAS, 1984, 81: 5435-5449.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Tumorgewebsstücken mit der bestimmten Größe in einer bestimmten Dichte pro Quadratzentimeter Kulturgefäßfläche, wie einer Kulturflasche oder einer Kulturschale, bzw. pro Kulturvolumen in Medium, bevorzugt in einem der vorgenannten Medien, kultiviert. Dabei findet die Kultivierung bei 370C in einer Atmosphäre mit 5% CO2 in den Kulturgefäßen in geeigneten Vorrichtungen, wie einem Brutschrank, statt.In a further preferred embodiment, the tumor tissue pieces of the particular size are cultured in a specific density per square centimeter of culture vessel area, such as a culture flask or culture dish, or per culture volume in medium, preferably in one of the aforementioned media. The cultivation takes place at 37 ° C. in an atmosphere with 5% CO 2 in the culture vessels in suitable devices, such as an incubator.
Durch Zerkleinern des Tumorgewebes auf die bestimmte Größe ist es nun möglich Primärkulturtumorzellen zu erhalten. Die Zerkleinerung von Tumorgewebe wird erfindungsgemäß so ausgeführt, dass die Tumorgewebsstücke Kantenlängen imBy crushing the tumor tissue to the specific size, it is now possible to obtain primary culture tumor cells. The crushing of tumor tissue according to the invention is carried out so that the tumor tissue pieces edge lengths in
Bereich von 0,5 mm bis 3mm erhalten. In diesen Tumorgewebsstücken ist das durch eine OP oder aus einer Biopsie erhaltene Tumorgewebe ausreichend vorbereitet, dass sich bei Kultivierung Primärkulturtumorzellen aus Tumorgewebe, insbesondere von Mammakarzinom stammende Tumorgewebe bilden.Range of 0.5 mm to 3mm obtained. In these tumor tissue pieces, the tumor tissue obtained by an operation or from a biopsy is sufficiently prepared that primary culture tumor cells from tumor tissue, in particular mammary carcinoma-derived tumor tissue, are formed during cultivation.
Die Zerkleinerung erfolgt vorzugsweise durch Schneiden, beispielsweise mit einem Skalpell oder einer Schere, auf eine Größe der Gewebsstücke, bei der diese Längen einer Schnittkante von maximal 3 mm, bevorzugt 2 mm, wie 1 ,5 mm, bevorzugter maximal 1 mm aufweisen, wobei vorzugsweise zwei in wesentlichen senkrecht zueinander stehende Seitenkanten diese Länge aufweisen, noch bevorzugter drei im wesentlichen senkrecht zueinander stehende Schnittkanten diese bevorzugte Länge aufweisen. Im Ergebnis ist die bestimmte Größe, auf die das Tumorgewebe zerkleinert wird, eine Form, in der die Länge mindestens einer Schnittkante 0,5 bis 2 mm beträgt, wobei auch die maximale Dicke im Bereich von 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise 2 bis 1 mm beträgt. Als Beispiel für Formen, die diese bestimmte Größe von Tumorgewebsstücken einnehmen, können Würfel oder Quader mit einer Kantenlänge im Bereich von 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm, am bevorzugtesten etwa 1 mm genannt werden.The comminution is preferably carried out by cutting, for example with a scalpel or a pair of scissors, to a size of the tissue pieces in which these lengths have a cutting edge of at most 3 mm, preferably 2 mm, such as 1, 5 mm, more preferably 1 mm, preferably two substantially mutually perpendicular side edges have this length, more preferably three substantially mutually perpendicular cut edges this preferred length exhibit. As a result, the particular size to which the tumor tissue is comminuted is a shape in which the length of at least one cut edge is 0.5 to 2 mm, and the maximum thickness is in the range of 0.5 to 3 mm, preferably 2 to 1 mm. As an example of forms taking this particular size of tumor tissue, cubes or cuboids having an edge length in the range of 0.5 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm, most preferably about 1 mm can be cited.
Bevorzugterweise werden die Gewebsstücke mit den bestimmten Abmessungen in einer Zahl von 5 bis 20 Stücken, bevorzugter 10 bis 15 Stücken pro 100 cm2 Fläche des Kulturgefäßes ausgesät, wobei ausreichend Medium vorhanden ist, um die Tumorgewebsstücke hinreichend zu bedecken, vorzugsweise um mehr als 1 bis 2 mm zu überdecken.Preferably, the tissue pieces of the given dimensions are seeded in a number of 5 to 20 pieces, more preferably 10 to 15 pieces per 100 cm 2 surface of the culture vessel, with sufficient medium to adequately cover the tumor tissue, preferably by more than 1 to 2 mm to cover.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die auf eine bestimmte Größe zerkleinerten Tumorgewebsstücke durch Abfiltrieren von zu kleinen Gewebsstücken und Einzelzellen, wie Fremdzellen, z.B. Blutzellen, oder Bruchstücken dieser Einzelzellen befreit, z.B. mit einem Filter mit einer Ausschlussgrenze von 20 μm, bevorzugter mit einer Ausschlussgrenze von mindestens 50 μm, z.B. mindestens 80 μm, insbesondere von mindestens 100 μm.In a further preferred embodiment, the tumor tissue pieces comminuted to a certain size are prepared by filtering out too small tissue pieces and single cells, such as foreign cells, e.g. Blood cells, or fragments of these single cells, e.g. with a filter with an exclusion limit of 20 μm, more preferably with an exclusion limit of at least 50 μm, e.g. at least 80 microns, in particular of at least 100 microns.
Wahlweise kann der Gehalt an Fibroblasten in der bei Präparation vor oder nach Zerkleinern des Gewebes oder nach einem ersten Kultivieren mit bekannten Verfahren, wie dem MACS anti-Fibroblastenkit oder einem vergleichbaren Verfahren selektiv entfernt werden.Alternatively, the content of fibroblasts may be selectively removed in the preparation before or after tissue disintegration or after initial culture by known methods such as MACS anti-fibroblast kit or a similar method.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die mit den erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen isolierten Primärkulturtumorzellen. Bevorzugt handelt es sich dabei um Primärkulturtumorzellen aus einem Mammakarzinom.The present invention furthermore relates to the isolated primary culture tumor cells obtainable by the methods according to the invention. Preferably, these are primary culture tumor cells from a breast carcinoma.
Diese so erhältlichen Zellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie viele Eigenschaften von Tumorzellen in vivo im Tumorgewebe aufweisen. Sie exprimieren weiterhin viele der Markermoleküle ähnlich denen der Tumorzellen in vivo, z.B. Cytokeratine. Genauer co-exprimieren in einer bevorzugten Ausführungsform die Primärkulturtumorzellen sowohl Cytokeratin als auch Vimentin.These cells obtainable in this way are characterized by having many properties of tumor cells in vivo in the tumor tissue. They continue to express many the marker molecules similar to those of the tumor cells in vivo, eg cytokeratins. More particularly, in a preferred embodiment, the primary culture tumor cells co-express both cytokeratin and vimentin.
Detaillierte morphologische Untersuchungen, beispielsweise rasterelektronen- mikroskopische Aufnahmen zeigen, dass die voranstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren Primärzellkulturen von Mammakarzinomzellen erzeugen, die im wesentlichen frei von anderen Zelltypen, insbesondere frei von Fibroblasten sind.Detailed morphological studies, for example scanning electron micrographs, show that the above-described methods according to the invention produce primary cell cultures of mammary carcinoma cells which are substantially free of other cell types, in particular free of fibroblasts.
