Mikkel C Schou Andersen

Hvad er titlen på din afhandling?

"Modelling the Meningioma: Insights from in vivo and in vitro approaches"

På hvilket institut og/eller i hvilken forskningsenhed har du skrevet din ph.d.?

Neurokirurgisk Forskningsenhed, Odense Universitetshospital. Klinisk Institut, Syddansk Universitet

Hvem var din hovedvejleder?

Prof. Frantz Rom Poulsen, MD, PhD, Neurokirurgisk Afdeling

Hvilket spørgsmål ville du besvare med din afhandling?

Formålet er at vurdere meningeommodeller i litteraturen og laboratoriet, udforske fordele/ulemper og ligheder med pati-entvæv fra mikro- til DNA-niveau

Hvad fandt du ud af?

1. Litteraturgennemgang og meta-analyse: De primære metoder til etablering af tumor(knude)modeller involverede transplantation af patientafledt materiale i mus med manglende immunsystem og anvendelse af maligne(ondartede) etablerede/kommercielt tilgængelige cellelinjer (immortaliserede - udødeliggjorde) i det meste af litteraturen. Primært patientafledt materiale var mindre almindeligt. Små undergrupper af genetiske modeller testede forskellige gener. Meta-analyser afslørede en høj konsistent evne til at etablere dyremodeller med kort inkubation (tid fra start etablering af model til dyrene udvikler knuder) for immortaliserede cellelinjer, med mere varierede resultater for primært patientafledte celler/materiale og genetiske modeller. Ved brug af vores metode til at vurdere artikler indeholdende dyremodeller - CRIME-Q (se metodedel nedenunder)- fandt vi, at de inkluderede artikler generelt manglede kvalitet i rapporteringen. CRIME-Q-elementer om rapporteringskvalitet og metodologisk kvalitet havde stor overensstemmelse og Cohens kappa index ved intern validering.

2. Eksperimentelle studier: Dyremodellen (in vivo) baseret direkte på patientvæv viste en evne til at lave tumorer på 80 % for overfladisk implanterede celler og 25 % for dybt implanterede celler, med høj lighed til primære tumorer med hensyn til bevarelse af udseendet (morfologi), specifikke markører (immunhistokemi) og DNA-foldningsanalyser (epige-netik), med kun mindre forskelle. Desuden blev der ikke fundet nogen signifikante differentielt methylerede regioner ved DNA-foldningsanalyser for grupperede dyretumorer sammenlignet med deres tilsvarende primære patient tumorer, og korrelationsdiagrammer viste en god overordnet korrelation mellem primære tumorer og deres tilsvarende xenografts. 3D (in vitro cellemodel viste generelt lignende immunhistokemi, med en højere lighed til in vivo modellen sammenlignet med 2D in vitro modeller, især med hensyn til proliferationsindeks. Cellerne i 3D-modellen udviste en cellemorfologi, der lignede primære tumorer, men morfologiske træk såsom fibrøst væv gik tabt. DNA-methyleringsanalyse viste høj overensstemmelse med kun mindre forskelle, og korrelationsdiagrammer demonstrerede en god samlet korrelation mellem primære tumorer og deres tilsvarende 3D-modeller (R>0,95).

Hvordan gjorde du det?

1. En systematisk gennemgang med meta-analyser af meningeomdyremodeller blev udført, hvor tumorernes overlevelseshyppighed, inkubationsvarighed for forskellige modeller samt deres fordele og ulemper blev vurderet. Desuden udvik-lede forfattergruppen en metode til kritisk vurdering af prækliniske forsøg med fokus på dyreforsøg ved navn CRItical appraisal of quality of reporting, MEthodological Quality and Risk of Bias in Animal Research (CRIME-Q), og internt valideret.

2. Patienter fra ambulatoriet blev inkluderet, og tumorvæv blev udtaget under operationen. Disse celler blev kultiveret i tre passager og implanteret i nøgne rotter uden thymus (T-celler) – immunkompromitterede dyr, enten på overfladen (konveksiteten) eller ved bunden af kraniet. Endvidere blev 3D cellekulturer dyrket i et xeno-frit hydrogel. Begge eksperimenter blev afsluttet efter tre måneder, hvor xenografter og 3D modeller blev evalueret ved hjælp af histologi og immun-histokemi. Derudover blev DNA-methyleringsanalyse udført ved hjælp af EPIC 850K eller 925K array på hhv dyremodeller og 3D modeller sammen med deres tilsvarende primære tumorer.

Hvordan kan din forskning bruges?

Denne afhandling fremhæver manglen på kvalitet i rapportering i mange studier inden for meningeomdyremodeller, hvilket kunne påvirke evnen til at oversætte resultaterne til menneskelige forhold. Derudover har vi med succes etableret to typer modeller, der tæt repræsenterer tilsvarende primære tumorer på individuelt niveau. Selvom dyremodeller baseret på væv fra patienter nøje repræsenterer tilsvarende tumorer, er de uegnede til storskalatestning af farmaceutiske produkter på individuelt niveau. Mange dyrestudier har allerede fejlet i at blive oversat til menneskelige forhold, hvilket indikerer et behov for nye metoder og et paradigmeskifte i lægemiddeltestning. Cirka en tredjedel af meningeomer på kraniebunden kan ikke fjernes fuldstændigt og har høj risiko for tilbagefald, hvilket nødvendiggør nye personlige 3D cellemodeller, som fx den 3D model præsenteret her. Disse modeller har potentiale til at teste flere lægemidler baseret på molekylære profiler, potentielt ved hjælp af off-label anvendelse af allerede godkendte lægemidler med kendte bivirkninger.