JP7225095B2 - 上皮腫瘍細胞培養 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、それらの各々が全体として参照により本明細書に組み入れられる2017年5月31日出願のPCT/CN2017/086556および2016年11月21日出願のPCT/CN2016/106619に対する優先権を特許請求する。
本開示の実施形態は、癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)からの患者由来の初代上皮腫瘍細胞の細胞増殖および条件的初期化のための細胞培養および関連方法に関する。1つ以上の治療薬に対する上皮腫瘍細胞の応答性を査定する方法も含まれている。
診断および治療を改善する安定した尽力にもかかわらず、癌は、世界中で主たる死因のままである。癌の多様性または異質性は、新たな療法の開発に対する妨げを呈し、もっともらしい反応者を識別することを困難にもさせている。その上、多くの癌療法は、追加的な点突然変異、および治療用試薬の標的を迂回する代替的な経路を含む、先天性耐性および後天性耐性によって困難なものとなる。
将来的な成功する療法は、化学療法薬および標的治療薬の有効性を正確に査定するために容易に操作され得る患者由来の原発性腫瘍細胞の迅速かつ非選択的な発生の開発とともに、腫瘍進行および転移過程に潜む事象の包括的な解析によることになるであろう。
一例として、照射されたフィーダー細胞およびRhoキナーゼ阻害剤Y27632を用いた癌細胞の初代培養は、異種性上皮腫瘍細胞の成長を促進し、個々の患者についての薬物感受性を調査するために説明されてきた(例えば、Liu et al.,Am J Pathol.180:599-607,2012を参照されたい)。しかしながら、これらの共培養条件は、患者腫瘍から単離された単細胞がまれにしか播種されないとき、間質細胞の過剰成長によって厄介となる。
この間質細胞混入を解決する1つのアプローチは、FACSを使用して、上皮細胞接着分子(EpCAM)陽性細胞部分集団を精製することである。しかし、細胞表面マーカー発現に基づいた精製は、元の患者腫瘍から得られた腫瘍細胞のクローン選択の危険性を高め、したがって、元の患者腫瘍のクローン多様性を公正に表すことにしばしば失敗する。
したがって、間質細胞の成長を低減させるだけでなく、元の腫瘍の試料のクローン多様性も維持する、フィーダー細胞およびRock阻害剤システムにおける初代上皮腫瘍細胞を細胞増殖させるための改良された培養条件を開発する必要性がある。
Liu et al.,Am J Pathol.180:599-607,2012
本開示の実施形態は、細胞培養培地であって、
(a)実質的に単細胞の懸濁液へと解離した、ヒトエクスビボ由来癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)であって、ヒト上皮腫瘍細胞を含む、CTOSと、
(b)フィーダー細胞と、
(c)少なくとも1つのRho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(Rho associated,coiled-coil containing protein kinase)(ROCK)阻害剤を含む定義された細胞培養培地と、場合により
(d)補充血清アルブミン(SA)と、を含み、
細胞培養培地が、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14日以内に上皮腫瘍細胞の少なくとも約10%の増殖を提供する、細胞培養培地を含む。
いくつかの場合において、定義された細胞培養培地は、ノギンのような骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、およびR-スポンジン-1のようなWnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストを含んでいないか、または実質的に含んでいない。
ある特定の実施形態において、ヒトエクスビボ由来CTOSは、例えば、外科的試料、生検試料、胸水試料、および腹水試料から選択される、ヒト癌患者から取り出された腫瘍含有試料から培養される。ある特定の実施形態において、ヒト患者は、結腸癌、肺癌、胃癌、および乳癌から選択される癌に罹患している。
ある特定の実施形態において、上皮腫瘍細胞は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14日以内にヒト患者から取り出された腫瘍含有試料のクローン多様性を実質的に保持している。
いくつかの実施形態において、ヒト上皮腫瘍細胞は、結腸癌細胞、肺癌細胞、胃癌細胞、および乳癌細胞から選択される。
いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1日以内にヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100%の増殖を提供する。ある特定の実施形態において、細胞培養培地は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約7日以内にヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約20~30%の増殖を提供する。ある特定の実施形態において、細胞培養培地は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約7日以内にヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約60%の増殖を提供する。
ある特定の実施形態において、細胞培養培地は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14日以内にヒト上皮腫瘍細胞とヒト間質細胞の間に約または少なくとも約5:1、10:1、20:1、50:1、100:1、200:1、500:1、または1000:1の比を提供し、この中で、ヒト上皮腫瘍細胞は、例えば、上皮細胞接着分子(EpCAM)および/またはCD133の細胞表面発現を特徴とする。
いくつかの実施形態において、定義された培地は、血清、例えばウシ血清アルブミン(FBS)を含む。いくつかの実施形態において、血清の濃度は、約1~5%の範囲であり、または約1%、2%、3%、4%、もしくは5%である。
いくつかの実施形態において、ROCK阻害剤は、Y27632、HA1100ヒドロクロリド、HA1077、およびGSK429286のうちの1つ以上から選択される。いくつかの実施形態において、Y27632の濃度は、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000μM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500μM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100μM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50μM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40μM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30μM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20μM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10μM、または約0.1~5、0.5~5、1~5μM、または約0.1~1もしくは0.5~1μMの範囲である。
いくつかの実施形態において、補充SAは、ウシ血清アルブミン(BSA)およびヒト血清アルブミン(HSA)から選択される。ある特定の実施形態では、補充SAの濃度は、約0.5mg/ml~約20mg/ml、あるいは約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml未満、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml以下である。
いくつかの実施形態において、フィーダー細胞は、非増殖性線維芽細胞、例えば、ヒト線維芽細胞である。
本明細書に説明する細胞培養培地を含む、低細胞結合表面を有する組織培養プレートも含まれる。
いくつかの実施形態において、インビトロ細胞培養培地中でヒト上皮腫瘍細胞を培養または増殖させる方法であって、
(A)ヒト上皮腫瘍細胞を含むヒトエクスビボ由来癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)を実質的に単細胞の懸濁液中へと解離させることと、
(B)少なくとも1つのRho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤を含む定義された細胞培養培地中で、解離したCTOSとフィーダー細胞とを共培養することとを含み、
ステップ(A)および(B)の後約14日以内に細胞培養培地中で上皮腫瘍細胞の少なくとも約10%の増殖を提供する、方法を含む。
いくつかの場合において、定義された細胞培養培地は、ノギンのような骨形成タンパク質(BMP)阻害剤およびR-スポンジン-1のようなWnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストを含んでいないか、または実質的に含んでいない。いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、補充血清アルブミン(SA)を含む。
いくつかの実施形態において、実質的に解離したCTOSは、低細胞結合表面を有する組織培養プレート中で共培養される。
いくつかの実施形態において、ヒトエクスビボ由来CTOSは、例えば、外科的試料、生検試料、胸水試料、および腹水試料から選択される、ヒト癌患者から取り出された腫瘍含有試料から培養される。いくつかの実施形態において、ヒト患者は、結腸癌、肺癌、胃癌、および乳癌から選択される癌に罹患している。いくつかの実施形態において、上皮腫瘍細胞は、ステップ(A)および(B)の後約14日以内にヒト患者から取り出された腫瘍試料のクローン多様性を実質的に保持している。
いくつかの実施形態において、ヒト上皮腫瘍細胞は、結腸癌細胞、肺癌細胞、胃癌細胞、および乳癌細胞から選択される。
いくつかの実施形態において、方法または細胞培養培地は、ステップ(A)および(B)の後約14、13、12、11、10、9、8、7、6、または5日以内に細胞培養培地中でヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100%の増殖を提供する。いくつかの実施形態において、方法または細胞培養培地は、ステップ(A)および(B)の後約7日以内に細胞培養培地中でヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約20~30%の増殖を提供する。いくつかの実施形態において、方法または細胞培養培地は、ステップ(A)および(B)の後約7日以内に細胞培養培地中でヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約60%の増殖を提供する。
特定の実施形態において、方法または細胞培養培地は、ステップ(A)および(B)の後約14日以内に細胞培養培地中でヒト上皮腫瘍細胞とヒト間質細胞の間に少なくとも約5:1、10:1、20:1、50:1、100:1、200:1、500:1、または1000:1の比を提供し、ヒト上皮腫瘍細胞は、例えば、上皮細胞接着分子(EpCAM)および/またはCD133の細胞表面発現を特徴とする。
いくつかの実施形態において、定義された細胞培養培地は、血清、場合により、ウシ胎仔血清(FBS)を含む。いくつかの実施形態において、血清の濃度は、約1~5%の範囲であるかまたは、もしくは約1%、2%、3%、4%、または5%である。
いくつかの実施形態において、ROCK阻害剤は、Y27632、HA1100ヒドロクロリド、HA1077、およびGSK429286のうちの1つ以上から選択される。いくつかの実施形態において、ROCK阻害剤、例えばY27632の濃度は、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000μM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500μM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100μM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50μM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40μM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30μM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20μM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10μM、または約0.1~5、0.5~5、1~5μM、または約0.1~1もしくは0.5~1μMの範囲である。
いくつかの実施形態において、補充SAは、ウシ血清アルブミン(BSA)およびヒト血清アルブミン(HSA)から選択される。ある特定の実施形態において、補充SAの濃度は、約0.5mg/ml~約20mg/ml、あるいは約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml未満、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml以下である。
いくつかの実施形態において、フィーダー細胞は、非増殖性線維芽細胞、例えば、ヒト線維芽細胞である。
いくつかの実施形態において、ヒトエクスビボ由来CTOSは、ヒト癌患者から取り出された腫瘍含有試料から培養され、例えば、
腫瘍含有試料を組織消化培地中で細片化およびインキュベートすることと、
ニコチンアミド、Wnt3A、骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、WNT/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、およびROCK阻害剤を含む定義された無血清かつフィーダー非含有のCTOS成長培地中で、CTOSを形成するのに十分な時間、腫瘍含有試料を培養することと、を含む。
いくつかの実施形態において、組織消化培地は、コラゲナーゼI、コラゲナーゼII、中性非クロストリジアルプロテアーゼ、およびこれらのいずれかの組み合わせのうちの1つ以上から選択されるプロテアーゼを含む。
いくつかの実施形態において、ニコチンアミドの濃度は、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000mM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500mM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100mM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50mM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40mM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30mM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20mM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10mM、または約0.1~5、0.5~5、1~5mM、または約0.1~1もしくは0.5~1mMの範囲である。
いくつかの実施形態において、Wnt3Aの濃度は、約0.1~10,000もしくは1~1000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/ml、または約0.1~400、1~400、10~400、20~400、30~400、50~400、40~400、60~400、70~400、80~400、90~400、100~400、200~400、300~400ng/ml、または約0.1~300、1~300、10~300、20~300、30~300、40~300、50~300、60~300、70~300、80~300、90~300、100~300、200~300ng/ml、または約0.1~200、1~200、10~200、20~200、30~200、40~200、50~200、60~200、70~200、80~200、90~200、100~200ng/ml、または約0.1~150、1~150、10~150、20~150、30~150、40~150、50~150、60~150、70~150、80~150、90~150、100~150ng/ml、または約0.1~120、1~120、10~120、20~120、30~120、40~120、50~120、60~120、70~120、80~120、90~120、100~120ng/ml、または約0.1~100、1~100、10~100、20~100、30~100、40~100、50~100、60~100、70~100、80~100、90~100ng/mlの範囲である。
いくつかの実施形態において、BMP阻害剤はノギンであり、いくつかの実施形態において、BMP阻害剤の濃度は、約0.1~10,000または1~1000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/ml、または約0.1~400、1~400、10~400、20~400、30~400、50~400、40~400、60~400、70~400、80~400、90~400、100~400、200~400、300~400ng/ml、または約0.1~300、1~300、10~300、20~300、30~300、40~300、50~300、60~300、70~300、80~300、90~300、100~300、200~300ng/ml、または約0.1~200、1~200、10~200、20~200、30~200、40~200、50~200、60~200、70~200、80~200、90~200、100~200ng/ml、または約0.1~150、1~150、10~150、20~150、30~150、40~150、50~150、60~150、70~150、80~150、90~150、100~150ng/ml、または約0.1~120、1~120、10~120、20~120、30~120、40~120、50~120、60~120、70~120、80~120、90~120、100~120ng/ml、または約0.1~100、1~100、10~100、20~100、30~100、40~100、50~100、60~100、70~100、80~100、90~100ng/mlの範囲である。
