GlycoImaging - MIP´sar

Oscar har varit ute med grävspaden och hittat en ny forskningsrapport utförd av de tunga forskarna bakom GlycoImaging-projektet. Nämligen Anette Gjörloff-Wingren,Zahra El-Schich,Thomas Sjögren och Knut Rurack från tyska BAM. Studien handlar om GlycoImaging´s MIP´sar (Molecularly Imprinted Polymers) och att dessa upptäckts kunna ersätta antikroppar vid cancerdetektering. Japp,ni läser rätt. Våra vassa forskare har i sina studier kunnat visa att dessa MIP`sar kan upptäcka karakteristiska strukturer som förekommer på cancerceller. Jag klipper in från abstractet konstaterandet : Molecularly imprinted polymers (MIPs) have been investigated for use instead of antibodies against small non-immunogenic structures, such as sialic acid (SA). Here, we present a novel approach for targeting and detecting colorectal cancer cells (CRC) by using in vitro cultured HT29 3D spheroids co-cultured in vitro with either fluorescent MIPs targeting SA, SA-MIPs, or the two lectins targeting SA, MAL I, and SNA. Here, we have shown that the SA-MIPs could be used as a safe and low-cost diagnostic tool for targeting and detecting cancer cells in a physiologically relevant 3D cancer model in vitro.

Sista meningen är värd att repriceras : Here, we have shown that the SA-MIPs could be used as a safe and low-cost diagnostic tool for targeting and detecting cancer cells in a physiologically relevant 3D cancer model in vitro.

Men till studien som offentliggjordes i måndags 24/4.

Colorectal Cancer Cell Spheroids Co-Cultured with Molecularly Imprinted Fluorescent Particles Targeting Sialic Acid Show Preserved Cell Viability

Published : 24 April 2023

Abstract

In vitro cultured 3D models of CRC have been demonstrated to hold considerable worth in drug discovery, drug resistance analysis, and in studying cell-cell and cell-matrix interactions that occur in the tumor microenvironment. The 3D models resemble the in vivo physiological microenvironment by replicating the cell type composition and tissue architecture. Molecularly imprinted polymers (MIPs) have been investigated for use instead of antibodies against small non-immunogenic structures, such as sialic acid (SA). Glyco-conjugates including SA are present on all cells, and often deregulated on cancer cells. Here, we present a novel approach for targeting and detecting colorectal cancer cells (CRC) by using in vitro cultured HT29 3D spheroids co-cultured in vitro with either fluorescent MIPs targeting SA, SA-MIPs, or the two lectins targeting SA, MAL I, and SNA. Both formaldehyde-fixed and viable HT29 3D spheroids with or without SA-MIPs were imaged in 3D by confocal microscopy. The results revealed a preserved cell morphology and viability of the HT29 3D spheroids co-cultured in vitro with SA-MIPs. However, the lectins MAL I and SNA targeting the α-2,3 or α-2,6 SA glycosidic linkages, respectively, affected the cell viability when co-cultured with the viable HT29 3D spheroids, and no living cells could be detected. Here, we have shown that the SA-MIPs could be used as a safe and low-cost diagnostic tool for targeting and detecting cancer cells in a physiologically relevant 3D cancer model in vitro.

Jag låter google översätta nedanstående,för så bra är innehållet.Notera mina fetningar. 

