Study Notes

Seminar Pakar

“Breast Cancer : Current Model for Research”

Evolusi Riset Kanker Payudara

Semakin bertambahnya tahun, penanganan kanker payudara semakin baik. Hal ini berbanding lurus dengan riset yang semakin banyak dilakukan.

Namun, ada tantangan yang ditemukan untuk riset : pemilihan model. Kenapa? karena kita tidak bisa menggunakan manusia sebagai model. Meskipun bisa, hal tersebut sangat terbatas mengingat kode etiknya pun cukup sulit. Untuk itu, kita membutuhkan pemilihan model lainnya.

Sebelum mengulik tentang pemilihan model, ada hal yang saat ini menjadi concern para ilmuwan. Hal tersebut adalah tumor microenviroment.

Tumor Microenvironment

Tumor Microenvironment adalah lingkungan disekitar jaringan kanker yang ternyata memiliki kontribusi pada metastasis (penyebaran), malignansi (keganasan), dan resistensi (kekebalan) pada kanker itu sendiri. Para ilmuwan pun akhirnya menyadari bahwa perkembangan kanker payudara memiliki hubungannya dengan tumor environment ini. Oleh karena itu, penelitian terkait tumor ini semakin digencarkan.

Karakteristik Tumor Environment

1. Hipoksia (minim oksigen) –> memicu level HIF-1 tinggi (protein yang terekspresikan ketika kondisi hipoksia) –> memfasilitasi ekspansi tumor dan vaskularisasi (terbentuknya pembuluh darah baru)
2. Warburg Effect : kondisi dimana sel normal lebih memilih metabolisme anaerob (tanpa oksigdibandingkan dengan metabolisme aerob –> menciptakan lingkungan asam –> mampu mendegradasi e-chaderin (protein berperan di ekstraseluler matriks) –> tumor menjadi mudah bermigrasi
3. Aliran Interstitial Fluid (IF) lebih tinggi –> mendorong terjadinya penyusunan kolagen fiber dan kontraksi sel fibroblas –> modulasi invasi tumor
4. Invasi jaringan adiposa (lemak) –> produksi ATP berlimpah –> pertumbuhan tumor semakin terfasilitasi. Selain itu invasi jaringan adiposa juga dapat membuat sekresi ECM, MMP, dan sitkon proinflamasi berlebih –> resistensi

Model Penelitian Kanker Payudara

In Vitro : Melalui Kultur Sel

• Menggunakan cultur cell line (pabrikan), kultur : 2D dan 3D
• Kultur 2D :

• • (+) : Mudah, murah, reproducible
  • (-) : Oversimplified, homogen, tidak ada komunikasi sel –> tidak ada ditubuh kita
• Kultur 3D : (spheroid, scaffold, hydrogels)

• • (+) : Terdapat interaksi sel dan ECM, memungkinkan pemodelan metastasis
  • (-) : Sulit, mahal, masih belum bisa menggambarkan karateristik tumor microenvironment

In Vivo : Melalui Hewan Uji

• Menggunakan hewa uji untuk keperluan penelitian. Paling umu : tikus
  • (+) : Menjadi solusi keterbatasan penelitian in vitro
  • (-) : Mahal, lama, masih dibutuhkan tahap validasi pada manusia, etik, sulit, untuk reproducable
• Klasifikasi :
  • Transplantasi :
    • Alograft
    • CDX (cell-derived xenograft)
    • PDX (patient-derived xenograft)
  • Spontaneous tumorigenesisGEMMs (genetically modified mouse models)Carcinogen-induced murine tumorigenesis models

Ex Vivo : Melalui Jaringan yang Kita Teliti Secara Langsung

• Dilakukan untuk mengidentifikasi atau memvalidasi maker terapetik dan atau marker diagnostik
• Seringkali disebut explant models
• Tumor dari hasil operasi segera digunakan untuk keperluan penelitian tanpa proses dekontruksi
• (+) Relevan, dapat dilakukan juga studi pada jaringan normal secara parallel, kapasitas proliferasi dan interaksi heterogen tumor terjaga, arsitektur alami jaringan terjaga, untuk studi farmakodinamik
• (-) Hanya untuk tumor yang dapat dibedah, bergantung pada integritas tumor, disintegrasi arsitektur jaringan yang cepat, tidak menggambarkan invasi dan metastasis, tidak dapat digunakan untuk studi resistensi

Tumor on Chip : Model Penelitian Kanker Payudara Terkini

• Penggunaan unit fungsional organ manusia atau jaringan di dalam microfluidic chip
• Mampu menampilkan fenomena gradient biokimia
• Mampu menampilkan dinamika fluida pada tumor microenvironment
• Mampu meniru sifat-sifat biokimia dan metabolisme pada tumor microenvironment
• Mampu meniru fenomena vasculature
• Mampu menampilksan interaksi sel tumor dan sel stroma