いくつかの実施形態において、Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストは、R-スポンジン-1であり、いくつかの実施形態において、Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストの濃度は、約0.1~10,000または1~1000もしくは100~1000ng/ml、または約0.1~10,000、1~10,000、10~10,000、20~10,000、30~10,000、40~10,000、50~10,000、60~10,000、70~10,000、80~10,000、90~10,000、100~10,000、200~10,000、300~10,000、400~10,000、500~10,000、1000~10,000、5000~10,000ng/ml、または約0.1~5000、1~5000、10~5000、20~5000、30~10,000、40~5000、50~5000、60~5000、70~5000、80~5000、90~5000、100~5000、200~5000、300~5000、400~5000、500~5000、1000~5000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~800、1~800、10~800、20~800、30~800、40~800、50~800、60~800、70~800、80~800、90~800、100~800、200~800、300~800、400~800、500~800、600~800、700~800ng/ml、または約0.1~700、1~700、10~700、20~700、30~700、40~700、50~700、60~700、70~700、80~700、90~700、100~700、200~700、300~700、400~700、500~700、600~700ng/ml、または約0.1~600、1~600、10~600、20~600、30~600、40~600、50~600、60~600、70~600、80~600、90~600、100~600、200~600、300~600、400~600、500~600ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/mlの範囲である。
いくつかの実施形態において、ROCK阻害剤はY27632であり、いくつかの実施形態において、ROCK阻害剤の濃度は、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000μM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500μM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100μM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50μM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40μM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30μM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20μM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10μM、または約0.1~5、0.5~5、1~5μM、または約0.1~1または0.5~1μMの範囲である。
治療薬に対するヒト患者の応答性を検査する方法であって、
治療薬を本明細書に説明する細胞培養培地もしくは共培養へ、または本明細書に説明する方法によって調製された細胞培養培地もしくは共培養へ投与することと、
上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することと、を含み、
上皮腫瘍細胞増殖における低下および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスにおける誘導が、治療薬へのヒト患者の応答性を示し、上皮腫瘍細胞増殖における低下および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスの誘導の欠如が、治療薬へのヒト患者の耐性を示す、方法も含まれる。
ある特定の方法は、解離したCTOSを共培養するのと同じ日に治療薬を投与することを含む。ある特定の方法は、解離したCTOSの共培養の少なくとも1日後に治療薬を投与することを含む。ある特定の方法は、解離したCTOSの共培養の約1、2、3、4、5、6、もしくは7日後にまたは約1、2、3、4、5、6、もしくは7日以内に治療薬を投与することを含む。いくつかの方法は、治療薬を投与する約14日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む。特定の方法は、治療薬を投与する約14、13、12、11、10、9、8、7、6、または5日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む。ある特定の方法は、治療薬を投与する約7、6、または5日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む。
いくつかの実施形態において、上皮腫瘍細胞増殖を測定するステップは、細胞増殖マーカーを測定することを含む。いくつかの実施形態において、細胞増殖マーカーは、H-チミジン、ブロモデオキシウリジン(BrdU)、5-エチニル-2’-デオキシウリジン(Edu)、Ki-67、および増殖細胞核抗原(PCNA)のうちの1つ以上から選択される。
いくつかの実施形態において、上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定するステップは、細胞アポトーシスマーカーを測定することを含む。いくつかの実施形態において、細胞アポトーシスマーカーは、カスパーゼの蛍光色素で標識された阻害剤(FLICA)、カスパーゼ活性化、ポリADPリボースポリメラーゼ(PARP)開裂、DRAQ5、DRAQ7、および末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)dUTPニック末端標識(TUNEL)アッセイのうちの1つ以上から選択される。
-定義された無血清かつフィーダー非含有の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)成長培地、
-組織消化培地、
-低細胞結合表面を有する組織培養プレート、
-定義された細胞培養培地、
-凍結フィーダー細胞、
-Rho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤、ならびに場合により、
-細胞増殖マーカーおよび/または細胞アポトーシスマーカー、
のいずれかの組み合わせを含む、試料調製キットも含まれる。
いくつかのキットにおいて、CTOS成長培地は、ニコチンアミド、Wnt3A、骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、および/またはROCK阻害剤を含む。
いくつかのキットにおいて、組織消化培地は、コラゲナーゼI、コラゲナーゼII、中性非クロストリジアルプロテアーゼ、およびこれらのいずれかの組み合わせのうちの1つ以上から選択されるプロテアーゼを含む。
いくつかのキットにおいて、定義された培養培地は、血清、例えばウシ胎仔血清(FBS)を約1~5%の範囲の、または約1%、2%、3%、4%、または5%である濃度で含む。いくつかのキットにおいて、凍結フィーダー細胞は、非増殖性線維芽細胞、例えば、ヒト線維芽細胞である。
ある特定のキットは、例えば、CTOS成長培地および/または定義された細胞培養培地へと添加されることになっている補充SAを含む。いくつかの実施形態において、CTOS成長培地および/または定義された細胞培養培地は、補充SAを含む。いくつかの実施形態において、補充SAは、ウシ血清アルブミン(BSA)およびヒト血清アルブミン(HSA)から選択される。ある特定の実施形態において、CTOS成長培地および/または定義された細胞培養培地中の補充SAの濃度は、約0.5mg/ml~約20mg/ml、あるいは約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml未満、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml以下である。
いくつかのキットにおいて、ROCK阻害剤は、Y27632、HA1100ヒドロクロリド、HA1077、およびGSK429286のうちの1つ以上から選択される。いくつかのキットにおいて、細胞増殖マーカーは、H-チミジン、ブロモデオキシウリジン(BrdU)、5-エチニル-2’-デオキシウリジン(Edu)、Ki-67、および増殖細胞核抗原(PCNA)のうちの1つ以上から選択される。いくつかのキットにおいて、細胞アポトーシスマーカーは、カスパーゼの蛍光色素で標識された阻害剤(FLICA)、カスパーゼ活性化、ポリADPリボースポリメラーゼ(PARP)開裂、DRAQ5、DRAQ7、および末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)dUTPニック末端標識(TUNEL)アッセイのうちの1つ以上から選択される。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
細胞培養培地であって、
(a)実質的に単細胞の懸濁液へと解離した、ヒトエクスビボ由来癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)であって、ヒト上皮腫瘍細胞を含む、CTOSと、
(b)フィーダー細胞と、
(c)少なくとも1つのRho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(Rho associated,coiled-coil containing protein
kinase)(ROCK)阻害剤を含む定義された細胞培養培地であって、場合により、ノギンのような骨形成タンパク質(BMP)阻害剤およびR-スポンジン-1のようなWnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストを含んでいないか、または実質的に含んでいない、定義された細胞培養培地と、場合により、
(d)補充血清アルブミン(SA)と、を含み、
前記細胞培養培地が、前記解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14日以内に前記上皮腫瘍細胞の少なくとも約10%の増殖を提供する、細胞培養培地。
(項目2)
前記ヒトエクスビボ由来CTOSが、ヒト癌患者から取り出され、場合により外科的試料、生検試料、胸水試料、および腹水試料から選択される腫瘍含有試料から培養される、項目1に記載の細胞培養培地。
(項目3)
前記ヒト患者が、結腸癌、肺癌、胃癌、および乳癌から選択される癌に罹患している、項目1または2に記載の細胞培養培地。
(項目4)
前記上皮腫瘍細胞が、前記解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14日以内に前記ヒト患者から取り出された前記腫瘍含有試料のクローン多様性を実質的に保持している、項目2または3に記載の細胞培養培地。
(項目5)
前記ヒト上皮腫瘍細胞が、結腸癌細胞、肺癌細胞、胃癌細胞、および乳癌細胞から選択される、項目1~4のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目6)
前記解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1日以内に前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100%増殖を提供する、項目1~5のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目7)
前記解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約7日以内に前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約20~30%の増殖を提供する、項目1~6のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目8)
前記解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約7日以内に前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約60%の増殖を提供する、項目1~7のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目9)
前記解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14日以内に、前記ヒト上皮腫瘍細胞とヒト間質細胞の間に約または少なくとも約5:1、10:1、20:1、50:1、100:1、200:1、500:1、または1000:1の比を提供し、前記ヒト上皮腫瘍細胞が、上皮細胞接着分子(EpCAM)および/またはCD133の細胞表面発現を場合により特徴とする、項目1~8のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目10)
前記定義された培地が、血清、場合によりウシ胎仔血清(FBS)を含む、項目1~9のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目11)
前記血清の濃度が、約1~5%の範囲であり、または約1%、2%、3%、4%、もしくは5%である、項目10に記載の細胞培養培地。
(項目12)
前記ROCK阻害剤が、Y27632、HA1100ヒドロクロリド、HA1077、およびGSK429286のうちの1つ以上から選択される、項目1~11のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目13)
Y27632の濃度が、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000μM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500μM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100μM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50μM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40μM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30μM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20μM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10μM、または約0.1~5、0.5~5、1~5μM、または約0.1~1もしくは0.5~1μMの範囲である、項目12に記載の細胞培養培地。
(項目14)
前記補充SAが、ウシ血清アルブミン(BSA)およびヒト血清アルブミン(HSA)から選択される、項目1~13のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目15)
前記補充SAの濃度が、約0.5mg/ml~約20mg/ml、あるいは約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml未満、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml以下である、項目1~14に記載の細胞培養培地。
(項目16)
前記フィーダー細胞が、非増殖性線維芽細胞、場合によりヒト線維芽細胞である、項目1~15のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目17)
項目1~16のいずれか1項に記載の細胞培養培地を含む、低い細胞結合表面を有する組織培養プレート。
(項目18)
インビトロ細胞培養培地中でヒト上皮腫瘍細胞を培養または増殖させる方法であって、
(A)前記ヒト上皮腫瘍細胞を含むヒトエクスビボ由来癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)を実質的に単細胞の懸濁液中へと解離させることと、
(B)少なくとも1つのRho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤を含む定義された細胞培養培地中で、前記解離したCTOSとフィーダー細胞とを共培養することであって、場合により、前記定義された細胞培養培地が、ノギンのような骨形成タンパク質(BMP)阻害剤およびR-スポンジン-1のようなWnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストを含んでいないか、または実質的に含んでおらず、場合により前記細胞培養培地が補充血清アルブミン(SA)を含む、共培養することと、を含み、
前記方法が、ステップ(A)および(B)の後約14日以内に前記細胞培養培地中で前記上皮腫瘍細胞の少なくとも約10%の増殖を提供する、方法。
(項目19)
前記実質的に解離したCTOSが、低細胞結合表面を有する組織培養プレート中で共培養される、項目18に記載の方法。
(項目20)
前記ヒトエクスビボ由来CTOSが、ヒト癌患者から取り出され、場合により外科的試料、生検試料、胸水試料、および腹水試料から選択される腫瘍試料から培養される、項目19に記載の方法。
(項目21)
前記ヒト患者が、結腸癌、肺癌、胃癌、および乳癌から選択される癌に罹患している、項目19または20に記載の方法。
(項目22)
前記上皮腫瘍細胞が、ステップ(A)および(B)の後約14日以内に前記ヒト患者から取り出された前記腫瘍試料の前記クローン多様性を実質的に保持している、項目18または19に記載の方法。
(項目23)
前記ヒト上皮腫瘍細胞が、結腸癌細胞、肺癌細胞、胃癌細胞、および乳癌細胞から選択される、項目18~22のいずれか1項に記載の方法。
(項目24)
ステップ(A)および(B)の後約14、13、12、11、10、9、8、7、6、または5日以内に前記細胞培養培地中で前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100%の増殖を提供する、項目18~23のいずれか1項に記載の方法。
(項目25)
ステップ(A)および(B)の後約7日以内に前記細胞培養培地中で前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約20~30%の増殖を提供する、項目18~24のいずれか1項に記載の方法。
(項目26)
ステップ(A)および(B)の後約7日以内に前記細胞培養培地中で前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも約60%の増殖を提供する、項目18~25のいずれか1項に記載の方法。
(項目27)
ステップ(A)および(B)の後約14日以内に、前記細胞培養培地中で前記ヒト上皮腫瘍細胞とヒト間質細胞の間に少なくとも約5:1、10:1、20:1、50:1、100:1、200:1、500:1、または1000:1の比を提供し、前記ヒト上皮腫瘍細胞が、上皮細胞接着分子(EpCAM)および/またはCD133の細胞表面発現を場合により特徴とする、項目18~26のいずれか1項に記載の方法。
(項目28)
前記定義された細胞培養培地が、血清、場合によりウシ胎仔血清(FBS)を含む、項目18~27のいずれか1項に記載の方法。
(項目29)
前記血清の濃度が、約1~5%の範囲であり、または約1%、2%、3%、4%、もしくは5%である、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記ROCK阻害剤が、Y27632、HA1100ヒドロクロリド、HA1077、およびGSK429286のうちの1つ以上から選択される、項目18~29のいずれか1項に記載の方法。
(項目31)
Y27632の濃度が、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000μM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500μM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100μM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50μM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40μM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30μM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20μM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10μM、または約0.1~5、0.5~5、1~5μM、または約0.1~1もしくは0.5~1μMの範囲である、項目30に記載の方法。