1. Introduction

Improved diagnostics and treatment of aggressive cancer is one of the most challenging tasks in research today. The transformation from a normal cell into a tumor cell is a multistage process, typically involving progression from a pre-cancerous lesion to malignant tumors. Colorectal cancer (CRC) is the third most common cause of cancer-related deaths worldwide, and the prognosis for patients with metastatic CRC (mCRC) is still poor. The most common conventional method to culture cells today are monolayer 2D cell cultures, which are not accurately representing the cellular and micro-environmental interactions in vivo. In vitro cultured 3D models of CRC have been shown to be valuable in drug discovery, drug resistance analysis, and studies of cell-cell and cell-matrix interactions that occur in the tumor microenvironment (TME). The development of safe and effective drugs is currently hampered by the poor predictive power of existing pre-clinical animal models that often lead to the failure of drug candidates in human trials. Sialic acid (SA) is a monosaccharide present on proteins and lipids on almost all cells, but are often deregulated on cancer cells and, therefore, of interest as a cancer-related target molecule.Previous studies have shown the diagnostic relevance of molecularly imprinted polymers (MIPs) recognizing SA, so called SA-MIPs. MIPs are synthesized through a combination of functional monomers that strongly interact with a target molecule (template) and structural monomers and crosslinkers that covalently embed this complex in a polymer network. The advantages of using MIPs include their low cost, quick preparation, chemical and physical stability, and reproducibility.

The combination of MIPs loaded with a drug and a moiety targeting a membrane protein on cancer cells were shown by Canfarotta et al. Using a double-imprinting method, the authors showed that the nanoMIPs could not only target the membrane receptor but also selectively deliver the drug to the corresponding cells. For targeting cells without a consequent drug delivery system, it was important to confirm that the treated cells remained viable. SA-MIPs have been shown to interact with phagocytic cells in vitro without causing any inflammatory or toxic response]. Hence, the next step was to use SA-MIPs to target and detect spheroid cancer cells grown in in vivo-like conditions and investigate if the in vitro SA-MIPs spheroid system was physiologically relevant.

SA would bind to the sialic acid-binding immunoglobulin-like lectin (Siglec), which provided a conserved mechanism for combatting pathogens]. The deregulation of SA and this pathway had been observed in diseases such as autoimmunity, neurodegeneration, allergy, and cancer. The importance of 3D in vitro systems and assays relied on the need to obtain reliable data regarding diagnostic tools and therapeutic candidates.

In this study, we present a novel approach for targeting and detecting spheroid cancer cells grown in in vivo-like conditions. SA-MIPs were targeted to the CRC cell line HT29 as viable spheroid cultures in vitro without affecting the cell viability. We hereby propose the use of SA-MIPs as a non-toxic and valuable diagnostic tool for detecting cancer.

1. Inledning

Förbättrad diagnostik och behandling av aggressiv cancer är en av de mest utmanande uppgifterna inom forskningen idag. Omvandlingen från en normal cell till en tumörcell är en flerstegsprocess, som vanligtvis involverar progression från en pre-cancerös lesion till maligna tumörer. Kolorektal cancer (CRC) är den tredje vanligaste orsaken till cancerrelaterade dödsfall i världen, och prognosen för patienter med metastaserad CRC (mCRC) är fortfarande dålig. Den vanligaste konventionella metoden för att odla celler idag är monolager 2D-cellkulturer, som inte exakt representerar cellulära och mikromiljöinteraktioner in vivo. In vitro-odlade 3D-modeller av CRC har visat sig vara värdefulla vid läkemedelsupptäckt, läkemedelsresistensanalys och studier av cell-cell- och cell-matrisinteraktioner som förekommer i tumörmikromiljön (TME). Utvecklingen av säkra och effektiva läkemedel hämmas för närvarande av den dåliga prediktiva kraften hos befintliga prekliniska djurmodeller som ofta leder till att läkemedelskandidater misslyckas i mänskliga försök. Sialinsyra (SA) är en monosackarid som finns på proteiner och lipider på nästan alla celler, men avregleras ofta på cancerceller och är därför av intresse som en cancerrelaterad målmolekyl. Tidigare studier har visat den diagnostiska relevansen av molekylärt präglade polymerer (MIP) som känner igen SA, så kallade SA-MIP. MIP syntetiseras genom en kombination av funktionella monomerer som starkt interagerar med en målmolekyl (mall) och strukturella monomerer och tvärbindare som kovalent bäddar in detta komplex i ett polymernätverk. Fördelarna med att använda MIP inkluderar deras låga kostnad, snabba beredning, kemiska och fysiska stabilitet och reproducerbarhet.