Bei der Kultivierung wachsen unter den oben genannten Bedingungen Primärkulturen aus den Tumorgewebsstücken als adherente Zellen aus und bilden dort bei weiterer Proliferation eine mehrschichtige, dreidimensionale Zellkultur. Die dreidimensionale Struktur bildet sich dabei bereits im subkonfluenten Wachstum der Primärkulturtumorzellen aus. Bei Erreichen des konfluenten Zustande in der Zellkultur findet keine Kontaktinhibition der Proliferation statt, sondern die Zellen sind in ihrer Proliferation nicht begrenzt. Hierdurch unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Primärkulturtumorzellen auch von z.B. den normalen humanen Brustdrüsen Epithelzellen, die keine mehrschichtige, dreidimensionale Struktur ausbilden sondern nur einschichtig bis zur Konfluenz in der Zellkultur wachsen. Weiterhin wurde gezeigt, dass diese normalen Zellen bei Kultivierung ihre proliferativen Fähigkeiten verlieren.During cultivation, under the conditions mentioned above, primary cultures from the tumor tissue pieces grow out as adherent cells, where they form a multi-layered, three-dimensional cell culture on further proliferation. The three-dimensional structure already forms in the subconfluent growth of the primary culture tumor cells. Upon reaching the confluent state in the cell culture, no contact inhibition of proliferation takes place, but the cells are not limited in their proliferation. In this way, the primary culture tumor cells according to the invention also differ from e.g. the normal human mammary gland epithelial cells, which do not form a multi-layered, three-dimensional structure but only grow in a single layer to confluence in the cell culture. Furthermore, it has been shown that these normal cells lose their proliferative abilities during cultivation.
Bevorzugt werden nach dem Auswachsen der Primärkulturtumorzellen aus den Tumorgewebsstücken diese Gewebsstücke aus dem Kulturgefäß entfernt.Preferably, after outgrowth of the primary culture tumor cells from the tumor tissue pieces, these tissue pieces are removed from the culture vessel.
Die Konservierung erfindungsgemäß erhaltener Primärkulturtumorzellen kann z.B. durch Kryokonservieren, d.h. langsames Einfrieren trypsinierter Zellen in Kryokonservierungsmedium (z.B. 10% DMSO, 10% fötales Kälberserum in supplementierten zur Kultivierung von Tumorzellen geeigneten Medium, wie es oben beschrieben ist) in flüssigem Stickstoff gelagert werden Im Anschluss an die Kryokonservierung können erfindungsgemäße Primärkulturtumorzellen wieder in Kultur genommen werden und stehen für Tests bzw. weitere Kultivierung bereit.The preservation of primary culture tumor cells obtained according to the invention can be stored, for example by cryopreserving, ie slow freezing of trypsinized cells in cryopreservation medium (eg 10% DMSO, 10% fetal calf serum in supplemented medium suitable for culturing tumor cells, as described above) in liquid nitrogen Following the cryopreservation, primary culture tumor cells according to the invention can be brought back into culture and are ready for tests or further cultivation.
Abhängig vom individuellen Wachstum der Tumorzellen können die in Kultur vermehrten Primärkulturtumorzellen, d.h. die aus den Tumorgewebsstücken ausgewachsenen und weiter vermehrten Zellen, die adherent and der Oberfläche des Kulturgefäßes haften, im konfluenten oder subkonfluenten Zustand für Tests verwendet werden, oder durch Trypsinieren und üblichen Passagieren in Kultur weiter vermehrt werden.Depending on the individual growth of the tumor cells, the culture-enhanced primary culture tumor cells, i. the cells grown out of the tumor tissue and further propagated adhering to the surface of the culture vessel, used in tests in the confluent or subconfluent state, or further propagated by trypsinization and usual culture passengers.
Im Zusammenhang mit der Langzeitkultivierung und einer dabei teilweise notwendigen Passagierung der erfindungsgemäßen Primärkulturtumorzellen zeigte es sich, dass die Zellen und das Zellgewebe ohne irgendeine Proteasebehandlung, also auch ohne Trypsinierung zur Passagierung, mehr als ein Jahr kontinuierlich in Kultur wachsen können.In connection with the long-term cultivation and a partially necessary passaging of the primary culture tumor cells according to the invention, it has been found that the cells and the cell tissue can grow continuously in culture for more than one year without any protease treatment, ie without trypsinization for passage.
Bei einer Passagierung durch trypsinieren der Zellen und anschließender weiterer Kultivierung zeigte es sich, dass die Eigenschaften der erhaltenen Primärkulturtumorzellen über maximal 7 Passagen, bevorzugt bis zu 5, bevorzugter bis zu 3 Passagen im wesentlichen unverändert bleiben, d.h. vorzugsweise gegenüber den Zellen, die in vivo im Tumorgewebe vorhanden sind, keine oder nur unwesentlich veränderte Eigenschaften zeigen.By passaging by trypsinating the cells and then further culturing, it has been found that the properties of the resulting primary culture tumor cells remain essentially unchanged over a maximum of 7 passages, preferably up to 5, more preferably up to 3 passages, i.e. preferably show no or only slightly altered properties compared to the cells that are present in the tumor tissue in vivo.
Wie aus einem der nachfolgenden Beispiele zu erkennen ist, hat es sich gezeigt, dass sich im Anschluss an ca. 7 Passagen die Eigenschaften der kultivierten Primärkulturtumorzellen, im Beispiel von Tumorzellen aus einem Mammakarzinom, soweit verändern und degenerieren, dass die Kultur beginnt abzusterben. Dieses Absterben belegt aber auch, dass es sich bei den erfindungsgemäßen Primärkulturtumorzellen nicht um artifiziell immortalisierte Zelllinien handelt und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren keine lmmortalisierung der Tumorzellen erfolgt. Die so erhaltenen Primärkulturtumorzellen können in Testsystemen zur Diagnose, zur Stratifizierung der Therapie oder zum Testen neuer und bekannter Tumortherapeutika eingesetzt werden. D.h. Verwendungsmöglichkeiten dieser erfindungsgemäßen Zellen finden sich u.a. in der Wirkstoffforschung, da die erfindungsgemäßen Zellen gegenüber den bekannten Zelllinien die in vivo Situation und damit auch die Reaktion in vivo im Tumorgewebe besser darstellen. Dabei können alle Arten bisheriger und zukünftiger Therapien, wie Hormontherapie, Zytostatika oder Strahlentherapie alleine oder in Kombination getestet werden und so z.B. ein individualisierter Therapieplan für ein Individuum entwickelt werden. Durch die Simulation unterschiedlicher Therapieformen können verschiedene konservative oder innovative therapeutische Ansätze und deren mögliche Kombination vor dem Einsatz im Patienten getestet und individuell angepasst werden.As can be seen from one of the following examples, it has been shown that after approximately 7 passages, the properties of the cultured primary culture tumor cells, in the example of tumor cells from a breast carcinoma, change and degenerate so much that the culture begins to die. However, this dying also proves that the primaryculture tumor cells according to the invention are not artificially immortalized cell lines and that no immortalization of the tumor cells takes place with the method according to the invention. The primary culture tumor cells thus obtained can be used in test systems for diagnosis, for stratifying the therapy or for testing new and known tumor therapeutics. This means that uses of these cells according to the invention can be found, inter alia, in drug discovery, since the cells according to the invention better represent the in vivo situation and thus also the reaction in vivo in the tumor tissue compared to the known cell lines. All types of previous and future therapies, such as hormone therapy, cytostatics or radiotherapy, can be tested alone or in combination and, for example, an individualized therapy plan for an individual can be developed. By simulating different forms of therapy, various conservative or innovative therapeutic approaches and their possible combination can be tested and individually adapted before use in the patient.