(項目32)
前記補充SAが、ウシ血清アルブミン(BSA)およびヒト血清アルブミン(HSA)から選択される、項目18~31のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目33)
前記補充SAの濃度が、約0.5mg/ml~約20mg/ml、あるいは約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml未満、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml以下である、項目18~32のいずれか1項に記載の細胞培養培地。
(項目34)
前記フィーダー細胞が、非増殖性線維芽細胞、場合によりヒト線維芽細胞である、項目18~33のいずれか1項に記載の方法。
(項目35)
場合により、
ヒト癌患者から取り出された腫瘍含有試料を組織消化培地中で細片化およびインキュベートすることと、
ニコチンアミド、Wnt3A、骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、WNT/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、およびROCK阻害剤を含む定義された無血清かつフィーダー非含有のCTOS成長培地中で、前記CTOSを形成するのに十分な時間、前記腫瘍含有試料を培養することと、を含み、前記ヒトエクスビボ由来CTOSが、前記腫瘍含有試料から培養される、項目18~34のいずれか1項に記載の方法。
(項目36)
前記組織消化培地が、コラゲナーゼI、コラゲナーゼII、中性非クロストリジアルプロテアーゼ、およびこれらのいずれかの組み合わせのうちの1つ以上から選択されたプロテアーゼを含む、項目35に記載の方法。
(項目37)
前記ニコチンアミドの濃度が、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000mM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500mM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100mM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50mM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40mM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30mM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20mM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10mM、または約0.1~5、0.5~5、1~5mM、または約0.1~1もしくは0.5~1mMの範囲である、項目35または36に記載の方法。
(項目38)
Wnt3Aの濃度が、約0.1~10,000または1~1000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/ml、または約0.1~400、1~400、10~400、20~400、30~400、50~400、40~400、60~400、70~400、80~400、90~400、100~400、200~400、300~400ng/ml、または約0.1~300、1~300、10~300、20~300、30~300、40~300、50~300、60~300、70~300、80~300、90~300、100~300、200~300ng/ml、または約0.1~200、1~200、10~200、20~200、30~200、40~200、50~200、60~200、70~200、80~200、90~200、100~200ng/ml、または約0.1~150、1~150、10~150、20~150、30~150、40~150、50~150、60~150、70~150、80~150、90~150、100~150ng/ml、または約0.1~120、1~120、10~120、20~120、30~120、40~120、50~120、60~120、70~120、80~120、90~120、100~120ng/ml、または約0.1~100、1~100、10~100、20~100、30~100、40~100、50~100、60~100、70~100、80~100、90~100ng/mlに及ぶ、項目35~37のいずれか1項に記載の方法。
(項目39)
前記BMP阻害剤がノギンであり、前記ノギンの濃度が、場合により約0.1~10,000または1~1000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/ml、または約0.1~400、1~400、10~400、20~400、30~400、50~400、40~400、60~400、70~400、80~400、90~400、100~400、200~400、300~400ng/ml、または約0.1~300、1~300、10~300、20~300、30~300、40~300、50~300、60~300、70~300、80~300、90~300、100~300、200~300ng/ml、または約0.1~200、1~200、10~200、20~200、30~200、40~200、50~200、60~200、70~200、80~200、90~200、100~200ng/ml、または約0.1~150、1~150、10~150、20~150、30~150、40~150、50~150、60~150、70~150、80~150、90~150、100~150ng/ml、または約0.1~120、1~120、10~120、20~120、30~120、40~120、50~120、60~120、70~120、80~120、90~120、100~120ng/ml、または約0.1~100、1~100、10~100、20~100、30~100、40~100、50~100、60~100、70~100、80~100、90~100ng/mlの範囲である、項目35~38のいずれか1項に記載の方法。
(項目40)
前記Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストがR-スポンジン-1であり、前記R-スポンジン-1の濃度が場合により、約0.1~10,000もしくは1~1000もしくは100~1000ng/ml、または約0.1~10,000、1~10,000、10~10,000、20~10,000、30~10,000、40~10,000、50~10,000、60~10,000、70~10,000、80~10,000、90~10,000、100~10,000、200~10,000、300~10,000、400~10,000、500~10,000、1000~10,000、5000~10,000ng/ml、または約0.1~5000、1~5000、10~5000、20~5000、30~10,000、40~5000、50~5000、60~5000、70~5000、80~5000、90~5000、100~5000、200~5000、300~5000、400~5000、500~5000、1000~5000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~800、1~800、10~800、20~800、30~800、40~800、50~800、60~800、70~800、80~800、90~800、100~800、200~800、300~800、400~800、500~800、600~800、700~800ng/ml、または約0.1~700、1~700、10~700、20~700、30~700、40~700、50~700、60~700、70~700、80~700、90~700、100~700、200~700、300~700、400~700、500~700、600~700ng/ml、または約0.1~600、1~600、10~600、20~600、30~600、40~600、50~600、60~600、70~600、80~600、90~600、100~600、200~600、300~600、400~600、500~600ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/mlの範囲である、項目35~39のいずれか1項に記載の方法。
(項目41)
前記ROCK阻害剤がY27632であり、Y27632の濃度が場合により、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000μM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500μM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100μM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50μM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40μM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30μM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20μM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10μM、または約0.1~5、0.5~5、1~5μM、または約0.1~1もしくは0.5~1μMの範囲である、項目35~40のいずれか1項に記載の方法。
(項目42)
治療薬に対するヒト患者の応答性を検査する方法であって、
前記治療薬を項目1~15のいずれか1項に記載の細胞培養培地へ、または項目17~41のいずれか1項に記載の方法によって調製された細胞培養培地へ投与することと、
上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することと、を含み、
上皮腫瘍細胞増殖における低下および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスにおける誘導が、前記治療薬への前記ヒト患者の応答性を示し、上皮腫瘍細胞増殖における低下および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスの誘導の欠如が、前記治療薬への前記ヒト患者の耐性を示す、方法。
(項目43)
前記解離したCTOSを共培養するのと同じ日に前記治療薬を投与することを含む、項目42に記載の方法。
(項目44)
前記解離したCTOSの共培養の少なくとも1日後に前記治療薬を投与することを含む、項目42に記載の方法。
(項目45)
前記解離したCTOSの共培養の約1、2、3、4、5、6、もしくは7日後にまたは約1、2、3、4、5、6、もしくは7日以内に前記治療薬を投与することを含む、項目44に記載の方法。
(項目46)
前記治療薬の投与の約14日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む、項目43~45のいずれか1項に記載の方法。
(項目47)
前記治療薬を投与する約14、13、12、11、10、9、8、7、6、または5日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む、項目46に記載の方法。
(項目48)
前記治療薬を投与する約7、6、または5日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む、項目47に記載の方法。
(項目49)
上皮腫瘍細胞増殖を測定するステップが、細胞増殖マーカーを測定することを含む、項目42~48のいずれか1項に記載の方法。
(項目50)
前記細胞増殖マーカーが、 H-チミジン、ブロモデオキシウリジン(BrdU)、5-エチニル-2’-デオキシウリジン(Edu)、Ki-67、および増殖細胞核抗原(PCNA)のうちの1つ以上から選択される、項目49に記載の方法。
(項目51)
上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定するステップが、細胞アポトーシスマーカーを測定することを含む、項目42~50のいずれか1項に記載の方法。
(項目52)
前記細胞アポトーシスマーカーが、カスパーゼの蛍光色素で標識された阻害剤(FLICA)、カスパーゼ活性化、ポリADPリボースポリメラーゼ(PARP)開裂、DRAQ5、DRAQ7、および末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)dUTPニック末端標識(TUNEL)アッセイのうちの1つ以上から選択される、項目51に記載の方法。
(項目53)
-定義された無血清かつフィーダー非含有の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)成長培地、
-組織消化培地、
-低細胞結合表面を有する組織培養プレート、
-補充血清アルブミン(SA)を場合により含む、定義された細胞培養培地であって、ノギンのような骨形成タンパク質(BMP)阻害剤およびR-スポンジン-1のようなWnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストを含んでいないか、または実質的に含んでいない、定義された細胞培養培地、
-凍結フィーダー細胞、
-Rho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤、場合により、
-細胞増殖マーカーおよび/または細胞アポトーシスマーカー、のいずれかの組み合わせを含む、試料調製キット。
(項目54)
前記CTOS成長培地が、ニコチンアミド、Wnt3A、骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、および/またはROCK阻害剤を含む、項目53に記載の試料調製キット。
(項目55)
前記組織消化培地が、コラゲナーゼI、コラゲナーゼII、中性非クロストリジアルプロテアーゼ、およびこれらのいずれかの組み合わせのうちの1つ以上から選択されるプロテアーゼを含む、項目53または54に記載の試料調製キット。
(項目56)
前記定義された培養培地が、血清、場合によりウシ胎仔血清(FBS)を約1~5%の範囲の、または約1%、2%、3%、4%、または5%である濃度で含む、項目53または54に記載の試料調製キット。
(項目57)
前記凍結フィーダー細胞が、非増殖性線維芽細胞、場合によりヒト線維芽細胞である、項目53~56のいずれか1項に記載の試料調製キット。
(項目58)
前記ROCK阻害剤が、Y27632、HA1100ヒドロクロリド、HA1077、およびGSK429286のうちの1つ以上から選択される、項目53~57のいずれか1項に記載の試料調製キット。
(項目59)
前記細胞増殖マーカーが、 H-チミジン、ブロモデオキシウリジン(BrdU)、5-エチニル-2’-デオキシウリジン(Edu)、Ki-67、および増殖細胞核抗原(PCNA)のうちの1つ以上から選択される、項目53~58のいずれか1項に記載の試料調製キット。
(項目60)
前記細胞アポトーシスマーカーが、カスパーゼの蛍光色素で標識された阻害剤(FLICA)、カスパーゼ活性化、ポリADPリボースポリメラーゼ(PARP)開裂、DRAQ5、DRAQ7、および末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)dUTPニック末端標識(TUNEL)アッセイのうちの1つ以上から選択される、項目53~59のいずれか1項に記載の試料調製キット。
患者の結腸直腸腫瘍外科的試料から単離され、癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)を形成するために定義された成長培地中の懸濁液中で培養された腫瘍細胞を示す。 患者の結腸直腸腫瘍外科的試料から単離され、癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)を形成するために定義された成長培地中の懸濁液中で培養された腫瘍細胞を示す。 患者の結腸直腸腫瘍外科的試料から単離され、癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)を形成するために定義された成長培地中の懸濁液中で培養された腫瘍細胞を示す。 患者の結腸直腸腫瘍外科的試料から単離され、癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)を形成するために定義された成長培地中の懸濁液中で培養された腫瘍細胞を示す。 正常結腸直腸組織外科的試料から単離された単細胞を示す。 正常結腸直腸組織外科的試料から単離された単細胞を示す。 正常結腸直腸組織外科的試料から単離され、フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)の共培養系中に播種された細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。 正常結腸直腸組織外科的試料から単離され、フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)の共培養系中に播種された細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。 フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に解離しおよび播種された6名の異なる患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS))に由来する単一の腫瘍細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。 フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に解離しおよび播種された6名の異なる患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS))に由来する単一の腫瘍細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。 フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に解離しおよび播種された6名の異なる患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS))に由来する単一の腫瘍細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。 フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に解離しおよび播種された6名の異なる患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS))に由来する単一の腫瘍細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。 フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に解離しおよび播種された6名の異なる患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS))に由来する単一の腫瘍細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。 フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に解離しおよび播種された6名の異なる患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS))に由来する単一の腫瘍細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。 