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Spheroid co-culture model for human fibroblasts and triple-negative breast cancer cells
Stella Neubauer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Pharmazie
Betreuer*in
Manfred Ogris
Mitbetreuer*in
Haider Sami
DOI
10.25365/thesis.81904
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20150.77088.549262-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Entwicklung von in vitro Modellen, die die strukturellen und funktionellen Eigenschaften solider Tumoren realitätsnah abbilden, stellt weiterhin eine große Herausforderung in der Krebsforschung dar. 3D Sphäroidmodelle haben sich als vielversprechender Ansatz etabliert, um die Tumorarchitektur und Zell-Zell-Interaktionen unter physiologisch relevanten Bedingungen besser zu reproduzieren. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung und Charakterisierung von multizellulären Sphäroidkulturen, bestehend aus der Brustkrebszelllinie MDA-MB-231, die genetisch zur Expression von Enhanced Green Fluorescent Protein (eGFP) markiert wurde, und humanen Brust-Fibroblasten (HMF3S Zellen), sowie die Untersuchung des Einflusses von Basalmembranmatrix auf die Kulturen. Zunächst wurden die Zellaussaat-Bedingungen optimiert, bevor die Sphäroide hinsichtlich ihres Wachstums, ihrer Viabilität, der Ausbildung eines nekrotischen Kerns und ihrer Morphologie mittels Assay zur Bestimmung der metabolischen Aktivität, Größenanalysen, Live/Dead-Färbungen sowie histologischer Verfahren untersucht wurden. Zur Analyse der Markerexpression (Vimentin, Alpha-Smooth-Muscle-Actin, eGFP) und zur Bestimmund der zellulären Zusammensetzung der Sphäroide wurden Immunhistochemie (IHC) und Durchflusszytometrie eingesetzt. Die Bildung und Stabilität der Sphäroide waren sowohl von den Kulturbedingungen als auch vom Kultur-Verhältnis der beiden Zelllinien abhängig. Sphäroide kultiviert mit Matrix zeigten ein erhöhtes Wachstum und eine gesteigerte metabolische Aktivität, wiesen jedoch auch eine höhere Variabilität auf. Im Gegensatz dazu zeigten nicht supplementierte Kulturen ein einheitlicheres Wachstumsverhalten, wiesen jedoch größere nekrotische Kerne auf. Die IHC-Analysen zeigten eine eingeschränkte Spezifität der untersuchten Marker. Die Durchflusszytometrie ermöglichte hingegen die Analyse eGFP-positiver Krebszellen, war jedoch durch mögliche Effekte der Mikroumgebung auf die eGFP-Expression beeinflusst. Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden somit eine Grundlage für die Weiterentwicklung und Optimierung von 3D Sphäroidmodellen zur Untersuchung von Tumor-Stroma-Interaktionen.
Abstract
(Englisch)
The development of in vitro models that accurately recapitulate the structural and functional characteristics of solid tumors remains a major challenge in cancer research. 3D spheroid models have emerged as a promising approach to better reflect tumor architecture and cellular interactions under physiologically more relevant conditions. This study aimed to establish and characterize a multicellular spheroid culture model composed of human breast cancer cell line MDA-MB-231 genetically marked to express enhanced green fluorescent protein (eGFP) and human mammary fibroblasts (HMF3S cells) and to assess the impact of basement membrane matrix on these cultures. Seeding conditions were first optimized before spheroids were analyzed regarding growth, viability, necrotic core formation and morphology using metabolic activity assay, size measurements, live/dead staining and histological approaches. Immunohistochemistry (IHC) and flow cytometry were applied to assess marker expression (vimentin, alpha-smooth muscle actin, eGFP) to determine cellular composition. Spheroid formation and stability were dependent on culture conditions as well as the culture ratio of the two cell lines. Matrix supplemented spheroids showed increased growth and exhibited greater variability. In contrast, cultures without matrix supplementation were more consistent concerning growth but displayed larger necrotic cores. IHC revealed limited specificity for the markers analyzed, while flow cytometry enabled the assessment of eGFP positive cancer cells but was influenced by potential microenvironmental effects on eGFP expression. These findings provide a basis for the further development and optimization of 3D spheroid models that can be used to investigate tumor-stroma interactions.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
triple-negativer Brustkrebs (TNBC) Tumorsphäroide Co-Kulturmodell
Schlagwörter
(Englisch)
triple-negative breast cancer (TNBC) tumor spheroids co-culture model
Autor*innen
Stella Neubauer
Haupttitel (Englisch)
Spheroid co-culture model for human fibroblasts and triple-negative breast cancer cells
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
95 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Manfred Ogris
AC Nummer
AC18018175
Utheses ID
82098
Studienkennzahl
UA | 066 | 605 | |