Weiterhin finden die erfindungsgemäßen Zellen Anwendung in der Testung und dem Screenen neuer Tumortherapeutika. So kann z.B. mit Hilfe eines Testsystems, einer so genannten Bank, die mindestens zwei verschiedene Kulturen vonFurthermore, the cells of the invention find application in the testing and screening of new tumor therapeutics. Thus, e.g. With the help of a test system, called a bank, which has at least two different cultures of
Primärtumorzellen aus verschiedenen Tumorgewebe umfassen, z.B. auf einemPrimary tumor cells from various tumor tissues, e.g. on one
Array, die Wirksamkeit und auch die Nebenwirkungen potentieller neuer Wirkstoffe oder andere physikalische oder biologische Verfahren, die pharmakokinetischen Effizienzen an einem homogenen ex vivo Material getestet werden. Bevorzugt umfasst diese Bank mindestens zehn verschiedene, wie mindestens zwanzig verschiedene Kulturen von mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichenArray, the efficacy and also the side effects of potential new drugs or other physical or biological methods, the pharmacokinetic efficiencies are tested on a homogeneous ex vivo material. Preferably, this library comprises at least ten different, such as at least twenty, different cultures obtainable by the method of the invention
Primärtumorzellen, die aus jeweils unterschiedlichen Tumorgeweben stammen.Primary tumor cells, which come from different tumor tissues.
Dabei können die Tumorgewebe von einer Tumorart, wie Mammakarzinom, stammen oder von unterschiedlichen Tumorarten.In this case, the tumor tissue of a tumor, such as breast cancer, or come from different types of tumors.
Durch die Expansion der einzelnen Kulturen stehen genügend Tumorzellmaterial zur Verfügung, um beispielsweise Effekte singulärer und persistierender Substanzabgaben zu vergleichen und therapeutische Applikationszeitpunkte zu optimieren, d.h. die Applikationsschemata der gewählten Tumortherapie zu optimieren. Aufgrund der oben genannten Eigenschaften der erhaltenen Primärkulturtumorzellen eignen sich diese auch zur Verwendung in standardisierten Test- und Screeningsystemen, wie in Hight throughput Screening Verfahren zur Entwicklung und Anwendung neuer und bekannter Tumortherapeutika und deren Applikationsschemata bei therapeutischen Maßnahmen.Due to the expansion of the individual cultures, sufficient tumor cell material is available to compare, for example, effects of singular and persistent substance deliveries and to optimize therapeutic application times, ie to optimize the application schedules of the selected tumor therapy. Due to the above-mentioned properties of the obtained primary culture tumor cells, these are also suitable for use in standardized test and screening systems, such as in high-throughput screening methods for the development and application of new and known tumor therapeutics and their application schemes in therapeutic measures.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere, dass es in der Lage ist, innerhalb weniger Tage Tumorprimärkulturen, beispielsweise aus Mammakarzinom, zu erzeugen und es somit erlaubt schnell und genau einen individualisierten Therapieplan für den Patienten zu erstellen und somit auch auf möglicherweise wirkungslose Standardtherapien zu verzichten.An advantage of the method according to the invention is in particular that it is capable of producing primary tumor cultures, for example of breast cancer, within a few days and thus makes it possible to quickly and accurately create an individualized therapy plan for the patient and thus also to forego potentially ineffective standard therapies ,
Beispiel 1 : Erzeugung einer Primärzellkultur aus MammakarzinomenExample 1: Generation of a Primary Cell Culture from Breast Cancer
Tumorgewebe, das aus einer Brustkrebsoperation zugänglich war, wurde unter sterilen Bedingungen dreimal in Phosphat gepufferter Salzlösung (PBS) bei Raumtemperatur gewaschen und in MaCA-Medium, (Mammary Epithelial Cell Growth Medium, PromoCell, Heidelberg, Deutschland), das pro 500 ml_ mit 2 mL Rinder-Hypophysenextrakt (13 mg/mL), 0,5 ml_ Hydrocortison (0,5 mg/mL), 0,5 mL rekombinantem humanen epidermalem Wachstumsfaktor (EGF, 10 μg/mL), 0,5 mL Insulin (5 mg/mL) und 0,5 mL Gentamycin (50 mg/mL), gemischt mit Amphotericin B (50 μg/mL) supplementiert war, mit einem Skalpell zu Gewebsstücken mit einer maximalen Kantenlänge von 1 bis 1,5 mm geschnitten, die eine Quaderform aufwiesen.Tumor tissue susceptible to breast cancer surgery was washed under sterile conditions three times in phosphate buffered saline (PBS) at room temperature and in MaCA medium, (Mammary Epithelial Cell Growth Medium, Promocell, Heidelberg, Germany), containing 2 ml per 500 ml mL bovine pituitary extract (13 mg / mL), 0.5 mL_ hydrocortisone (0.5 mg / mL), 0.5 mL recombinant human epidermal growth factor (EGF, 10 μg / mL), 0.5 mL insulin (5 mg / mL) and 0.5 mL gentamycin (50 mg / mL) mixed with amphotericin B (50 μg / mL) was cut with a scalpel into pieces of tissue having a maximum edge length of 1 to 1.5 mm, which is a cuboidal shape exhibited.
Die Gewebsstücke wurden bis zu 10 bis 15 Stück in 50 mL des vorgenannten supplementierten MaCA-Mediums bei 37 0C in wassergesättigter 5 % CO2 Atmosphäre kultiviert.The tissue pieces were up to 10 to 15 units in 50 mL of the above medium supplemented MACA-cultured at 37 0 C in a water-saturated 5% CO 2 atmosphere.
Nach einer Kultivierungsdauer von einigen Tagen lassen sich Zellverbände beobachten, die aus den Tumorstückchen ausgewachsen sind und auf der Oberfläche der Kulturschale anhaften, wobei sie mehrschichtige Zellverbände bilden. Mit herkömmlicher Trypsin/EDTA-Lösung können die auf der Oberfläche der Kulturschale angewachsenen Zellverbände abgelöst werden und, gegebenenfalls nach Waschen und sanfter Zentrifugation, subkultiviert werden. Dazu wird das Gemisch der ausgewachsenen Tumorzellen, d.h. der auf der Oberfläche der Kulturschale wachsenden Zellen in Mischung mit dem ursprünglichen Tumorgewebe zweimal mit PBS bei 37 0C gewaschen und anschließend nach Behandlung mit 0,25- prozentiger Trypsin/EDTA-Lösung (1 :10, 0,25 % Trypsin/EDTA, Invitrogen GmbH, Karlsruhe, Deutschland) für etwa 10 bis 15 min bei 37 0C abgelöst. Die Zellsuspension wird durch 100 μm Filter (DaKoCytomation, Hamburg, Deutschland) gegeben, um die ursprünglichen Tumorgewebsstücke zu entfernen. Die im Filtrat enthaltenen Zellen werden als Passage 1 Zellen bezeichnet, abzentrifugiert (400 x g / 5 min), in frischem supplementierten MaCA-Medium resuspendiert und in Zellkulturflaschen zu einer Dichte von ca. 5 x 104 Zellen/mL kultiviert.After a culture period of several days, cell aggregates grown out of the tumor pieces and adhering to the surface of the culture dish can be observed, forming multi-layered cell aggregates. With conventional trypsin / EDTA solution, the cell clusters grown on the surface of the culture dish can be detached and subcultured, optionally after washing and gentle centrifugation. For this purpose, the mixture of adult tumor cells, ie the growing cells on the surface of the culture dish in mixture with the original tumor tissue twice with PBS at 37 0 C and then after treatment with 0.25 percent trypsin / EDTA solution (1:10 , 0.25% trypsin / EDTA, Invitrogen GmbH, Karlsruhe, Germany) for about 10 to 15 min at 37 0 C replaced. The cell suspension is passed through 100 μm filters (DaKoCytomation, Hamburg, Germany) to remove the original tumor tissue. The cells contained in the filtrate are called passage 1 cells, centrifuged (400 xg / 5 min), resuspended in fresh supplemented MaCA medium and cultured in cell culture bottles to a density of about 5 x 10 4 cells / mL.