患者の結腸直腸腫瘍外科的試料から単離され、フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に播種された非細胞増殖性単細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。 患者の結腸直腸腫瘍外科的試料から単離され、フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に播種された非細胞増殖性単細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。 患者の結腸直腸腫瘍外科的試料から単離され、フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に播種された非細胞増殖性単細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。 患者の結腸直腸腫瘍外科的試料から単離され、フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)選択的共培養系中に播種された非細胞増殖性単細胞を示す。細胞増殖は、Eduの組込みによって測定した。 初代上皮腫瘍細胞を使用して、薬物および薬物の組み合わせに対する応答性を検査した細胞増殖後共培養系を示す。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。最上部から最下部までの行は次のとおりである:フルオロウラシル(5-FU)、オキサリプラチン、オキサリプラチン+5-FU(10μM)、SN-38、SN-38+5-FU(10μM)、SN-38+5-FU(10μM)+オキサリプラチン(2.5μM)左から右への列は、検査した一次薬物の低下する濃度を示す。 曲線下面積における腫瘍成長抑制(7A)、および定量的薬物感受性スコア(7B)を含む、ある特定の化学療法およびその組み合わせに対する、8名の個々の患者に由来する上皮腫瘍細胞の応答特性を示す。 曲線下面積における腫瘍成長抑制(7A)、および定量的薬物感受性スコア(7B)を含む、ある特定の化学療法およびその組み合わせに対する、8名の個々の患者に由来する上皮腫瘍細胞の応答特性を示す。 2名の異なる患者に由来する正常結腸直腸組織外科的試料から単離され、(図8A~図8B)完全培地、(図8C~図8D)Wnt-3A-ノギン非含有の完全培地、(図8E~図8F)R-スポンジンおよびノギン非含有の完全培地、ならびに(図8G~図8H)Wnt-3A、R-スポンジン、およびノギン非含有の完全培地を用いる、フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)共培養系中で成長した細胞を示す。細胞増殖は、Edu組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。正常結腸直腸上皮細胞は、図8E~図8Fの選択培地中でも図8G~図8Hの選択培地中でも成長しない。 2名の異なる患者に由来する正常結腸直腸組織外科的試料から単離され、(図8A~図8B)完全培地、(図8C~図8D)Wnt-3A-ノギン非含有の完全培地、(図8E~図8F)R-スポンジンおよびノギン非含有の完全培地、ならびに(図8G~図8H)Wnt-3A、R-スポンジン、およびノギン非含有の完全培地を用いる、フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)共培養系中で成長した細胞を示す。細胞増殖は、Edu組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。正常結腸直腸上皮細胞は、図8E~図8Fの選択培地中でも図8G~図8Hの選択培地中でも成長しない。 フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)共培養系の(図9A~図9B)完全培地、(図9C~図9D)Wnt-3A-ノギン非含有の完全培地、(図9E~図9F)R-スポンジンおよびノギン非含有の完全培地、ならびに(図9G~図9H)Wnt-3A、R-スポンジン、およびノギン非含有の完全培地中で解離しおよび播種された、患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)から単離された腫瘍細胞を示す。細胞増殖は、Edu組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。正常細胞とは対照的に、腫瘍結腸直腸上皮細胞は、図9E~図9Fの選択培地および図9G~図9Hの選択培地の中で成長した。 フィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)共培養系の(図9A~図9B)完全培地、(図9C~図9D)Wnt-3A-ノギン非含有の完全培地、(図9E~図9F)R-スポンジンおよびノギン非含有の完全培地、ならびに(図9G~図9H)Wnt-3A、R-スポンジン、およびノギン非含有の完全培地中で解離しおよび播種された、患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)から単離された腫瘍細胞を示す。細胞増殖は、Edu組込みによって測定した。青色の染色はDAPIであり、黄色の染色はEpCamであり、赤色の染色はEduである。正常細胞とは対照的に、腫瘍結腸直腸上皮細胞は、図9E~図9Fの選択培地および図9G~図9Hの選択培地の中で成長した。 補充ウシ血清アルブミン(BSA)はヒト上皮腫瘍細胞の成長を支持することを示す。DF12:DMEM/F12系培養培地。DF12+BSA:BSAを補充したDMEM/12系培養培地。細胞増殖は、EdU組込みによって測定した。エラーバーは、標準偏差(SD)を表す。
本開示の実施形態は、癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)の条件的初期化によって患者由来の上皮腫瘍細胞を細胞増殖するための方法および組成物の発見に関する。本明細書に説明する方法および組成物は、フィーダー細胞共培養における間質細胞の過成長を低減させるだけでなく、元の腫瘍試料のクローン多様性も維持する。これらの方法および組成物は、患者に直接由来する初代腫瘍細胞の時宜的な精製および増殖を可能にし、例えば、1つ以上の治療薬に対する患者の腫瘍細胞の起こり得る応答性を査定するために使用することができる。このようなものは、例えば、初回培養時から1週間または2週間を待たない比較的短い時間枠で、患者に対する最適な処置選択肢を同定する利点を提供する。
定義
別段の定義がない限り、本明細書で使用する技術用語および科学用語はすべて、本発明が属する技術分野の当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に説明する技術用語および科学用語と同様のまたは等価のいかなる方法および材料も、本発明の実施または検査において使用することができるが、ある特定の好ましい方法および材料が本明細書で説明される。特許および特許出願を含むがこれらに限定されない、本明細書で引用される公表物および参考文献はすべて、各個々の公表物または参考文献が参照により組み入れられるよう具体的かつここに示されたかのように、当該公表物および参考文献の全体が参照により組み入れられる。本発明の目的のために、次の用語を以下に定義する。
「a」および「an」という冠詞は、当該冠詞の文法的目的語のうちの1つまたは1つ超を(すなわち、少なくとも1つを)指すために本明細書で使用される。例として、「要素」は、1つの要素または1つ超の要素を意味する。
「約」が意味するのは、参照となる数量、レベル、値、数、頻度、百分率、寸法、大きさ、量、重さまたは長さに対して20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1%程度変化する数量、レベル、値、数、頻度、百分率、寸法、大きさ、量、重さまたは長さである。
本明細書のいたるところで、文脈が別段に必要としない限り、「を含む(comprise)」、「を含む(comprises)」、および「を含んでいる」という用語は、陳述されているステップもしくは要素またはステップもしくは要素の群の包含を含意するが、いかなる他のステップもしくは要素またはステップもしくは要素の群の除外も含意しないことは理解されるであろう。「からなっている」が意味するのは、「ならなっている」という句に続くものが何であれ、これを含むことであり、これに限定される。したがって、「からなっている」という句は、列挙された要素が必要とされまたは必須であることを示し、いかなる他の要素も存在しないことがあることを示す。「から本質的になっている」が意味するのは、この句の後に列挙され、列挙された要素について本開示において指定される活性または作用に干渉しないまたは寄与しない他の要素に限定される、いかなる要素も含むことである。したがって、「から本質的になる」という句は、列挙された要素が必要とされまたは必須であるが、他の要素が選択肢として存在し、他の要素が列挙された要素の活性または作用に実質的に影響するかどうかによって存在していても存在していなくてもよいことを示す。
「単離される」が意味するのは、その本来の状態において通常付随する構成要素が実質的にまたは本質的にない材料である。
「を調節している」という用語は、典型的には対照と比較して統計的に有意なまたは生理学的に有意な量で「上昇する」または「亢進する」、および「低下する」または「低減する」ことを含む。「上昇した」または「亢進した」量は典型的には、「統計的に有意な」量であり、組成なしもしくは対照組成の試料、または検査対象によって生じる量の約もしくは少なくとも約1.2、1.4、1.6、1.8、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、1000倍、または約もしくは少なくとも約5%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、200%、300%、400%、500%、600%、700%、800%、900%、1000%である(これらの間の整数および範囲をすべて含む)上昇を含むことができる。「低下した」または「低減した」量は典型的には、「統計的に有意な」量であり、組成なしもしくは対照組成の試料、または検査対象によって生じる量の約もしくは少なくとも約1.2、1.4、1.6、1.8、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、1000倍、または約もしくは少なくとも約5%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%、200%、300%、400%、500%、600%、700%、800%、900%、1000%である(これらの間の整数および範囲をすべて含む)低下を含むことができる。
ある特定の実施形態において、細胞培養における上皮腫瘍細胞の「純度」は、具体的に定義されることがある。例えば、ある特定の培地または培養は、他の患者細胞型、例えば、間質細胞のような非癌性細胞に対して、約または少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%純粋であるこれらの間の整数および範囲をすべて含む)上皮腫瘍細胞を含むことがある。
「統計的に有意な」が意味するのは、結果が、偶然生じたようではなかったことである。統計的有意性は、当該技術分野で公知の何らかの方法によって決定することができる。通常使用される有意性の尺度はp値を含み、p値とは、帰無仮説が真である場合に、観察された事象が生じるかどうかの頻度または確率である。得られたp値が有意性レベルよりも小さな場合、帰無仮説は棄却される。単純な場合において、有意性レベルは、0.05以下のp値で定義される。
「実質的に」または「本質的に」は、ほぼ総じてまたは完全に、例えば、95%、96%、97%、98%、99%またはそれより多量の何らかの所与の量を意味する。
先に記載のように、ある特定の実施形態は、実質的に単細胞の懸濁液中へと解離した癌組織を起源とするスフェロイドの条件的初期化のための共培養および方法に関する。「癌組織を起源とするスフェロイド」(または「CTOS」)という用語は、細胞間接触が、非常に精製された腫瘍生細胞間で保持される初代上皮腫瘍細胞のスフェロイドクラスターに関する(例えば、Kondo et al.,PNAS USA.108:6235-6240,2011、Endo et al.,J Thorac Oncol.8:131-9,2013を参照されたい)。CTOSを調製するための例示的な方法は、当該技術分野で公知であり(上述)、本明細書に説明されている。上皮細胞の条件的初期化についての細胞培養条件は、例えば、WO2012/065067およびLiu et al.,Am J Pathol.180:599-607,2012)に説明されている。
ある特定の実施形態はしたがって、(a)実質的に単細胞の懸濁液中へと解離されたヒトエクスビボ由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)であって、ヒト上皮腫瘍細胞を含む、CTOSと、(b)フィーダー細胞と、(c)解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14日以内に上皮腫瘍細胞の少なくとも10%の増殖を提供する、少なくとも1つのRho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤を含む、定義された細胞培養培地と、を含む細胞培養培地に関する。いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、ノギンのような骨形成タンパク質(BMP)阻害剤およびR-スポンジン-1のようなWnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニストを含んでいないか、または実質的に含んでいない。いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、補充血清アルブミン(SA)を含む。「補充」という用語は、何らかの所与の動物血清中に存在するSAとは異なる、当該SAとは異種性である、または当該SAに加えて存在する、SAを指し、例えば、ウシ胎仔血清(FBS)またはウシ胎児血清(FCS)である。
(A)ヒト上皮腫瘍細胞を含むヒトエクスビボ由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)を実質的に単細胞の懸濁液中へと解離することと、(B)少なくとも1つのRho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤を含む定義された細胞培養培地中で、解離したCTOSをフィーダー細胞と共培養することと、を含む、インビトロ細胞培養培地中でヒト上皮腫瘍細胞を培養または増殖させる方法も含まれる。
いくつかの実施形態において、共培養または成長培地は、さらなる因子または補充物、例えば、ニコチンアミド、Wnt3A、ノギンのような骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、R-スポンジン-1のようなWnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、および上述のいずれかの組み合わせのような外来性因子または補充物を含んでいないかまたは実質的に含んでいない。
いくつかの実施形態において、CTOSは、ヒト癌患者から取り出された腫瘍含有試料から培養される。腫瘍含有試料の非限定例としては、当該技術分野で公知のもののうちとりわけ、外科的試料、生検、胸水、腹水が挙げられる。特定の実施形態において、ヒト患者は、結腸癌、肺癌、胃癌、および乳癌から選択される癌に罹患しており、ヒト上皮腫瘍細胞は、結腸癌細胞、肺癌細胞、胃癌細胞、および乳癌細胞から選択される。
ある特定の実施形態において、上皮腫瘍細胞は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後約14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1日以内に(これらの間の組み合わせ、整数、および範囲をすべて含む)ヒト患者から取り出された腫瘍含有試料のクローン多様性(例えば、約または少なくとも約90%、95%、96%、97%、98%、99%)を実質的に保持している。腫瘍細胞の集団のクローン多様性は、当該技術分野で公知の技術により測定することができる(例えば、Shibata,Nature Genetics.38:402-403,2006、Maley et al.,Nature Genetics.38:468-473,2006、およびMerlo et al.,Cancer Prev Res.3:1388-1397,2010を参照されたい)。
いくつかの実施形態において、細胞培養培地および方法は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後またはステップ(A)および(B)の後約14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1日以内に(これらの間の組み合わせ、整数および範囲をすべて含む)上皮腫瘍細胞の約または少なくとも約10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100%の増殖を提供する。