Kombinationen av MIP laddade med ett läkemedel och en del riktad mot ett membranprotein på cancerceller visades av Canfarotta et al.. Med hjälp av en dubbelpräglingsmetod visade författarna att nanoMIP inte bara kunde rikta in sig på membranreceptorn utan också selektivt leverera läkemedlet till motsvarande celler. För att rikta in sig på celler utan ett konsekvent drug delivery-system var det viktigt att bekräfta att de behandlade cellerna förblev livskraftiga. SA-MIP har visat sig interagera med fagocytiska celler in vitro utan att orsaka något inflammatoriskt eller toxiskt svar. Därför var nästa steg att använda SA-MIPs för att rikta in sig på och detektera sfäroidcancerceller odlade i in vivo-liknande förhållanden och undersöka om in vitro SA-MIPs sfäroidsystem var fysiologiskt relevant.

SA skulle binda till det sialinsyrabindande immunoglobulinliknande lektinet (Siglec), vilket gav en bevarad mekanism för att bekämpa patogener. Avregleringen av SA och denna väg hade observerats vid sjukdomar som autoimmunitet, neurodegeneration, allergi och cancer. Betydelsen av 3D in vitro-system och analyser förlitade sig på behovet av att få tillförlitliga data om diagnostiska verktyg och terapeutiska kandidater.

I denna studie presenterar vi ett nytt tillvägagångssätt för att rikta in sig på och detektera sfäroidcancerceller odlade i vivo-liknande förhållanden. SA-MIP riktades mot CRC-cellinjen HT29 som livskraftiga sfäroidkulturer in vitro utan att påverka cellviabiliteten. 

Vi föreslår härmed användning av SA-MIP som ett giftfritt och värdefullt diagnostiskt verktyg för att upptäcka cancer. 

4. Conclusions

Here, we demonstrate the successful co-culture of SA-MIPs with HT29 spheroids for the first time. The spheroids exhibit a high level of viability after 8–10 days of interaction with SA-MIPs in the in vitro cell cultures, suggesting the latter’s potential as a valuable diagnostic tool for detecting cancer and providing accurate models of the cell-cell interactions in vivo. These novel models hold promise for advancing our understanding of cancer targeting, diagnostics, drug delivery, and intercellular dynamics that are important in cancer research.

4. Slutsatser

Här demonstrerar vi för första gången den framgångsrika samkulturen mellan SA-MIP och HT29-sfäroider. Sfäroiderna uppvisar en hög viabilitetsnivå efter 8-10 dagars interaktion med SA-MIP i in vitro-cellkulturerna, vilket tyder på den senares potential som ett värdefullt diagnostiskt verktyg för att upptäcka cancer och tillhandahålla exakta modeller av cell-cellinteraktionerna in vivo. Dessa nya modeller är lovande för att främja vår förståelse av cancerinriktning, diagnostik, läkemedelsleverans och intercellulär dynamik som är viktiga inom cancerforskning.

Min kommentar
Det prediktiva värdet för GlycoImaging gick ioch  med denna studie upp några 100 miljoner hävdar jag. Man kan ana att krånglet med EU`s patentverk ligger bakom dessa fördjupade studier. Och faktiskt,tack vare patentverket tog sig den högre intelligentian i Glycoprojektet an att skärskåda MIP`sarnas funktionalitet och gjorde nya upptäckter som de i denna studie bevisar. Så tack till EU`s patentverk,ni ökade attraktionskraften hos GlycoImaging högst betänkligt. Intressenterna får nu vara beredda att gräva djupare i plånboken om de ska matcha de resultat GlycoImaging visar upp.

Patentgodkännandet tippar jag nu är en ren formsak och att vi tämligen snart kommer få beskedet vi väntat på.

Bara för denna studie köpte undertecknad ett gäng TO3 som direkt svarades till omvandling.

Tack till Oscar som lyckades leta fram denna studie.

                                              Mvh the99