Die Brustkrebsprimärzellen dieser ersten Passage lassen sich im subkonfluenten Zustand durch eine neuerliche Trypsin/EDTA-Behandlung ablösen und stehen dann als Passage 2 Zellen in genügender Anzahl als individuelle Brustkrebsprimärtumorzellen für Funktionsanalysen bereit.The breast cancer primary cells of this first passage can be detached in the subconfluent state by a renewed trypsin / EDTA treatment and are then available as passage 2 cells in sufficient numbers as individual breast cancer primal tumor cells for functional analysis.
Beispiel 2: Zusätzliche Reduzierung von Fibroblasten in Präparationen von TumorgewebeExample 2: Additional reduction of fibroblasts in preparations of tumor tissue
Entsprechend Beispiel 1 werden Primärzellkulturen aus Tumorgewebe erzeugt, und zusätzlich können die Zellen der ersten Passage mit einem MACS anti- Fibroblastenkit (Miltenyi Biotech GmbH, Bergisch Gladbach, Deutschland) behandelt werden.According to Example 1 primary cell cultures are generated from tumor tissue, and additionally the cells of the first passage can be treated with a MACS anti-fibroblast kit (Miltenyi Biotech GmbH, Bergisch Gladbach, Germany).
Mit Hilfe der monoklonalen anti-Fibroblasten-Antikörper der Maus, die auf kolloidal verteilten super-paramagnetischen Kügelchen immobilisiert sind, können aus der Primärzellkultur der ersten Passage selektiv eventuell vorhandene Fibroblasten entfernt werden. Anschließend werden die Tumorzellen in supplementiertem MaCA- Medium entsprechend Beispiel 1 kultiviert. Bei der Ausarbeitung dieser Erfindung hat sich jedoch gezeigt, dass ein zusätzliches Entfernen von Fibroblasten aus Primärzellkulturen der ersten Passage großenteils entbehrlich ist, da die Kultur aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits keine wesentliche Kontamination mit Fibroblasten aufzeigt.Mouse monoclonal anti-fibroblast antibodies immobilized on colloidally dispersed superparamagnetic beads selectively remove any fibroblasts present from the primary cell culture of the first passage. Subsequently, the tumor cells are cultured in supplemented MaCA medium according to Example 1. In the preparation of this invention, however, it has been shown that additional removal of fibroblasts from primary cell cultures of the first passage is largely dispensable, since the culture already shows no significant contamination with fibroblasts due to the method according to the invention.
Beispiel 3: Kryokonservierung von BrustkrebsprimärzellkulturenExample 3: Cryopreservation of Breast Cancer Primary Cell Cultures
Entsprechend Beispiel 1 hergestellte Brustkrebsprimärzellkulturen werden nach der ersten, zweiten oder dritten Passage in supplementiertem MaCA-Medium in üblicher Weise trypsiniert und zu ca. 5 x 105 Zellen/mL in einem Röhrchen mit MaCA- Medium, entsprechend Beispiel 1 supplementiert, zusätzlich mit 10 % (VoI ./Vol.) fötalem Kälberserum (Invitrogen) und 10 % (Vol./Vol.) DMSO (Sigma) über einen Zeitraum von etwa 12 h auf -80 0C tiefgefroren und anschließend in flüssigem Stickstoff (-196 0C) schockgefroren und gelagert.Brustkrebsprimärzellulturen prepared according to Example 1 are trypsinized in the usual way after the first, second or third passage in supplemented MaCA medium and supplemented to about 5 × 10 5 cells / mL in a tube with MaCA medium, according to Example 1, in addition to 10 % (VoI ./Vol.) Of fetal calf serum (Invitrogen) and 10% (v / v) DMSO (Sigma) frozen over a period of about 12 h at -80 0 C and then in liquid nitrogen (-196 0 C ) shock-frozen and stored.
Schockgefrorene Primärkulturzellen können bei -80 0C kurzzeitig gelagert werden, vorzugsweise jedoch in flüssigem Stickstoff. Zur neuerlichen Kultivierung oder Verwendung werden die kryokonservierten Tumorprimärkulturzellen schnell bis auf 37 0C erwärmt und nach Entfernen von fötalem Kälberserum und DMSO in supplementiertem MaCA-Medium bei 37 0C, 5 % CO2 kultiviert.Frozen shock primary culture cells can be stored for a short time at -80 0 C., but preferably in liquid nitrogen. For renewed cultivation or use, the cryopreserved tumor primary culture cells are rapidly heated to 37 0 C and cultured after removal of fetal calf serum and DMSO in supplemented MaCA medium at 37 0 C, 5% CO 2 .
Beispiel 4: Charakterisierung erfindunαsqemäßer Brustkrebsprimärzellen durch rasterelektronenmikroskopische AnalyseExample 4 Characterization of Inventive Breast Cancer Primary Cells by Scanning Electron Microscopic Analysis
Entsprechend Beispiel 1 wurde eine initiale Zell-/Gewebskultur aus Tumorgewebsstückchen eines Mammakarzinoms mit einer maximalen Kantenlänge im Bereich von 1 bis 2 mm auf einem Deckglas kultiviert und anschließend in einer Lösung mit 3 % Glutaralaldehyd, 2 % Formaldehyd in 0,1 M Natriumcacodylat bei pH 7,4 für mindestens 24 Stunden bei 4 0C fixiert. Anschließend wurden die Proben in 1 % OsO4 postfixiert, dann in einem Ethanolgradienten dehydratisiert. Die am kritischen Punkt getrockneten Proben wurden mit Gold-Palladium überzogen (REM coating System E5400, Polaron, Watford, England) und anschließend in einem Rasterelektronenmikroskop (JEOL SSM-35CF) bei 15 kV analysiert.According to Example 1, an initial cell / tissue culture was cultivated from tumor tissue pieces of a breast carcinoma with a maximum edge length in the range of 1 to 2 mm on a coverslip and then in a solution with 3% glutaraldehyde, 2% formaldehyde in 0.1 M sodium cacodylate at pH 7.4 for at least 24 hours at 4 0 C fixed. Subsequently, the samples were postfixed in 1% OsO 4 , then dehydrated in an ethanol gradient. The samples dried at the critical point were coated with gold-palladium (SEM coating system E5400, Polaron, Watford, England) and then analyzed in a scanning electron microscope (JEOL SSM-35CF) at 15 kV.
Ein Übersichtsbild ist in Figur 1 bei 200-facher Vergrößerung gezeigt, in der die Kultivierung der einzelnen Tumorstückchen auf der Glasoberfläche und das Heranwachsen der Tumorprimärzellen sichtbar ist. Die Zellmorphologie der voluminösen Zellkörper mit bizarren Strukturen ist für kontaminierende Fremdzellen, beispielsweise Fibroblasten untypisch, da letztere sehr lang gestreckte und spindelförmig auslaufende Zellstrukturen haben.An overview image is shown in Figure 1 at 200-fold magnification, in which the cultivation of the individual pieces of tumor on the glass surface and the growth of the tumor primary cells is visible. The cell morphology of bulky cell bodies with bizarre structures is atypical for contaminating foreign cells, such as fibroblasts, since the latter have very elongated and spindle-shaped leaking cell structures.