例えば、特定の細胞培養培地および方法は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後の、またはステップ(A)および(B)の後の約14、13、12、11、10、9、8、7、6,もしくは5日以内に、または約5~14、6~14、7~14、8~14、9~14、10~14、11~14、12~14、もしくは13~14日以内に、または約5~13、6~13、7~13、8~13、9~13、10~13、11~13、もしくは12~13日以内に、または約5~12、6~12、7~12、8~12、9~12、10~12、もしくは11~12日以内に、または約5~11、6~11、7~11、8~11、9~11、もしくは10~11日以内に、または約5~10、6~10、7~10、8~10、もしくは9~10日以内に、または約5~9、6~9、7~9、もしくは8~9日以内に、または約5~8、6~8、もしくは7~8日以内に、または約5~7もしくは6~7日以内に、または約5~6日以内に、上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約10~15、10~20、10~25、10~30、10~35、10~40、10~45、10~50、10~55、10~60、10~65、10~70、10~75、10~80、10~85、10~90、10~95,もしくは10~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約15~20、15~25、15~30、15~35、15~40、15~45、15~50、15~55、15~60、15~65、15~70、15~75、15~80、15~85、15~90、15~95,もしくは15~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約20~25、20~30、20~35、20~40、20~45、20~50、20~55、20~60、20~65、20~70、20~75、20~80、20~85、20~90、20~95,もしくは20~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約25~30、25~35、25~40、25~45、25~50、25~55、25~60、25~65、25~70、25~75、25~80、25~85、25~90、25~95、もしくは25~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約30~35、30~40、30~45、30~50、30~55、30~60、30~65、30~70、30~75、30~80、30~85、30~90、30~95、もしくは30~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約35~40、35~45、35~50、35~55、35~60、35~65、35~70、35~75、35~80、35~85、35~90、35~95,もしくは35~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約40~45、40~50、40~55、40~60、40~65、40~70、40~75、40~80、40~85、40~90、40~95、もしくは40~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約45~50、45~55、45~60、45~65、45~70、45~75、45~80、45~85、45~90、45~95,もしくは45~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約50~55、50~60、50~65、50~70、50~75、50~80、50~85、50~90、50~95、もしくは50~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約55~60、55~65、55~70、55~75、55~80、55~85、55~90、55~95、もしくは55~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約60~65、60~70、60~75、60~80、60~85、60~90、60~95、もしくは60~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約65~70、65~75、65~80、65~85、65~90、65~95、もしくは65~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約70~80、70~85、70~90、70~95、もしくは70~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約75~80、75~85、75~90、75~95,もしくは75~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約80~85、80~90、80~95、もしくは80~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約85~90、85~95、もしくは85~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約90~95,もしくは90~100%の増殖、または上皮腫瘍細胞の約もしくは少なくとも約95~100%の増殖を提供し、これらの組み合わせをすべて含む。具体的な実施形態は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後の、またはステップ(A)および(B)の後の約7日以内に、上皮腫瘍細胞の少なくとも約20~30%の増殖、または約7日以内に上皮腫瘍細胞の少なくとも約60%の増殖を提供する。
いくつかの実施形態において、細胞培養培地および方法は、解離したCTOSと(b)および(c)との共培養後の、またはステップ(A)および(B)の後の約4、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1日以内に(これらの間の組み合わせ、整数および範囲をすべて含む)、ヒト上皮腫瘍細胞とヒト間質細胞の間に約または少なくとも約5:1、10:1、20:1、50:1、100:1、200:1、500:1、1000:1の比を提供する。いくつかの実施形態において、ヒト上皮腫瘍細胞は、上皮細胞接着分子(EpCAM)および/またはCD133の細胞形態学的性質および/または細胞表面発現を特徴とする。いくつかの実施形態において、間質細胞は、ビメンチンおよび/またはアルファ平滑筋アクチン(SMA)の細胞形態学的性質および/または細胞表面発現を特徴とする。
いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、「定義された培地」を含む。ある特定の実施形態において、「定義された培地」とは、化学的構成要素がすべて既知であるヒトまたは動物の細胞のインビトロまたはエクスビボ細胞培養に適切な成長培地である。いくつかの実施形態において、定義された培地は、血清、例えば、ウシ胎仔血清(FBS)またはウシ胎児血清(FCS)を含む。いくつかの実施形態において、血清の濃度は、約1~5%の範囲であるか、または約1%、2%、3%、4%,もしくは5%である。いくつかの実施形態において、定義された培地は、「無血清」または「実質的に無血清」であり、すなわち、培地は、添加される血清、例えば、FBSまたはウシ胎児血清FCSを欠失しているかまたは実質的に欠失している。
いくつかの実施形態において、定義された培地は、DMEM、F12、RPMI1640、StemPro(登録商標)hESC SFM、またはこれらの組み合わせのような基礎培地を含み、例えば、追加的な構成要素、例えば成長因子、酸化防止剤、および/またはエネルギー源を補充されたDMEM/F12である。したがって、特定の実施形態において、定義された培地は、Dulbecco変法イーグル培地(DMEM)、Hamの栄養素混合物(F12)、RPMI1640、DMEM/F12、またはStemPro(登録商標)hESC SFMを含む。いくつかの実施形態において、培地は、DMEM/F12を、例えば、約10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1.3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10の比で含む。
いくつかの実施形態において、先に記載したように、細胞培養培地は、ROCK阻害剤、例えば、ROCK-1および/またはROCK-2阻害剤を含むか、または利用する。ROCK阻害剤の非限定例としては、Y27632、HA1100ヒドロクロリド、HA1077、およびGSK429286が挙げられる。特定の実施形態において、ROCK阻害剤(例えば、Y27632)の濃度は、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000μM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500μM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100μM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50μM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40μM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30μM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20μM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10μM、または約0.1~5、0.5~5、1~5μM、または約0.1~1もしくは0.5~1μMの範囲である。
いくつかの実施形態において、先に記載したように、細胞培養培地は、BSAおよび/もしくはHASのような補充SAを含むか、または方法は、BSAおよび/もしくはHASのような補充SAを利用する。ある特定の実施形態において、補充SAの濃度は、約0.5mg/ml~約20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml未満、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml以下である。
特定の実施形態において、細胞培養培地はフィーダー細胞を含むか、または方法はフィーダー細胞を利用する。本明細書で使用する場合、「解離したCTOSと共培養すること」は、フィーダー細胞がCTOSと同じ培地および同じ容器または培養プレートを共有することを意味する。いくつかの実施形態において、フィーダー細胞は、非増殖性フィーダー細胞である。例えば、いくつかの場合において、フィーダー細胞は増殖を抑制するが代謝活性は維持するよう処理される。具体的な場合において、フィーダー細胞は、ガンマ照射で照射され、および/または細胞分裂を停止させるが細胞の代謝活性は維持するマイトマイシンCを用いて処理される。いくつかの実施形態において、フィーダー細胞は、増殖を抑制するために処理されていない。例えば、いくつかの場合において、フィーダー細胞は、CTOSとの物理的接触を防止する多孔性フィルタ上に配置され、フィーダー細胞の増殖を抑制するためにフィーダー細胞を処理する必要なく、CTOSとともに培養される。
フィーダー細胞は、いずれかの哺乳類から得ることができ、フィーダー細胞の動物源は、培養されているCTOSと同じ動物源である必要はない。例えば、フィーダー細胞の例示的な源としては、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ブタ、非ヒト霊長類、およびヒトのフィーダー細胞が挙げられるが、これらに限定されない。フィーダー細胞の具体的な型は、脾細胞、マクロファージ、胸腺細胞、および線維芽細胞を含む。いくつかの実施形態において、脾細胞、マクロファージ、胸腺細胞、および/または線維芽細胞は、非増殖性である。1つの具体的な例としては、確立されたSwiss3T3細胞株に由来するマウス線維芽細胞のサブクローンであるJ2細胞が挙げられる。いくつかの実施形態において、J2細胞はガンマ照射される。特定の実施形態において、J2細胞は、マイトマイシンCを用いて処理される。具体的な実施形態において、フィーダー細胞は、非増殖性線維芽細胞、例えば、ヒト線維芽細胞である。
ある特定の実施形態において、細胞培養培地または方法は、細胞外マトリックス(ECM)構成要素を除外するかまたはそうでなければ含んでいない。ECMの詳細な例としては、コラーゲン、マトリゲル、ラミニン、およびフィブロネクチンが挙げられる。
いくつかの実施形態において、実質的に単細胞の懸濁液中へと解離されるヒトエクスビボ由来CTOS、およびフィーダー細胞は、低細胞結合プレート、または低細胞結合表面を有する組織培養プレートの中で培養される。非限定例としては、低細胞結合表面を有する、6ウェル、12ウェル、24ウェル、48ウェルのプレート、ならびに96ウェル、384ウェル、および1536ウェルのプレートのようなマイクロタイタープレートが挙げられる。低細胞結合プレートは市販されている(例えば、Nunc(商標)Low Cell Binding PlatesまたはMicroplatesを参照されたい)。低細胞結合プレートの使用は、例えば、幹細胞の細胞接着および望ましくない分化を低減させ、上皮腫瘍細胞に対して正常上皮細胞および間質細胞を優先的に枯渇させる。したがって、ある特定の実施形態は、本明細書に説明する細胞培養培地または共培養を含む、低細胞結合表面を有する組織培養プレートに関する。ある特定の方法は、例えば、1つのまたは複数の共培養ステップのための低細胞結合表面を有する組織培養プレートを採用する。
ある特定の実施形態において、先に記載したように、ヒトエクスビボ由来CTOSは、ヒト癌患者から取り出された腫瘍含有試料から培養され、このことは、組織消化培地中で細片化およびインキュベートすることと、ニコチンアミド、Wnt3A、骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、WNT/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、およびROCK阻害剤を含む定義された無血清(または実質的に無血清)かつフィーダー非含有のCTOS成長培地中で、CTOSを形成するのに十分な時間、腫瘍含有試料を培養することとを含む。具体的な実施形態において、CTOS成長培地は、ニコチンアミド、Wnt3A、ノギン、R-スポンジン-1、およびY27632を補充したStemPro(登録商標)hESC SFM(定義された無血清かつフィーダー非含有の培地(SFM))である。具体的な実施形態において、CTOS成長培地は、ニコチンアミド、Wnt3A、およびY27632を補充し、かつノギン、R-スポンジン-1を含んでいないかまたは実質的に含んでいないStemPro(登録商標)hESC SFM(定義された無血清かつフィーダー非含有の培地(SFM))である。具体的な実施形態において、CTOS成長培地は、ニコチンアミドおよびY27632を補充し、かつノギン、R-スポンジン-1、およびWnt3Aを含んでいないかまたは実質的に含んでいないStemPro(登録商標)hESC SFM(定義された無血清かつフィーダー非含有の培地(SFM))である。
いくつかの実施形態において、組織消化または組織解離培地は、1つ以上のプロテアーゼを含む。プロテアーゼの例としては、コラゲナーゼI、コラゲナーゼII、中性非クロストリジアルプロテアーゼ、およびこれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。市販の組織消化または解離培地の非限定例としては、Liberase(商標)、Liberase(商標)TL、Liberase(商標)TM、およびLiberase(商標)DHなどが挙げられる。
いくつかの実施形態において、CTOS成長培地中のニコチンアミドの濃度は、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000mM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500mM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100mM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50mM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40mM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30mM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20mM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10mM、または約0.1~5、0.5~5、1~5mM、または約0.1~1もしくは0.5~1mMの範囲である。
ある特定の実施形態において、CTOS成長培地中のWnt3Aの濃度は、約0.1~10,000もしくは1~1000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/ml、または約0.1~400、1~400、10~400、20~400、30~400、50~400、40~400、60~400、70~400、80~400、90~400、100~400、200~400、300~400ng/ml、または約0.1~300、1~300、10~300、20~300、30~300、40~300、50~300、60~300、70~300、80~300、90~300、100~300、200~300ng/ml、または約0.1~200、1~200、10~200、20~200、30~200、40~200、50~200、60~200、70~200、80~200、90~200、100~200ng/ml、または約0.1~150、1~150、10~150、20~150、30~150、40~150、50~150、60~150、70~150、80~150、90~150、100~150ng/ml、または約0.1~120、1~120、10~120、20~120、30~120、40~120、50~120、60~120、70~120、80~120、90~120、100~120ng/ml、または約0.1~100、1~100、10~100、20~100、30~100、40~100、50~100、60~100、70~100、80~100、90~100ng/mlの範囲である。
いくつかの実施形態において、CTOS成長培地中のBMP阻害剤はノギンである。特定の実施形態において、BMP阻害剤、例えば、ノギンの濃度は、約0.1~10,000もしくは1~1000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/ml、または約0.1~400、1~400、10~400、20~400、30~400、50~400、40~400、60~400、70~400、80~400、90~400、100~400、200~400、300~400ng/ml、または約0.1~300、1~300、10~300、20~300、30~300、40~300、50~300、60~300、70~300、80~300、90~300、100~300、200~300ng/ml、または約0.1~200、1~200、10~200、20~200、30~200、40~200、50~200、60~200、70~200、80~200、90~200、100~200ng/ml、または約0.1~150、1~150、10~150、20~150、30~150、40~150、50~150、60~150、70~150、80~150、90~150、100~150ng/ml、または約0.1~120、1~120、10~120、20~120、30~120、40~120、50~120、60~120、70~120、80~120、90~120、100~120ng/ml、または約0.1~100、1~100、10~100、20~100、30~100、40~100、50~100、60~100、70~100、80~100、90~100ng/mlの範囲である。
特定の実施形態において、CTOS成長培地中のWnt/β~カテニンシグナル伝達アゴニストは、R~スポンジン~1である。いくつかの実施形態において、Wnt/β~カテニンシグナル伝達アゴニスト、例えば、R~スポンジン~1の濃度は、約0.1~10,000もしくは1~1000もしくは100~1000ng/ml、または約0.1~10,000、1~10,000、10~10,000、20~10,000、30~10,000、40~10,000、50~10,000、60~10,000、70~10,000、80~10,000、90~10,000、100~10,000、200~10,000、300~10,000、400~10,000、500~10,000、1000~10,000、5000~10,000ng/ml、または約0.1~5000、1~5000、10~5000、20~5000、30~10,000、40~5000、50~5000、60~5000、70~5000、80~5000、90~5000、100~5000、200~5000、300~5000、400~5000、500~5000、1000~5000ng/ml、または約0.1~1000、1~1000、10~1000、20~1000、30~1000、40~1000、50~1000、60~1000、70~1000、80~1000、90~1000、100~1000、200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または約0.1~800、1~800、10~800、20~800、30~800、40~800、50~800、60~800、70~800、80~800、90~800、100~800、200~800、300~800、400~800、500~800、600~800、700~800ng/ml、または約0.1~700、1~700、10~700、20~700、30~700、40~700、50~700、60~700、70~700、80~700、90~700、100~700、200~700、300~700、400~700、500~700、600~700ng/ml、または約0.1~600、1~600、10~600、20~600、30~600、40~600、50~600、60~600、70~600、80~600、90~600、100~600、200~600、300~600、400~600、500~600ng/ml、または約0.1~500、1~500、10~500、20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/mlの範囲である.
