Feasibility of organoid models established from bodily fluid for predicting chemotherapy efficacy in gastrointestinal cancer

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K07723
• Research Institution: Japanese Foundation for Cancer Research
• Principal Investigator: 大木 暁 公益財団法人がん研究会, 有明病院 消化器化学療法科, 医長 (50348546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芝 清隆 公益財団法人がん研究会, がん研究所 蛋白創製研究部, 部長 (40196415) ; 八尾 良司 公益財団法人がん研究会, がん研究所 細胞生物部, 部長 (80291095)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: オルガノイド / がん幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

治療抵抗性の原因としてがん幹細胞の存在が示唆されている。さらに、多くの抗がん剤において、治療効果を予測するためのバイオマーカーは確立されておらず、有害事象および医療経済の観点からも治療効果予測モデルの開発が急務である。がん幹細胞は３次元培養にて最小機能単位であるオルガノイドを形成し、腫瘍本体の形態・形質を模倣することから化学療法の効果予測の可能性が報告されている。本研究は、患者から低侵襲で採取可能である体液試料（腹水、血液）を使用してがん細胞からオルガノイドを樹立し、化学療法の治療効果予測モデルとしての有用性を検討することである。
高度腹水の患者において症状緩和目的に施行した除去腹水から、オルガノイドが樹立できることを確認した。一方、高度腹水の患者は化学療法の適応でない症例が多いためオルガノイドでの治療効果と実臨床での有効性との一致性の評価が困難であった。このように腹水からのオルガノイドモデルは実用面で問題が残った。そのため血液試料からオルガノイドの樹立が必要と考えた。血行性転移を有する大腸がん患者の血液試料からのがん細胞の濃縮・回収のために細胞径が異なるフィルターを使用し、回収した細胞をWENR・WENR-AS培地で培養を行ったが樹立が困難であった。血球が多数回収されることが原因の一つであることが考えられたため、全血から不要な細胞を除去するために、CD45、 CD66b、glycophorin A を認識する複合体を形成させ、比重液上で遠心する事により、血球の除去後に同培地で培養を行ったが、やはりオルガノイドの樹立が困難であった。血液中からがん細胞のみを取りこぼし無く、かつ、血球の混在無く精製するための非侵襲的な分離精度の技術的向上が必要である。また数的な稀少な循環腫瘍細胞の分離後の増殖のための培養方法のさらなる検討も行う必要がある。