Die Figur 1 A macht auch teilweise die Übereinanderschichtung der Zellen innerhalb dieser dreidimensional wachsenden Tumorkultur sichtbar, wobei die einzelnen Zellen sowohl lange als auch kurze Zellausläufer ausbilden.Figure 1A also partially illustrates the stacking of cells within this three-dimensionally growing tumor culture, with individual cells forming both long and short cell spurs.
Überdies wird deutlich, dass die Tumorzellen eine Vielzahl von cytoplasmatischen Ausläufern zu ihren Nachbarzellen ausbilden. Es wird vermutet, dass diese interzellulären Verbindungen dem transzellulären Transport und anderen interzellulären Kommunikationsprozessen innerhalb des Tumors dienen. Diese interzellulären Verbindungen sind auch für Tumorgewebe in vivo typisch, so dass hier deutlich wird, dass die erfindungsgemäßen Primärzellkulturen eine Struktur haben, die der Struktur des Tumors in vivo sehr nahe kommt.Moreover, it becomes clear that the tumor cells form a multiplicity of cytoplasmic extensions to their neighboring cells. It is believed that these intercellular compounds serve transcellular transport and other intracellular intracellular communication processes. These intercellular compounds are also typical of tumor tissue in vivo, so it is clear here that the primary cell cultures according to the invention have a structure which closely resembles the structure of the tumor in vivo.
Insgesamt zeigt die elektronenmikroskopische Aufnahme, dass die erfindungsgemäßen Brusttumorprimärkulturzellen eine relativ homogene Population mit dreidimensionaler Struktur ähnlich den Zellen im Bindegewebsverband eines Tumors in vivo ausbilden.Overall, the electron micrograph shows that breast tumor primary culture cells according to the invention form a relatively homogeneous population with three-dimensional structure similar to the cells in the connective tissue of a tumor in vivo.
Beispiel 5: Funktionelle Charakterisierung von TumorprimärkulturenExample 5: Functional Characterization of Tumor Primary Cultures
Brusttumorgewebe ist bislang bekannt und u.a. neben der Morphologie charakterisiert durch die Bildung bestimmter Intermediärfilamente, insbesondere der Cytokeratine. Zur funktionellen Charakterisierung erfindungsgemäßen Tumorprimärkulturen in MaCA-Medium wurde daher Cytokeratin als einer der Marker analysiert.Breast tumor tissue is so far known and among other things in addition to the morphology characterized by the formation of certain intermediary filaments, in particular the cytokeratins. For functional characterization according to the invention Therefore, cytokeratin was analyzed as a marker in primary tumor cultures in MaCA medium.
Neben Cytokeratinen können in Brusttumorgewebe auch Vimentin Intermediärfilamente exprimiert werden. Eine Vimentinexpression ist auch typisch für Fibroblasten, allerdings findet man hier keinerlei Cytokeratine.In addition to cytokeratins, vimentin intermediate filaments can also be expressed in breast tumor tissue. Vimentin expression is also typical of fibroblasts, but no cytokeratins are found here.
Somit sind diese beiden Intermediärfilamente als Marker für die Feststellung eventueller Kontaminationen durch andere Zelltypen, beispielsweise Fibroblasten, geeignet. Fibroblasten stellen üblicherweise ein Problem bei der Kultivierung von Primärzellen dar, als Fibroblasten eine höhere Zellteilungsrate aufweisen als andere Zellpopulationen und so die in der Kultur erwünschten Primärzellen überwachsen.Thus, these two intermediary filaments are useful as markers for detecting any contamination by other cell types, such as fibroblasts. Fibroblasts usually present a problem in the cultivation of primary cells, as fibroblasts have a higher cell division rate than other cell populations and thus overgrow the primary cells desired in the culture.
Im Einzelnen wurden Zellen einer Tumorprimärkultur entsprechend Beispiel 1 hergestellt, dreimal passagiert und auf einem Objektträger dreimal mit PBS/Tween- 20 für 15 min gewaschen, anschließend für 60 min getrocknet. Danach wurden die Proben 10 min in eiskaltem Aceton fixiert und für 5 min mit PBS rehydratisiert. Unspezifische Bindungsstellen wurden durch Inkubation in 5 % (Gew./Vol.) BSA in PBS blockiert, anschließend für 30 min mit einem Maus-anti-Vimentin-Antikörper (Klon V9 (1 :100), DakoCytomation) inkubiert. Nach dreimaligem Waschen mit PBS/Tween-20 für jeweils 5 min erfolgt die Inkubation mit einem sekundären antiMaus-Antikörper, mit TRITC markiert (1 :40, DakoCytomation). Nach dreimaligem Waschen mit PBS/Tween-20 für je 5 min wurden die Proben 5 min mit Mausserum (1 :40, DakoCytomation) behandelt und anschließend 90 min mit einem FITC- gekoppelten monoklonalen anti-panCytokeratin Antikörper inkubiert (Klon MNF 116, 1 :20, DakoCytomation). Nach dreimaligem Waschen mit PBS/Tween-20 für je 5 min wurden die Proben in DAPI-haltigem Eindeckmedium (DakoCytomation) bis zu Immunfluoreszenzmikroskopie konserviert. Als Negativkontrollen wurden parallele Kulturen identisch behandelt, wobei jedoch anstelle der Maus-anti-Vimentin- Antikörper ein entsprechendes Mausserum der jeweiligen IgG-Subklasse verwendet wurde, welche alle keine Immunfluoreszenz zeigten. Fluoreszenzaufnahmen wurden jeweils mit einer Olympus SIS F-view Il CCD- Kamera in einem Olympus IX-50 Fluoreszenzmikroskop angefertigt. Die Analyse der Fluoreszenzaufnahmen sowie die Überlagerung der Fluoreszenzaufnahmen wurden mit Hilfe des Bildverarbeitungsprogramms SIS bündle analySIS'B (Olympus) erstellt.Specifically, cells of a tumor primary culture according to Example 1 were prepared, passaged three times and washed on a microscope slide three times with PBS / Tween-20 for 15 min, then dried for 60 min. Thereafter, the samples were fixed in ice-cold acetone for 10 minutes and rehydrated with PBS for 5 minutes. Non-specific binding sites were blocked by incubation in 5% (w / v) BSA in PBS, then incubated for 30 min with a mouse anti-vimentin antibody (clone V9 (1: 100), DakoCytomation). After washing three times with PBS / Tween-20 for 5 min each, incubation is carried out with a secondary anti-mouse antibody labeled TRITC (1:40, DakoCytomation). After washing three times with PBS / Tween-20 for 5 min each, the samples were treated with mouse serum (1:40, DakoCytomation) for 5 min and then incubated for 90 min with a FITC-coupled monoclonal anti-panCytokeratin antibody (clone MNF 116, 1: 20, DakoCytomation). After washing three times with PBS / Tween-20 for 5 min each, the samples were preserved in DAPI-containing mounting medium (DakoCytomation) until immunofluorescence microscopy. As negative controls, parallel cultures were treated identically, but instead of the mouse anti-vimentin antibodies a corresponding mouse serum of the respective IgG subclass was used, which all showed no immunofluorescence. Fluorescence images were each taken with an Olympus SIS F-view II CCD camera in an Olympus IX-50 fluorescence microscope. The analysis of the fluorescence images as well as the superimposition of the fluorescence images were generated with the aid of the image processing program SIS bundle analySIS'B (Olympus).