いくつかの実施形態において、CTOS成長培地中のROCK阻害剤はY27632である。いくつかの実施形態において、ROCK阻害剤、例えば、Y27632の濃度は、約0.1~1000、0.5~1000、1~1000、5~1000、10~1000、50~1000、100~1000、500~1000μM、または約0.1~500、0.5~500、1~500、5~500、10~500、50~500、100~500μM、または約0.1~100、0.5~100、1~100、5~100、10~100、50~100μM、または約0.1~50、0.5~50、1~50、5~50、10~50μM、または約0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40μM、または約0.1~30、0.5~30、1~30、5~30、10~30μM、または約0.1~20、0.5~20、1~20、5~20、10~20μM、または約0.1~10、0.5~10、1~10、5~10μM、または約0.1~5、0.5~5、1~5μM、または約0.1~1もしくは0.5~1μMの範囲である.
いくつかの実施形態において、消化されたまたは解離した腫瘍含有試料は、CTOS成長培地中で、CTOSを形成するために約もしくは約6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、36、48、60、もしくは72時間未満、または約もしくは約1、2、3、4、5、6、もしくは7日未満の間、培養されてから、本明細書に記載されているように、実質的に単細胞の懸濁液に解離され、フィーダー細胞およびROCK阻害剤と共培養される。
先に記載のように、本明細書に説明する細胞培養培地および方法はとりわけ、1つ以上の治療薬に対する患者腫瘍の起こり得る応答性を検査または査定して、比較的短い時間枠、例えば、1週間または2週間を待たずに、患者に対する最適な処置選択肢を同定する利点を提供するために使用することができる。したがって、ある特定の実施形態は、(a)本明細書に説明する細胞培養培地へ治療薬を投与することと、(b)上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することとを含む、治療薬(例えば、薬物または候補薬)の応答性を検査する方法を含む。
いくつかの実施形態において、上皮腫瘍細胞増殖における低下(例えば、統計的に有意な低下)は、治療薬に対するヒト患者(すなわち、ヒト患者における腫瘍)の応答性を示し、いくつかの実施形態において、上皮腫瘍細胞増殖における低下の欠如(例えば、統計的に有意な低下の欠如)は、治療薬に対するヒト患者(すなわち、ヒト患者における腫瘍)の耐性およびおそらくは非応答性を示す。いくつかの実施形態において、上皮腫瘍細胞アポトーシスにおける誘導(例えば、統計的に有意な上昇)は、治療薬に対するヒト患者(すなわち、ヒト患者における腫瘍)の応答性を示す。特定の実施形態において、上皮腫瘍細胞増殖における上昇の欠如(例えば、統計的に有意な上昇の欠如)は、治療薬に対するヒト患者(すなわち、ヒト患者における腫瘍)の耐性およびおそらくは非応答性を示す。ある特定の実施形態において、上皮腫瘍細胞増殖における低下および腫瘍細胞アポトーシスにおける誘導は、治療薬に対するヒト患者の応答性を示し、上皮腫瘍細胞増殖における低下の欠如は、治療薬に対するヒト患者の耐性またはおそらくは非応答性を示す。
いくつかの実施形態において、応答性を検査する方法は、細胞培養培地中でCTOSを解離させおよび共培養するのと同じ日に(例えば、同時にまたは実質的に同時に)治療薬を投与することを含む。ある特定の実施形態は、細胞培養培地中でCTOSを解離させおよび共培養する約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、36、48、60、もしくは72時間以内に、または約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、36、48、60、もしくは72時間時に、治療薬を投与することを含む。細胞培養培地中でCTOSを解離および共培養した後約1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、もしくは2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、もしくは3~7、3~6、3~5、3~4、もしくは4~7、4~6、4~5、もしくは5~7、5~6、もしくは6~7日間または約1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、もしくは2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、もしくは3~7、3~6、3~5、3~4、もしくは4~7、4~6、4~5、もしくは5~7、5~6、もしくは6~7以内に治療薬を投与する方法を含む、細胞培養培地中でCTOSを解離および共培養した後約1、2、3、4、5、6、もしくは7日間または約1、2、3、4、5、6、もしくは7日以内に治療薬を投与する方法も含まれる。
ある特定の実施形態は、治療薬を投与する約14日以内に、例えば、治療薬を投与する約14、13、12、11、10、9、8、7、6、または5日以内に腫瘍細胞の集団における腫瘍細胞増殖および/または腫瘍細胞アポト~シスを測定するステップを含む。具体的な実施形態は、治療薬を投与する約5~14、6~14、7~14、8~14、9~14、10~14、11~14、12~14、もしくは13~14日以内に、または約5~13、6~13、7~13、8~13、9~13、10~13、11~13、もしくは12~13日以内に、または約5~12、6~12、7~12、8~12、9~12、10~12、もしくは11~12日以内に、または約5~11、6~11、7~11、8~11、9~11、もしくは10~11日以内に、または約5~10、6~10、7~10、8~10、もしくは9~10日以内に、または約5~9、6~9、7~9、もしくは8~9日以内に、または約5~8、6~8、もしくは7~8日以内に、または約5~7もしくは6~7日以内に、または約5~6日以内に腫瘍細胞の集団における腫瘍細胞増殖および/または腫瘍細胞アポト~シスを測定するステップを含む。
ある特定の実施形態において、検査するための治療薬または薬物は、小分子である。例示的な小分子としては、細胞毒性薬、化学治療薬、および抗血管新生薬、例えば、種々の癌の処置において有用とみなされたものが挙げられる。小分子の特定のクラスは、アルキル化薬、代謝拮抗物質、アントラシクリン、抗腫瘍抗生物質、白金、I型トポイソメラーゼ阻害剤、II型トポイソメラーゼ阻害剤、ツルニチソウ属(vinca)アルカロイド、およびタキサンを含む。
小分子の具体例としては、クロランブシル、シクロホスファミド、シレンギチド、ロムスチン(CCNU)、メルファラン、プロカルバジン、チオテパ、カルムスチン(BCNU)、エンザスタウリン、ブスルファン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ゲフェチニブ、エルロチニブ、イダルビシン、テモゾロミド、エピルビシン、ミトキサントロン、ブレオマイシン、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、カンプトテシン、イリノテカン、トポテカン、アムサクリン、エトポシド、リン酸エトポシド、テニポシド、テムシロリムス、エベロリムス、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビノレルビン、ビンデシン、CT52923、およびパクリタキセル、ならびに上述のいずれかの医薬として許容され得る塩、酸、または誘導体が挙げられる。小分子の追加例としては、イマチニブ、クリゾチニブ、ダサチニブ、ソラフェニブ、パゾパニブ、スニチニブ、バタラニブ、ゲフィチニブ、エルロチニブ、AEE-788、ジコロアセタート(dichoroacetate)、タモキシフェン、ファスジル、SB-681323、およびセマキサニブ(SU5416)が挙げられる(Chico et al.,Nat Rev Drug Discov.8:829-909,2009を参照されたい)。
小分子のさらなる例としては、チオテパ、シクロホスファミド(CYTOXAN(商標))のようなアルキル化薬;ブスルファン、イムプロスルファン、およびピポスルファンのようなアルキルスルホナート薬;ベンゾドパ、カルボクオン、メツレドパ(meturedopa)、およびウレドパ(uredopa)のようなアジリジン;アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホルアミド(trietylenephosphoramide)、トリエチレンチオホスファオルアミド(triethylenethiophosphaoramide)、およびトリメチロロメラミン(trimethylolomelamine)を含むエチレンイミンおよびメチルアメルアミン(methylamelamine);クロランブシル、クロルナファジン、コロホスファミド(cholophosphamide)、エストラムスチン、イホスファミド、メクロルエタミン、酸化メクロレタミン塩酸塩、メルファラン、ノボエンビキン、フェネステリン、プレドニムスチン、トロホスファミド、ウラシルマスタードのようなナイトロジェンマスタード;カルムスチン、クロロゾトシン、ホテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、ラニムスチンのようなニトロス尿素(nitrosurea);アクラシノマイシン、アクチノマイシン、オートラマイシン(authramycin)、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン(cactinomycin)、カリケアマイシン、カラビシン(carabicin)、カルミノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6-ジアゾ-5-オキソ-L-ノルロイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、エソルビシン、イダルビシン、マルセロマイシン、ミトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン(potfiromycin)、ピューロマイシン、ケラマイシン(quelamycin)、ロドルビシン(rodorubicin)、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメックス、ジノスタチン、ゾルビシンのような抗生物質;メトトレキサートおよび5-フルオロウラシル(5-FU)のような代謝拮抗物質;デノプテリン、メトトレキサート、プテロプテリン、トリメトトレキサートのような葉酸類似体;フルダラビン、6-メルカプトプリン、チアミプリン、チオグアニンのようなプリン類似体;アンシタビン、アザシチジン、6-アザウリジン、カルモフル、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロキシウリジン、5-FUのようなピリミジン類似体;カルステロン、ドロモスタノロンプロピオナート、エピチオスタノール、メピチオスタン、テストラクトンのようなアンドロゲン;アミノグルテチミド、ミトタン、トリロスタンのような副腎皮質拮抗物質(anti-adrenal);フロリン酸(frolinic acid)のような葉酸補充薬;アセグラトン;アルドホスファミドグリコシド;アミノレブリン酸;アムサクリン;ベストラブシル;ビサントレン;エダトラキサート(edatraxate);デホファミン(defofamine);デメコルシン;ジアジコン;エルホルミチン(elformithine);エリプチニウムアセタート;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシ尿素;レンチナン;ロニダミン;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダモール;ニトラクリン;ペントスタチン;フェナメット;ピラルビシン;ポドフィリン酸;2-エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK;ラゾキサン;シゾフィラン;スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジコン;2,2’,2”-トリクロロトリエチルアミン;ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン(gacytosine);アラビノシド(「Ara-C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキソイド、例えば、パクリタキセル(TAXOL(登録商標),Bristol-Myers Squibb Oncology,Princeton,N.J.)およびドセタキセル(TAXOTERE(登録商標),Rhne-Poulenc Rorer,Antony,France);クロランブシル;ゲムシタビン;6-チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキサート;シスプラチンおよびカルボプラチンのような白金類似体;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP-16);イホスファミド;ミトマイシンC;ミトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ナベルビン;ノバントロン;テニポシド;ダウノマイシン;アミノプテリン;ゼローダ;イバンドロナート;CPT-11;トポイソメラーゼ阻害剤RFS2000;ジフルオロメチロミチン(difluoromethylomithine)(DMFO);Targretin(商標)(ベキサロテン)、Panretin(商標)(アリトレチノイン)のようなレチノイン酸誘導体;ONTAK(商標)(デニロイキンジフチトクス);エスペラマイシン;カペシタビン;ならびに上述のいずれかの医薬として許容され得る塩、酸、または誘導体が挙げられる。
例えば、タモキシフェン、ラロキシフェン、アロマターゼ阻害性4(5)-イミダゾール、4-ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、LY117018、オナプリストン、およびトレミフェン(フェアストン)を含む抗エストロゲンのような腫瘍に対するホルモン作用を調節または阻害するよう作用する抗ホルモン薬;ならびにフルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、ロイプロリド、およびゴセレリンのような抗アンドロゲン、ならびに上述のいずれかの医薬として許容され得る塩、酸または誘導体も含まれる。
