Tumor resistance to therapy is associated with the 3D organization and peculiarities of the tumor microenvironment, of which intercellular adhesion is a key participant. In this work, the abundance of contact proteins was compared in SKOV-3 and SKOV-3.ip human ovarian adenocarcinoma cell lines, cultivated in monolayers, tumor spheroids and collagen hydrogels. Three-dimensional models were characterized by extremely low expression of basic molecules of adherens junctions E-cadherin and demonstrated a simultaneous decrease in desmosomal protein desmoglein-2, gap junction protein connexin-43 and tight junction proteins occludin and ZO-1. The reduction in the level of contact proteins was most pronounced in collagen hydrogel, accompanied by significantly increased resistance to treatment with doxorubicin and targeted anticancer toxin DARPin-LoPE. Thus, we suggest that 3D models of ovarian cancer, especially matrix-based models, tend to recapitulate tumor microenvironment and treatment responsiveness to a greater extent than monolayer culture, so they can be used as a highly relevant platform for drug efficiency evaluation.

The use of 3D in vitro tumor models has become a common trend in cancer biology studies as well as drug screening and preclinical testing of drug candidates. The transition from 2D to 3D matrix-based cell cultures requires modification of methods for assessing tumor growth. We propose the method for assessing the growth of tumor cells in a collagen hydrogel using macro-scale registration and quantification of the gel epi-fluorescence. The technique does not require gel destruction, can be used for real-time observation of fast (in seconds) cellular responses and demonstrates high agreement with cell counting approaches or measuring total DNA content. The potency of the method was proven in experiments aimed at testing cytotoxic activity of chemotherapeutic drug (cisplatin) and recombinant targeted toxin (DARPin-LoPE) against two different tumor cell lines genetically labelled with fluorescent proteins. Moreover, using fluorescent proteins with sensor properties allows registration of dynamic changes in cells’ metabolism, which was shown for the case of sensor of caspase 3 activity.

Провели оценку и сравнение диагностической эффективности метода оптико-электронного сканирования TruScreen, анализа онкоспецифических микроРНК и комбинации двух методов для выявления цервикальной интраэпителиальной неоплазии (ЦИН) в сравнении с гистологическим «золотым стандартом», а также оценили роль TruScreen в контроле эффективности лечения. Одноцентровое пилотное проспективное исследование проведено на базе клиники «Мелситек» (г. Москва) с участием 35 пациенток от 25 до 55 лет с цитологическими и/или кольпоскопическими признаками патологии шейки матки. Им последовательно выполнялись оптико-электронное сканирование шейки матки с помощью устройства TruScreen, забор образца цервикального эпителия для проведения ко-тестирования жидкостного цитологического анализа и ВПЧ-теста с применением набора «HPV Квант-21, ДНК-Технология ТС» методом ПЦР, определения профиля экспрессии микроРНК в лаборатории «Мелситек Генетикс» с применением наборов реагентов «NOVArper miR CERVIX» и расширенная кольпоскопия. Биопсия путем петлевой электрохирургической эксцизии (LEEP) была проведена 19 пациенткам. Гистологическое заключение служило референсным стандартом. По данным гистологии патология была подтверждена у 12 пациенток, норма — у семи. Метод TruScreen продемонстрировал чувствительность 83,3% и специфичность 57,1% (AUC=0,702). Тест на микроРНК показал чувствительность 66,7%, специфичность 42,9% (AUC=0,548). Согласно данным производителя, набор реактивов обеспечивает чувствительность 80% и специфичность 80% при первичном скрининге, а также чувствительность 70% и специфичность 98% при выявлении дисплазии высокой степени. Комбинированный подход (TruScreen + микроРНК) в данной выборке продемонстрировал чувствительность 100% (95% ДИ 73,5–100%) и NPV 100%, при отсутствии ложноотрицательных результатов. Следует учитывать, что оценка NPV основана на одном истинно отрицательном результате и требует подтверждения в исследованиях с большей выборкой. Клинические наблюдения подтвердили высокую ценность TruScreen как в мониторинге эффективности лечения, так и в выявлении плоскоклеточных интраэпителиальных поражений высокой степени тяжести (H-SIL) при ложноотрицательных результатах традиционных тестов. TruScreen является высокоэффективным инструментом диагностики патологии шейки матки и объективного контроля эффективности лечения. Комбинирование с анализом микроРНК обеспечивает абсолютную чувствительность, что критически важно для исключения ложноотрицательных результатов, но требует дальнейшей доработки алгоритма интерпретации для повышения специфичности.

In vitro cultivation of cells in strictly controlled conditions of a biological incubator is a widely used experimental model in biological studies. The CO2-incubators allow control of temperature, atmospheric composition, and humidity; however, the recent reports point out at possible significant and incontrollable influence of incubators on magnetic background. We demonstrated that two types of CO ₂ -incubators sufficiently alter the static magnetic field (SMF) in the inner chamber compared to natural geomagnetic field, and the effect depends on the incubator model. The values of SMF in the center of incubators’ chambers were lower than natural; nevertheless, the strongly expressed spatial inhomogeneity of SMF was registered, with both reduced, up to hypomagnetic, and increased SMF values. One of the incubators in operating mode generated oscillations in magnetic field with period of oscillations about several seconds and peak-to-peak amplitude depending on the measuring point within the chamber volume, up to 115% of the mean value. Since the magnetic background is considered to contribute in multiple biological effects, we emphasize the significant impact of CO ₂ -incubators on magnetic background in cell culture experiments and assume that its spatial and temporal inhomogeneity may be a source for variability in cell study results. Highlights: CO ₂ -incubators sufficiently alter the static magnetic field in the inner chamber compared to natural geomagnetic field Spatial inhomogeneity of the magnetic field depends on CO ₂ -incubator type and can reach the gradient value of more than 60 μT. In one type of the incubator, the generated oscillations in magnetic field were registered with a period of several seconds and a peak-to-peak amplitude up to 115% of the mean value.