Bei der Analyse konnte insbesondere auf Einzelzellebene gezeigt werden, dass die Expression von Cytokeratinen und Vimentin nicht auf zwei verschiedene Zelltypen verteilt ist, sondern dass nachgewiesenes Vimentin immer in einer Einzelzelle zusammen mit Cytokeratinen exprimiert wird, so dass auf jeden Fall die Kombination dieser beiden Intermediärfilamenttypen ein Ausschlusskriterium für Fibroblasten darstellt. Hierzu wurde eine Dreifach-Fluoreszenzfärbe-Methode eingesetzt, wobei die jeweiligen Einzelfluoeszenzaufnahmen, in Figuren 2 A-C gezeigt, und die zugehörige Überlagerung, in Figur 2 D dargestellt, für die Analyse eingesetzt wurden.The analysis showed that the expression of cytokeratins and vimentin is not distributed to two different cell types, but that vimentin detected is always expressed in a single cell together with cytokeratins, so that in any case the combination of these two intermediary filament types Exclusion criterion for fibroblasts represents. For this purpose, a triple fluorescence dyeing method was used, wherein the respective Einzelfluoeszenzaufnahmen, shown in Figures 2 A-C, and the associated superposition, shown in Figure 2 D, were used for the analysis.
In Figur 2 A ist die Aufnahme der grünen Fluoreszenz der Cytokeratinfilamente in der Tumorprimärkultur gezeigt, in Figur 2 B in roter Fluoreszenz die Vimentin-Filamente und in Figur 2 C die Zellkerne der jeweiligen Tumorprimärkulturzellen in blauer DAPI- Färbung. Die mit Hilfe des Bildverarbeitungsprogramms bündle analySIS'B (Olympus) hergestellte Überlagerung der Einzelaufnahmen der Figuren 2 A-C ist in Figur 2 D gezeigt. Figur 2 D macht deutlich, dass als Tumorprimärkulturzellen entweder nur Cytokeratin exprimieren oder eine mehr oder weniger starke Co- Expression der Vimentin- und Cytokeratinfilamente aufweisen, deren intrazelluläre Lokalisierung jedoch unterschiedlich ist. Diese Aufnahmen sind ein deutlicher Beleg dafür, dass unabhängig von der Morphologie der abgebildeten Zellen keine Fibroblasten in der erfindungsgemäßen Kultur nachweisbar sind, da alle Zellen zumindest Cytokeratine exprimieren.FIG. 2 A shows the uptake of the green fluorescence of the cytokeratin filaments in the primary tumor culture, in FIG. 2 B the vimentin filaments in red fluorescence and in FIG. 2 C the cell nuclei of the respective tumor primary culture cells in blue DAPI staining. The superimposition of the individual images of FIGS. 2A-C produced with the aid of the image processing program bündle analySIS'B (Olympus) is shown in FIG. 2D. FIG. 2 D makes it clear that tumor primary culture cells express either only cytokeratin or exhibit more or less strong co-expression of the vimentin and cytokeratin filaments, whose intracellular localization differs, however. These images are clear evidence that regardless of the morphology of the imaged cells no fibroblasts are detectable in the culture of the invention, since all cells express at least cytokeratins.
Beispiel 6: Verwendung von Brusttumorprimärkulturzellen zur Analyse der Wirksamkeit von Arzneimitteln gegenüber in vivo TumorqewebeExample 6: Use of breast tumor primary culture cells to analyze the efficacy of drugs against in vivo tumor tissue
Brustkrebsprimärkulturzellen nach Beispiel 1 oder kryokonservierte Krebsprimärzellkulturen nach Beispiel 3 wurden genau wie das ursprüngliche Tumorgewebe anhand weiterer Marker, beispielsweise Ki-67, näher charakterisiert und es zeigte sich, dass erfindungsgemäße Tumorprimärkulturzellen ein sehr ähnliches Expressionsmuster weiterer Marker aufweisen, wie das aus dem Patienten isolierte Tumorgewebe, Die Kryokonservierung der Zellkulturen veränderte diese Eigenschaft nicht.Brustkrebsprimärkulturzellen according to Example 1 or cryopreserved Krebsprimärzellkulturen according to Example 3 were just like the original Tumor tissue by further markers, such as Ki-67, characterized in detail and it was found that tumor primary culture cells according to the invention have a very similar expression pattern of other markers, such as isolated from the patient tumor tissue, The cryopreservation of cell cultures did not change this property.
Für Wirksamkeitstests von Substanzen, die als Arzneimittel eingesetzt werden könnten, werden vorzugsweise erfindungsgemäße Tumorprimärkulturzellen der zweiten bis vierten Passage eingesetzt. Denn es hat sich gezeigt, dass die Primärzellkulturen in späteren Passagen einen höheren Anteil zellzyklusarretierter und apoptotischer Zellen enthalten, was die Annahme nahe legt, dass die Zelleigenschaften von den ursprünglichen abweichen.For efficacy tests of substances that could be used as medicaments, preference is given to using tumor primary culture cells according to the invention of the second to fourth passage. Because it has been shown that the primary cell cultures in later passages contain a higher proportion of cell cycle arrested and apoptotic cells, suggesting that the cell characteristics differ from the original ones.
Individuelle Tumorprimärkulturzellen wurden verschiedenen Chemotherapeutika in unterschiedlichen Konzentrationen ausgesetzt und anhand der Veränderung ihrerIndividual tumor primary culture cells were exposed to different chemotherapeutic agents in different concentrations and by the change of their
Morphologie bzw. Apoptose konnte die Wirksamkeit der jeweiligen Verbindung abgeschätzt werden. Aufgrund der großen Ähnlichkeit der Tumorprimärkulturzellen mit den Eigenschaften des Tumorgewebes in vivo lässt sich das Ergebnis diese ex vivo Tests direkt mit in den zu erwartenden Therapieerfolg beim Patienten einbeziehen.Morphology or apoptosis, the effectiveness of each compound could be estimated. Due to the great similarity of the tumor primary culture cells with the properties of the tumor tissue in vivo, the result of these ex vivo tests can be directly included in the expected therapeutic success in the patient.
Da das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage ist, innerhalb weniger Tage Tumorprimärkulturen, beispielsweise aus Mammakarzinom zu erzeugen, ist es dazu geeignet, für einzelne Patientinnen ein Testsystem bereitzustellen, mit dem die Wirkung von Arzneimitteln, beispielsweise von Chemotherapeutika, sowie auch der mögliche Erfolg einer Bestrahlungstherapie getestet werden kann. Auf diese Weise lassen sich aus einer Tumorbiopsie Tumorprimärkulturzellen erzeugen, anhand derer eine Vielzahl von Medikamenten oder andere therapeutische Methoden auf ihre Wirksamkeit getestet werden kann. Auf Grundlage der Reaktion der Primärzellkulturen ex vivo lässt sich der therapeutische Ansatz gegen den ursprünglichen Tumor individuell ermitteln, so dass wirksame Therapieformen selektiert werden können, während wirkungslose Standardtherapien entbehrlich sind. Beispiel 7: Charakterisierung der Tumorprimärkulturzellen durch Analyse der Zellzyklen in aufeinanderfolgenden KulturpassagenSince the method according to the invention is capable of producing tumor primary cultures, for example of breast cancer, within a few days, it is suitable for providing a test system for individual patients, with which the effect of medicaments, for example chemotherapeutics, as well as the possible success of radiation therapy can be tested. In this way, from a tumor biopsy tumor primary culture cells can be generated, by means of which a variety of drugs or other therapeutic methods can be tested for their effectiveness. Based on the reaction of the primary cell cultures ex vivo, the therapeutic approach against the original tumor can be determined individually, so that effective forms of therapy can be selected, while ineffective standard therapies are dispensable. Example 7: Characterization of tumor primary culture cells by analysis of cell cycles in successive culture runs
Zur Charakterisierung der passagierten Tumorprimärkulturzellen wurde deren Zyklus durch Bestimmung ihres DNA-Gehalts in FACS-Messungen bestimmt.To characterize the passaged tumor primary culture cells, their cycle was determined by determining their DNA content in FACS measurements.