いくつかの実施形態において、治療薬は、抗体またはその抗原結合フラグメントである。ある特定の実施形態において、抗体もしくはその抗原結合フラグメントまたは他のポリペプチドは、癌関連抗原、または癌抗原、例えば、検査される腫瘍細胞クラスターによって発現される癌抗原へ特異的に結合する。例示的な癌抗原としては、細胞表面受容体のような細胞表面タンパク質が挙げられる。癌関連抗原として、このような細胞表面タンパク質または受容体へ結合するリガンドも含まれる。具体的な実施形態において、抗体または抗原結合フラグメントは、細胞内癌抗原へ特異的に結合する。いくつかの実施形態において、癌抗原と結合する癌は、乳癌、転移性脳癌、前立腺癌、消化管癌、肺癌、卵巣癌、精巣癌、頭頚部癌、胃癌、膀胱癌、膵癌、肝癌、腎癌、扁平上皮癌、中枢神経系癌もしくは脳癌、黒色腫、非黒色腫性癌、甲状腺癌、子宮内膜癌、上皮性腫瘍、骨癌、または造血系癌のうちの1つ以上である。
特定の実施形態において、抗体もしくは抗原結合フラグメントまたは他のポリペプチドは、ヒトHer2/neu、Her1/EGF受容体(EGFR)、Her3、A33抗原、B7H3、CD5、CD19、CD20、CD22、CD23(IgE受容体)、C242抗原、5T4、IL-6、IL-13、血管内皮成長因子VEGF(例えば、VEGF-A)VEGFR-1、VEGFR-2、CD30、CD33、CD37、CD40、CD44、CD51、CD52、CD56、CD74、CD80、CD152、CD200、CD221、CCR4、HLA-DR、CTLA-4、NPC-1C、テナシン、ビメンチン、インスリン様成長因子1受容体(IGF-1R)、アルファ-フェトプロテイン、インスリン様成長因子1(IGF-1)、炭酸アンヒドラーゼ9(CA-IX)、癌胎児抗原(CEA)、インテグリンαβ、インテグリンαβ、葉酸受容体1、膜貫通糖タンパク質NMB、線維芽細胞活性化タンパク質アルファ(FAP)、糖タンパク質75、TAG-72、MUC1、MUC16(またはCA-125)、ホスファチジルセリン、前立腺特異的膜抗原(PMSA)、NR-LU-13抗原、TRAIL-R1、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー10b(TNFRSF10BまたはTRAIL-R2)、SLAMファミリーメンバー7(SLAMF7)、EGP40全癌腫抗原(pancarcinoma antigen)、B細胞活性化因子(BAFF)、血小板由来成長因子受容体、糖タンパク質EpCAM(17-1A)、プログラム死1、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)、再生肝ホスファターゼ3(PRL-3)、前立腺酸性ホスファターゼ、ルイス-Y抗原、GD2(神経外胚葉性起源腫瘍上で発現するジシアロガングリオシド)、グリピカン-3(GPC3)、および/またはメソテリンのような、少なくとも1つの癌関連抗原または癌抗原へ特異的に結合する。
ある特定の実施形態において、抗体は、3F8、8H9、アバゴボマブ、アデカツムマブ、アフツズマブ、アレムツズマブ、アラシズマブ(ペゴル)、アマツキシマブ、アポリズマブ、バビツキシマブ、ベクツモマブ、ベリムマブ、ベバシズマブ、ビタツズマブ(メルタンシン)、ブレンツキシマブベドチン、カンツズマブ(メルタンシン)、カンツズマブ(ラブスタシン)、カプロマブ(ペンデチド)、カツマキソマブ、セツキシマブ、シタツズマブ(ボガトックス)、シクスツムマブ、クリバツズマブ(テトラキセタン)、コナツムマブ、ダセツズマブ、ダロツズマブ、デツモマブ、ドロジツマブ、エクロメキシマブ、エドレコロマブ、エロツズマブ、エナバツズマブ、エンシツキシマブ、エプラツズマブ、エルツマキソマブ、エタラシズマブ、ファルレツズマブ、FBTA05、フィギツムマブ、フランボツマブ、ガリキシマブ、ゲンツズマブ、ガニツマブ、ゲンツズマブ(オゾガマイシン)、ギレンツキシマブ、グレンバツムマブ(ベドチン)、イブリツモマブチウキセタン、イクルクマブ、イゴボマブ、インダツキシマブラブタンシン、インテツムマブ、イノツズマブオゾガマイシン、イピリムマブ(MDX-101)、イラツムマブ、ラベツズマブ、レキサツムマブ、リンツズマブ、ロルボツズマブ(メルタンシン)、ルカツムマブ、ルミリキシマブ、マパツムマブ、マツズマブ、ミラツズマブ、ミツモマブ、モガムリズマブ、モキセツモマブ(パスドトクス)、ナコロマブ(タフェナトクス)、ナプツモマブ(エスタフェナトクス)、ナルナツマブ、ネシツムマブ、ニモツズマブ、ニボルマブ、Neuradiab(登録商標)(放射性ヨウ素含有または非含有)、NR-LU-10、オファツムマブ、オララツマブ、オナルツズマブ、オポルツズマブ(モナトクス)、オレゴボマブ、パニツムマブ、パトリツマブ、ペンツモマブ、ペルツズマブ、プリツムマブ、ラコツモマブ、ラドレツマブ、ラムシルマブ、リロツムマブ、リツキシマブ、ロバツムマブ、サマリズマブ、シブロツズマブ、シツキシマブ、タバルマブ、タプリツモマブ(パプトクス)、テナツモマブ、テプロツムマブ、TGN1412、チシリムマブ、トレメリムマブ、チガツズマブ、TNX-650、トシツモマブ、TRBS07、トラスツズマブ、ツコツズマブ(セルモロイキン)、ウブリツキシマブ、ウレルマブ、ベルツズマブ、ボロシキシマブ、ボツムマブ、およびザルツムマブのような抗体を含む、抗癌治療用抗体のような治療用抗体である。これらの抗体のフラグメント、変異体、および誘導体も含まれる.
ある特定の実施形態は、2つ以上の治療薬の組み合わせに対する応答性を検査することを含む。したがって、ある特定の方法は、上述の例示的な治療薬のうちのいずれか2つ以上の組み合わせを含む、2つ以上の治療薬を培地懸濁液へ投与することを含む。
当該技術分野で公知のいかなる種々の方法も、腫瘍細胞増殖および/または腫瘍細胞アポトーシスを測定するために使用することができる。例えば、腫瘍細胞増殖を測定するある特定の方法は、1つ以上の細胞増殖マーカーを測定することを含む。例示的な細胞増殖マーカーは、H-チミジン、ブロモデオキシウリジン(BrdU)、5-エチニル-2’-デオキシウリジン(Edu)、Ki-67、および増殖細胞核抗原(PCNA)を含む。したがって、ある特定の実施形態において、腫瘍細胞増殖を測定するステップは、例えば、これらの組み合わせを含むH-チミジン、BrdU、Edu、Ki-67、およびPCNAのうちの1つ以上から選択される細胞増殖マーカーを測定することを含む。
同様に、当該技術分野で公知のいずれかの種々の方法は、腫瘍細胞アポトーシスを測定するために使用することができる。「アポトーシス」は概して、特徴的な細胞変化(例えば、形態学的性質)および細胞死をもたらす生化学的事象を含む、多細胞生物において生じるプログラムされた細胞死の過程を指す。例示的な変化としては、小疱形成、細胞の縮化、核分断、染色質凝集、染色体DNA断片化、および包括的なmRNAの崩壊が挙げられる。腫瘍細胞アポトーシスを測定するある特定の方法は、細胞アポトーシスマーカーを測定することを含む。例示的な細胞アポトーシスマーカーとしては、カスパーゼの蛍光色素で標識された阻害剤(FLICA)、カスパーゼ活性化、ポリADPリボースポリメラーゼ(PARP)開裂、DRAQ5、DRAQ7、および末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)dUTPニック末端標識(TUNEL)アッセイが挙げられる。したがって、ある特定の実施形態において、腫瘍細胞アポトーシスを測定するステップは、例えば、これらの組み合わせを含むFLICA、PARP、DRAQ5、DRAQ7、およびTUNELアッセイのうちの1つ以上から選択される細胞アポトーシスマーカーを測定することを含む。
ある特定の態様において、これらの応答性の検査または方法は、診断用実験室で実施され、次に、結果は、患者、または患者の健康管理および癌処置において役割を担っている医師もしくは他の医療提供者へ提供される。特定の実施形態はしたがって、腫瘍細胞クラスター応答性検査の結果を患者へ、または医師もしくは他の医療提供者へ提供するための方法を含む。これらの結果またはデータは、ハードコピーもしくは紙コピーの形態で、または計算機読取り可能媒体のような電子形態であることができる。
本明細書に説明する種々の構成要素のうちの1つ以上を含むキットも含まれる。例えば、このようなキットは、条件的初期化のための共培養を調製するために、および/またはヒト癌患者から取り出された腫瘍含有試料からCTOSを調製するために採用することができる。
ある特定の実施形態はしたがって、
-定義された無血清かつフィーダー非含有の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)成長培地、
-組織消化または解離培地、
-低細胞結合表面を有する組織培養プレート、
-定義された細胞培養培地、
-凍結フィーダー細胞、
-Rho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK)阻害剤、ならびに
-細胞増殖マーカーおよび/または細胞アポトーシスマーカー、
のいずれかの組み合わせを含む、試料調製キットに関する。
いくつかの実施形態において、キットは、ニコチンアミド、Wnt3A、骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、および/もしくはROCK阻害剤を提供し、またはCTOS成長培地は、ニコチンアミド、Wnt3A、骨形成タンパク質(BMP)阻害剤、Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、および/もしくはROCK阻害剤を含む。ある特定のキットは、例えば、CTOS成長培地および/または定義された細胞培養培地へ添加されることになっている補充SAを含むかまたは提供する。いくつかの実施形態において、CTOS成長培地および/または定義された細胞培養培地は、補充SAを含む。いくつかの実施形態において、補充SAは、ウシ血清アルブミン(BSA)およびヒト血清アルブミン(HSA)から選択される。ある特定の実施形態において、CTOS成長培地および/または定義された細胞培養培地中の補充SAの濃度は、約0.5mg/ml~約20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml未満、または約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、10.0、10.2、10.4、10.6、10.8、11.0、11.2、11.4、11.6、11.8、12.0、12.2、12.4、12.6、12.8、13.0、13.2、13.4、13.6、13.8、14.0、14.2、14.4、14.6、14.8、15.0、15.2、15.4、15.6、15.8、16.0、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、17.8、18.0、18.2、18.4、18.6、18.8、19.0、19.2、19.4、19.6、19.8、もしくは20mg/ml以下である。
いくつかの実施形態において、定義された細胞培養培地は、血清、例えば、ウシ胎仔血清(FBS)を約1~5%の範囲の濃度で、または約1%、2%、3%、4%、もしくは5%である濃度で含む。いくつかの実施形態において、ROCK阻害剤は、Y27632、HA1100ヒドロクロリド、HA1077、およびGSK429286のうちの1つ以上から選択される。ある特定の実施形態において、細胞増殖マーカーは、H-チミジン、ブロモデオキシウリジン(BrdU)、5-エチニル-2’-デオキシウリジン(Edu)、Ki-67、および増殖細胞核抗原(PCNA)のうちの1つ以上から選択される。特定の実施形態において、細胞アポトーシスマーカーは、カスパーゼの蛍光色素で標識された阻害剤(FLICA)、カスパーゼ活性化、ポリADPリボースポリメラーゼ(PARP)開裂、DRAQ5、DRAQ7、および末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)dUTPニック末端標識(TUNEL)アッセイのうちの1つ以上から選択される。
キットは、例えば、患者試料からのCTOSの調製方法、腫瘍上皮細胞の細胞増殖のための共培養CTOS、および/または1つ以上の治療薬に対する腫瘍上皮細胞の応答性に関して記載された説明書も含むことができる。
本明細書に引用する公表物、特許出願、および発行された特許はすべて、各個々の公表物、特許出願、または発行された特許が参照により組み入れられるよう具体的かつ個々に示されたかのように、参照により本明細書に組み入れられる。
上述の発明は、理解の明確さの目的のために説明および例として幾分詳細に説明してきたが、ある特定の変更および修正が本明細書または添付の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱することなく行われることがあることは当業者に容易に明らかであろう。次の実施例は、説明として提供されるに過ぎず、制限として提供されるものではない。当業者は、本質的に同様の結果を生じるよう変更または修正され得る種々の決定的ではないパラメータを容易に認識するであろう。
実施例1
患者由来の癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)の単離および単細胞培養物としての条件的初期化
大腸癌患者由来の正常および腫瘍外科的試料を、患者の同意書を受理した後にBeijing Tumor Hospitalから得た。
簡潔には、CTOS培養物を調製するために、非腫瘍組織および壊死画分を腫瘍標本から注意深く取り出した。正常組織および腫瘍組織はいずれも、はさみを用いて直径1mm未満の小片へと切断した。細片化した腫瘍画分を、磁石撹拌棒を入れた滅菌済み100mlガラス製三角フラスコへと移した。0.25U/mlのLiberase DH(定義された比のコラゲナーゼIおよびII、非クロストリジアル中性プロテアーゼであるDispase(登録商標)含有)を含有する10~15mlの消化培地を、細片化した腫瘍組織へと添加して、酵素消化を開始した。酵素混合物を37℃で1~2時間、中等度に撹拌しながらインキュベートした。部分的な消化した腫瘍細胞クラスターを100μm細胞保持器で濾過した。濾化物を40μm細胞抑制剤で再度濾過した。40μm細胞抑制剤上で保持した腫瘍細胞クラスターを収集し、HBSSで2回洗浄した後、細胞成長因子および小分子阻害剤を補充した定義された成長培地中で再懸濁した。定義された成長培地中で腫瘍細胞クラスターを一晩回復させた。定義された完全成長培地は、ニコチンアミド、Wnt3A、ノギン(骨形成タンパク質(BMP)阻害剤)、R-スポンジン-1(Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト)、およびY27632(Rho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK-1)阻害剤)を補充したStemPro(登録商標)hESC SFM(定義された無血清かつフィーダー非含有培地(SFM))とした。
R-スポンジン-1およびノギンを補充していない、かついくつかの場合においてはWnt3Aも補充していない上述の定義された完全成長培地を含む選択的成長培地も検査した(図8A~図8Hおよび図9A~図9Hを参照されたい)。正常上皮細胞は定義された完全成長培地中で成長した(図8A~図8D)が、選択的成長培地中では成長しなかった(図8E~図8H)。対照的に、腫瘍上皮細胞は定義された完全成長培地(図9A~図9D)および選択的成長培地(図9E~図9H)のいずれの中でも成長した。
条件的初期化のために、収集したCTOSを、ウェルあたり約3000個の細胞でフィーダー細胞/Rock阻害剤(Y27632)共培養系を含有する低細胞結合プレート中で解離させおよび播種した(図4A~図4Fを参照されたい)。
初回播種後、解離した腫瘍上皮細胞を、定義された選択的成長培地、すなわち、ニコチンアミドおよびY27632(Rho結合型多重コイル含有タンパク質キナーゼ(ROCK-1)阻害剤)を補充したStemPro(登録商標)hESC SFM(定義された無血清かつフィーダー非含有培地(SFM))の中での薬物検査に使用した。
エクスビボ薬物検査のために、播種した腫瘍細胞を薬物または薬物の組み合わせへ72時間曝露した。薬物をDMSO中で調製し、培地中でのDMSOの終濃度は0.1%とした。薬物および薬物の組み合わせは、10地点連続希釈において検査した(図6を参照されたい)。薬物を用いた曝露に続いて、上皮腫瘍細胞を5-ethynyl-2’-deoxyuridine(Edu)で標識して、腫瘍細胞増殖速度を評価した。標識は、薬物曝露の存在下で24時間続行した。対照群において、上皮腫瘍細胞は、培地交換とともに薬物曝露を受けなかったが、Eduで同様に標識した。標識した腫瘍細胞を固定し、0.5%トリトンX-100と3%BSAとを含有するブロッキング緩衝液中のHoechst33342を用いて、4℃で一晩染色した。腫瘍細胞をEpCAM抗体(1:4000)とともに室温で2時間インキュベートし、PBSTですすいだ。その後、腫瘍細胞を、Alexa Fluor(登録商標)647結合ヤギ抗マウス2次抗体とともに室温で30分間インキュベートし、PBSTですすいだ。
固定された細胞を1×Click-iT Edu反応緩衝液と、CuSO4と、アジ化物結合Alexa Fluor色素とを含有する反応混合物とともに暗所でインキュベートするClick-iT反応によって、組み込まれたEduを検出した。染色した細胞をPBS時間で洗浄した後、画像の獲得および解析のために黒色壁のプレート中へと分配した。
正常組織については、腫瘍クラスターは、上述の部分的酵素消化の下では観察されなかった。単細胞を収集し、1ウェルあたり3000個の細胞でフィーダー細胞およびRock阻害剤Y27632中に播種した。正常細胞を72時間成長させた後、5-エチニル-2’-デオキシウリジン(Edu)で標識して、腫瘍細胞増殖速度を評価した。正常細胞をEpCAM抗体で染色して、上皮細胞を同定した。
画像獲得および解析のために、染色した腫瘍細胞を高コンテンツスクリーニング(HCS)プラットフォーム(Thermo Scientific Cellomics Array Scan XTi HCSリーダー)によって撮像した。10倍対物レンズを用いて画像を収集した。25の視野を各ウェルについて撮像し、3000個超の細胞を解析のために捉えた。画像から、3つの蛍光シグナルをHCSリーダーから得た。青色蛍光シグナルはヘキスト33342で染色した核シグナルを記録し、緑色蛍光シグナルは新たに合成されたDNAの中に組み込まれたEduを検出し、赤色蛍光シグナルはEpCAM陽性上皮細胞集団を検出した。Edu陽性部分母集団細胞の百分率を総上皮細胞計数の百分率として算出した。
図7A~図7Bに示すように、薬物および薬物の組み合わせについてのEduを組みこまれた百分率の用量応答データを、8名の異なる患者について定量的薬物感受性スコアを用いて作成した(7B)。データは、最大効果レベル(Amax)、化合物の最大半値活性の濃度(EC50)、占有面積移行を表すHill係数、および活性面積(DSS)に基づく多変量用量応答関連性を捉えるための定量的スコア化アプローチによって表して、選択的薬物応答パターンを同定することができる。
Amax(EdU)=MIcmax/MIc
DSS(曲線下面積)=∫MI(x)dx
Amax、EC50、およびDSSは、検査した薬物または薬物の組み合わせに対する患者の応答についての予測モデルを確立するために使用することができた。

Claims (27)

  1. インビトロ細胞培養培地中でヒト上皮腫瘍細胞を培養または増殖させ、治療薬に対するヒト患者の応答性を検査する方法であって、
    (A)前記ヒト上皮腫瘍細胞を含むヒトエクスビボ由来癌組織を起源とするスフェロイド(CTOS)を実質的に単細胞の懸濁液中へと解離させることであって、前記ヒトエクスビボ由来CTOSが、ヒト癌患者から取り出された腫瘍含有試料から培養され、前記培養が、
    前記腫瘍含有試料を組織消化培地中で細片化およびインキュベートすることと、
    1~50mMの範囲の濃度のニコチンアミド、1~100ng/mlの範囲の濃度のWnt3A、10~500ng/mlの範囲の濃度のノギン、100~1000ng/mlの範囲の濃度のR-スポンジン-1、および1~50μMの範囲の濃度のY27632が補充された定義された完全成長培地中で、前記CTOSを形成するのに十分な時間、前記腫瘍含有試料を培養することと
    を含む、解離させることと、
    (B)低細胞結合表面を有する組織培養プレート中で、1~5%の範囲の濃度のウシ胎仔血清(FBS)、1~50mMの範囲の濃度のニコチンアミド、および1~50μMの範囲の濃度のY27632が補充された定義された選択的細胞培養培地中で、前記解離したCTOSとフィーダー細胞とを共培養することであって、前記定義された選択的細胞培養培地が、骨形成タンパク質(BMP)阻害剤Wnt/β-カテニンシグナル伝達アゴニスト、およびWnt3aを含んでいないか、または実質的に含んでいない、共培養することと、を含み、
    前記方法が、ステップ(A)および(B)の後14日以内に前記細胞培養培地中で前記上皮腫瘍細胞の少なくとも10%の増殖を提供し、前記方法が、さらに
    前記細胞培養培地に前記治療薬を投与することと、
    上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することと、を含み、
    上皮腫瘍細胞増殖における低下および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスにおける誘導が、前記治療薬への前記ヒト患者の応答性を示し、上皮腫瘍細胞増殖における低下および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスの誘導の欠如が、前記治療薬への前記ヒト患者の耐性を示す、方法。
  2. 前記ヒトエクスビボ由来CTOSが、ヒト癌患者から取り出され、外科的試料、生検試料、胸水試料、および腹水試料から選択される腫瘍試料から培養される、請求項に記載の方法。
  3. 前記ヒト患者が、結腸癌、肺癌、胃癌、および乳癌から選択される癌に罹患している、請求項に記載の方法。
  4. 前記上皮腫瘍細胞が、ステップ(A)および(B)の後14日以内に前記ヒト患者から取り出された前記腫瘍試料の前記クローン多様性を実質的に保持している、請求項に記載の方法。
  5. 前記ヒト上皮腫瘍細胞が、結腸癌細胞、肺癌細胞、胃癌細胞、および乳癌細胞から選択される、請求項1~のいずれか1項に記載の方法。
  6. ステップ(A)および(B)の後14、13、12、11、10、9、8、7、6、または5日以内に前記細胞培養培地中で前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、または100%の増殖を提供する、請求項1~のいずれか1項に記載の方法。
  7. ステップ(A)および(B)の後7日以内に前記細胞培養培地中で前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも20~30%の増殖を提供する、請求項1~のいずれか1項に記載の方法。
  8. ステップ(A)および(B)の後7日以内に前記細胞培養培地中で前記ヒト上皮腫瘍細胞の少なくとも60%の増殖を提供する、請求項1~のいずれか1項に記載の方法。
  9. ステップ(A)および(B)の後14日以内に、前記細胞培養培地中で前記ヒト上皮腫瘍細胞とヒト間質細胞の間に少なくとも5:1、10:1、20:1、50:1、100:1、200:1、500:1、または1000:1の比を提供し、前記ヒト上皮腫瘍細胞が、上皮細胞接着分子(EpCAM)および/またはCD133の細胞表面発現を特徴とする、請求項1~のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記FBSの濃度が2%、3%、または%である、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
  11. Y27632の濃度が5~50、10~50μM、または1~40、5~40、10~40μM、または1~30、5~30、10~30μM、または1~20、5~20、10~20μM、または1~10もしくは5~10μMの範囲である、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。
  12. 前記フィーダー細胞が、非増殖性ヒト線維芽細胞である、請求項1~1のいずれか1項に記載の方法。
  13. 前記組織消化培地が、コラゲナーゼI、コラゲナーゼII、中性非クロストリジアルプロテアーゼ、およびこれらのいずれかの組み合わせのうちの1つ以上から選択されたプロテアーゼを含む、請求項1~12のいずれか1項に記載の方法。
  14. 前記ニコチンアミドの濃度が5~50、10~50mM、または0.1~40、0.5~40、1~40、5~40、10~40mM、または1~30、5~30、10~30mM、または1~20、5~20、10~20mM、または1~10もしくは5~10mMの範囲である、請求項1に記載の方法。
  15. Wnt3Aの濃度が1~100、10~100、または20~100に及ぶ、請求項13または14に記載の方法。
  16. 記ノギンの濃度が20~500、30~500、40~500、50~500、60~500、70~500、80~500、90~500、100~500、200~500、300~500、400~500ng/ml、または10~400、20~400、30~400、50~400、40~400、60~400、70~400、80~400、90~400、100~400、200~400、300~400ng/ml、または10~300、20~300、30~300、40~300、50~300、60~300、70~300、80~300、90~300、100~300、200~300ng/ml、または10~200、20~200、30~200、40~200、50~200、60~200、70~200、80~200、90~200、100~200ng/ml、または10~150、20~150、30~150、40~150、50~150、60~150、70~150、80~150、90~150、100~150ng/ml、または10~120、20~120、30~120、40~120、50~120、60~120、70~120、80~120、90~120、100~120ng/ml、または10~100、20~100、30~100、40~100、50~100、60~100、70~100、80~100、90~100ng/mlの範囲である、請求項115のいずれか1項に記載の方法。
  17. 記R-スポンジン-1の濃度が200~1000、300~1000、400~1000、500~1000、600~1000、700~1000、800~1000、900~1000ng/ml、または100~800、200~800、300~800、400~800、500~800、600~800、700~800ng/ml、または100~700、200~700、300~700、400~700、500~700、600~700ng/ml、または100~600、200~600、300~600、400~600、500~600ng/ml、または100~500、200~500、300~500、400~500ng/mlの範囲である、請求項116のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記解離したCTOSを共培養するのと同じ日に前記治療薬を投与することを含む、請求項1に記載の方法。
  19. 前記解離したCTOSの共培養の少なくとも1日後に前記治療薬を投与することを含む、請求項1に記載の方法。
  20. 前記解離したCTOSの共培養の1、2、3、4、5、6、もしくは7日後にまたは1、2、3、4、5、6、もしくは7日以内に前記治療薬を投与することを含む、請求項19に記載の方法。
  21. 前記治療薬の投与の14日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む、請求項18~2のいずれか1項に記載の方法。
  22. 前記治療薬を投与する14、13、12、11、10、9、8、7、6、または5日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む、請求項2に記載の方法。
  23. 前記治療薬を投与する7、6、または5日以内に上皮腫瘍細胞増殖および/または上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定することを含む、請求項2に記載の方法。
  24. 上皮腫瘍細胞増殖を測定するステップが、細胞増殖マーカーを測定することを含む、請求項1または1823のいずれか1項に記載の方法。
  25. 前記細胞増殖マーカーが、H-チミジン、ブロモデオキシウリジン(BrdU)、5-エチニル-2’-デオキシウリジン(Edu)、Ki-67、および増殖細胞核抗原(PCNA)のうちの1つ以上から選択される、請求項24に記載の方法。
  26. 上皮腫瘍細胞アポトーシスを測定するステップが、細胞アポトーシスマーカーを測定することを含む、請求項1または1825のいずれか1項に記載の方法。
  27. 前記細胞アポトーシスマーカーが、カスパーゼの蛍光色素で標識された阻害剤(FLICA)、カスパーゼ活性化、ポリADPリボースポリメラーゼ(PARP)開裂、DRAQ5、DRAQ7、および末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(TdT)dUTPニック末端標識(TUNEL)アッセイのうちの1つ以上から選択される、請求項26に記載の方法。
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