In Figur 3 sind die Ergebnisse der Messungen graphisch dargestellt. Die Erzeugung der Tumorprimärkulturzellen wurde entsprechend Beispiel 1 durchgeführt, die Passagierung erfolgte durch Trypsinieren, dreimaliges Waschen in PBS und Aussäen zu 105 Zellen/mL in supplementierem MaCA-Medium.In Figure 3, the results of the measurements are shown graphically. The generation of the tumor primary culture cells was carried out according to Example 1, the passage was carried out by trypsinization, washing three times in PBS and sowing at 10 5 cells / ml in supplemented MaCA medium.
Die in Figur 3 dargestellten Daten machen deutlich, dass die Zelleigenschaften im Anschluss an die 5. Phase degradieren. So zeigt die Abnahme der Zellzahl, die sich in der S-Phase des Zellzyklus befinden, die Abnahme der Teilungsfähigkeit im Verlaufe der aufeinander folgenden Passagen. Ab der 5. bis 7. Passage ist die G2/M-Phase nicht mehr nachweisbar, während gleichzeitig ein kontinuierlicher Anstieg der Population in der sub-G1 -Phase nachweisbar ist, was vornehmlich auf apoptotische Zellen hinweist.The data shown in FIG. 3 make it clear that the cell properties degrade after the fifth phase. Thus, the decrease in cell number that is in the S-phase of the cell cycle shows the decrease in the ability to divide in the course of successive passages. From the 5th to the 7th passage, the G2 / M phase is no longer detectable, while at the same time a continuous increase in the population in the sub-G1 phase is detectable, which indicates predominantly apoptotic cells.
Beispiel 8: Charakterisierung der Tumorprimärkulturzellen im Verlaufe der Passagierung durch WestemblotExample 8: Characterization of the tumor primary culture cells in the course of the passage through Westemblot
Zellproben, die aus Passagen von Beispiel 6 stammen, wurden im Westemblot auf panCytokeratin, Vimentin sowie -Actin analyisiert.Cell samples derived from passages of Example 6 were analyzed in the Western blot on pan Cytokeratin, Vimentin and Actin.
Für die Analyse wurden aus den einzelnen Passagen von Beispiel 6 erhältliche Zellen in PBS gewaschen, abzentrifugiert, in SDS-Ladepuffer mit einer Kanüle komogenisiert und anschließend in einem denaturierenden Polyacrylamidgel elektrophoretisch aufgetrennt. Die Proteine wurden auf ImmobilonP-Membranen tranferiert und nach Blocken mit BSA mit spezifischen Antikörpern gegen panCytokeratin, und Vimentin, sowie gegen -Actin als Ladungskontrolle detektiert. Das Ergebnis ist in Figur 4 für panCytokeratin, Vimentin bzw. ß-Actin gezeigt. Es wurden jeweils gleiche Proteinmengen (10 μg) aufgetragen; die angegebenen Fragmentgrößen wurden anhand parallel aufgetrennter Markerproteine bestimmt.For analysis, cells obtained from the individual passages of Example 6 were washed in PBS, spun down, homogenized in SDS loading buffer with a cannula, and then electrophoresed in a denaturing polyacrylamide gel. The proteins were transferred to ImmobilonP membranes and detected after blocking with BSA with specific antibodies to panCytokeratin, and vimentin, as well as to -ctin as charge control. The result is shown in Figure 4 for panCytokeratin, vimentin and β-actin, respectively. It equal amounts of protein (10 μg) were applied; the fragment sizes given were determined using parallel separated marker proteins.
Die Detektion des panCytokeratin zeigt, dass erst mit zunehmender Menge an Kulturpassagen Cytokeratin in signifikant höherem Masse exprimiert wird, also dann, wenn die Primärkultur bereits einen wachstumsarretierten Zustand erreicht hat.The detection of panCytokeratin shows that cytokeratin is expressed at a significantly higher level only with an increasing amount of culture passages, ie when the primary culture has already reached a growth-arrested state.
Dieses Expressionsmuster von panCytokeratin zeigt, dass Cytokeratin positiveThis expression pattern of panCytokeratin shows that cytokeratin is positive
Zellen vornehmlich nicht-maligne Eigenschaften haben, so dass die Expression vonCells have primarily non-malignant properties, so that the expression of
Cytokeratinen in Tumorgewebe offensichtlich keinen Marker darstellt, um noch maligne metastatische Tumorzellen oder Tumorrezidive zu identifizieren.Cytokeratins in tumor tissue does not appear to be a marker to identify malignant metastatic tumor cells or tumor recurrences.
Die Detektion des ß-Actins als Kontrolle zeigt, dass annähernd gleiche Proteinmengen auftragen wurden.The detection of β-actin as a control shows that approximately equal amounts of protein were applied.
Die Expression des Vimentins bestätigt die Resultate aus der Immunfluoreszenz (Figur 2), dass neben Cytokeratinen teilweise eine Co-Expression von Vimentin in den Brustkrebsprimärkulturen nachweisbar ist, deren Expressionsmuster sich im Verlauf der Kulturpassagen jedoch nicht wesentlich verändert.Expression of the vimentin confirms the results from immunofluorescence (FIG. 2) that in addition to cytokeratins partial co-expression of vimentin in the breast cancer primary cultures can be detected, but whose expression pattern does not change significantly in the course of the culture passages.
Weiterhin konnte gezeigt werden, dass eine Behandlung der erfindungsgemäß erhaltenen Primärkulturtumorzellen mit bekannten Tumortherapeutika ein Absterben der Zellen induziert hat. Die Primärkulturtumorzellen zeigten also die erwartete Reaktion, was ein weiterer Hinweis dafür ist, dass es sich um Primärkulturen von Tumorzellen handelt. Furthermore, it has been shown that treatment of the primary culture tumor cells obtained according to the invention with known tumor therapeutics has induced cell death. The primary culture tumor cells thus showed the expected response, which is another indication that they are primary cultures of tumor cells.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Erhalt von im wesentlichen Primärkulturtumorzellen aus Tumorgewebe umfassend die Schritte a) Zerkleinern des Tumorgewebes in Tumorgewebsstücke einer Größe mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm und b) Kultivieren der Tumorgewebsstücke in für Tumorzellen geeignetemA method for obtaining substantially primary culture tumor cells from tumor tissue, comprising the steps of a) crushing the tumor tissue into tumor tissue of a size of about 0.5 mm to about 3 mm in diameter, and b) cultivating the tumor tissue pieces in a manner suitable for tumor cells
Medium, dadurch gekennzeichnet, dass bis zum Kultivieren der Gewebsstücke das Tumorgewebe oder die Tumorgewebsstücke keiner Behandlung mitMedium, characterized in that until the cultivation of the tissue pieces, the tumor tissue or the tumor tissue pieces with no treatment
Proteasen unterworfen wird.Proteases is subjected.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass keine Trypsinbehandlung vor Kultivierung der Tumorgewebsstücke in für Tumorzellen geeignetem Medium erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that no trypsin treatment is carried out before culturing the tumor tissue in suitable for tumor cells medium.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass keine enzymatische Behandlung des Tumorgewebes oder der Tumorgewebsstücke vor Kultivierung der Tumorgewebsstücke in für Tumorzellen geeignetem Medium erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that no enzymatic treatment of the tumor tissue or the tumor tissue pieces is carried out prior to culturing the tumor tissue pieces in suitable for tumor cells medium.
4. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zerkleinern des Tumorgewebes ein steriles Waschen des Tumorgewebes erfolgt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that before the crushing of the tumor tissue, a sterile washing of the tumor tissue takes place.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Tumorgewebsstücke in einer Anzahl von 5 bis 20 pro 100 cm2 Fläche eines Kulturgefäßes kultiviert werden.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tumor tissue pieces are cultured in a number of 5 to 20 per 100 cm 2 area of a culture vessel.
6. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Kultivierens der Tumorgewebsstücke kleinere Bruchstücke oder Einzelzellen durch Filtrieren mit einer Porengröße von 20 bis 100 μm abgetrennt werden.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that before the step of cultivating the Tumor tissue smaller fragments or single cells by filtration with a pore size of 20 to 100 microns are separated.
7. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium zum Kultivieren der7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the medium for cultivating the
Tumorgewebsstücke nicht mit Serum supplementiert ist.Tumor tissue is not supplemented with serum.
8. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium zum Kultivieren der Tumorgewebsstücke nicht mit Antibiotika supplementiert ist.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the medium for cultivating the tumor tissue pieces is not supplemented with antibiotics.
9. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium mindestens mit Rinder- Hypophysenextrakt, Hydrocortison, Insulin und/oder humanen epidermalem Wachstumfaktor supplementiert ist.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the medium is supplemented with at least bovine pituitary extract, hydrocortisone, insulin and / or human epidermal growth factor.
10. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tumorgewebe ein Epithelzellkarzinom ist.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tumor tissue is an epithelial cell carcinoma.
11. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tumorgewebe ein Mammakarzinom, Lungenkarzinom oder Blasenkarzinom ist.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tumor tissue is a breast carcinoma, lung carcinoma or bladder carcinoma.
12. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kultivierungsmedium ein für Mammakarzinome geeignetes Medium ist.12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the culture medium is a suitable medium for mammary carcinomas.
13. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Auswachsen von Primärkulturtumorzellen aus den Gewebsstücken die Tumorgewebsstücke aus dem Kulturgefäß entfernt werden. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after a growth of primary culture tumor cells from the tissue pieces, the tumor tissue pieces are removed from the culture vessel.
14. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärkulturtumorzellen bei Kultivierung mehrschichtige Zellverbände ausbilden.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the primary culture tumor cells form in cultivation multilayer cell aggregates.
15. Isolierte Primärkulturtumorzellen erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.15. Isolated primary culture tumor cells obtainable by a method according to any one of claims 1 to 14.
16. Primärkulturtumorzellen gemäß Anspruch 15, wobei es sich um Primärkulturtumorzellen aus einem Mammakarzinom handelt.16. Primary culture tumor cells according to claim 15, which are primary culture tumor cells from a breast carcinoma.
17. Primärkulturtumorzellen gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen entweder nur Cytokeratine oder Vimentin und Cytokeratin co-exprimieren.17. Primary culture tumor cells according to one of claims 15 or 16, characterized in that the cells co-express either only cytokeratins or vimentin and cytokeratin.
18. Primärkulturtumorzellen gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mehrschichtige dreidimensionale Struktur auch im subkonfluenten Zustand ausbilden.18. Primary culture tumor cells according to one of claims 15 to 17, characterized in that they form a multi-layered three-dimensional structure in the subconfluent state.
19. Verwendung von Primärkulturtumorzellen erhältlich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Testen von Verbindungen als Tumortherapeutika gegen Tumorarten, aus denen diese Primärkulturtumorzellen stammen.19. Use of primary culture tumor cells obtainable according to one of claims 1 to 14 for testing compounds as tumor therapeutics against tumor types from which these primary culture tumor cells originate.
20. Verwendung von Primärkulturtumorzellen eines Individuums erhältlich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Bestimmung der individuellen Tumortherapie dieses Individuums.20. Use of primary culture tumor cells of an individual obtainable according to any one of claims 1 to 14 for the determination of the individual tumor therapy of this individual.
21. Verwendung der Primärkulturtumorzellen erhältlich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 in einem Verfahren zur Bestimmung des Metastasierungspotenzials dieser Zellen. 21. Use of the primary culture tumor cells obtainable according to any one of claims 1 to 14 in a method for determining the Metastasierungspotenzials of these cells.
22. Verwendung der Primärkulturtumorzellen erhältlich gemäß einem der22. Use of the primary culture tumor cells obtainable according to any one of
Ansprüche 1 bis 14 zur Entwicklung und Testung von Applikationsschemata von Tumortherapeutika.Claims 1 to 14 for the development and testing of application regimens of tumor therapeutics.
23. Verwendung von mindestens zwei Arten von Primärkulturtumorzellen von mindestens zwei unterschiedlichen Tumoren erhältlich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 in einem Testsystem zum Testen potenzieller Tumortherapeutika.23. Use of at least two types of primary culture tumor cells of at least two different tumors obtainable according to one of claims 1 to 14 in a test system for testing potential tumor therapeutics.
24. Testsystem zum Testen und/oder Screenen neuer potenzieller24. Test system for testing and / or screening of new potential
Tumortherapeutika umfassend Primärkulturtumorzellen erhältlich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.Tumor therapeutics comprising primary culture tumor cells obtainable according to one of claims 1 to 14.
25. System zur Bestimmung der individuellen Tumortherapie eines Individuums umfassend Primärkulturtumorzellen dieses Individuums erhältlich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.A system for determining individual tumor therapy of an individual comprising primary culture tumor cells of that individual obtainable according to any one of claims 1 to 14.
26. System gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dieses System Primärkulturtumorzellen aus mindestens zwei verschiedenen Tumoren umfasst.26. System according to claim 24, characterized in that said system comprises primary culture tumor cells from at least two different tumors.
27. System gemäß einem der vorherigen Ansprüche 24 bis 26 weiterhin umfassend Zellkulturmedium zur Kultivierung der Primärkulturtumorzellen. 27. System according to one of the preceding claims 24 to 26 further comprising cell culture medium for culturing the primary culture tumor cells.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130012404A1 (en) * 2010-01-19 2013-01-10 Osaka Prefectural Hospital Organization Culture method, evaluation method and storage method for cancer-tissue-derived cell mass or aggregated cancer cell mass
EP2592141B1 (en) * 2010-07-07 2015-12-30 Eisai R&D Management Co., Ltd. Method for production of tumor cells from normal mammary epithelial cells
KR101832133B1 (en) 2011-10-20 2018-02-27 주식회사 차바이오텍 Method for the Isolation and Proliferation of Primary Lung Cancer Cells
JP2019068790A (en) * 2017-10-11 2019-05-09 地方独立行政法人 大阪府立病院機構 Method for evaluating sensitivity and/or resistance of cancer cell to drug and/or radiation
JPWO2022039219A1 (en) * 2020-08-21 2022-02-24

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040023375A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-05 Precision Therapeutics, Inc. Method for preparing cell cultures from biological specimens for chemotherapeutic and other assays
US6074874A (en) * 1997-08-29 2000-06-13 University Of Pittsburgh Epithelial cell cultures for in vitro testing
DE19912798C1 (en) * 1999-03-10 2000-02-17 Andreas Jordan Culturing human cancer cells for molecular biology research comprises culturing fragments of tissue slices
CN1236055C (en) * 2003-06-27 2006-01-11 南开大学 High metastasis human breast cancer cell system and its establishing method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006105777A1 *

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Publication number Publication date
CA2603133A1 (en) 2006-10-12
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WO2006105777A1 (en) 2006-10-12
DE102005015953A1 (en) 2006-10-12
DE112006001500A5 (en) 2008-03-20

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