Microenvironment of stem and cancer cells

Abstract

The bone marrow microenvironment critically regulates leukemic cell fate through a dynamic interplay of stromal contact, soluble signals and oxygen tension. This study systematically dissected how different co-cultivation parameters, namely feeder type (primary human fibroblasts - NHDF and human mesenchymal stem cells - hMSCs), oxygen levels (normoxia, hypoxia) and interaction format (direct, indirect employing conditioned media or transwell) influence the proliferation, metabolism and survival of leukemic cells. We employed four distinct leukemic models: HBL-2 (a mantle cell lymphoma line), SD-1 (a commercial B-cell acute lymphoblastic leukemia line - B-ALL), UPF (a rare patient- derived B-ALL cell line adapted for long-term in vitro cultivation) and PDX (primary B- ALL cells from the same patient used for UPF, expanded in vivo as xenograft). This design enabled a comparative analysis of in vitro adaptability and niche dependency across leukemic subtypes. Additionally, we assessed the reciprocal effects of leukemic cells on feeders to refine physiologically relevant co-cultivation platforms for leukemia research. Our results demonstrate that leukemic responses are highly context dependent. SD-1 and HBL-2 cells showed robust proliferation and metabolic support under short-term direct co-...

Mikroprostředí kostní dřeně zásadně ovlivňuje osud leukemických buněk prostřednictvím dynamické interakce se stromálními buňkami, rozpustnými faktory a hladinou kyslíku. Tato studie systematicky zkoumala, jak různé parametry kokultivace, typ podpůrných buněk (primární lidské fibroblasty - NHDF a lidské mesenchymální kmenové buňky - hMSCs), hladina kyslíku (normoxie, hypoxie) a formát vzájemné interakce (přímá, nepřímá pomocí kondiciovaného média nebo transwell systému), ovlivňují proliferaci, metabolismus a přežívání leukemických buněk. Použili jsme čtyři odlišné leukemické modely: HBL-2 (linie z lymfomu z plášťových buněk), SD-1 (komerční buněčná linie B-lymfoblastické akutní lymfoblastické leukémie - B-ALL), UPF (vzácná pacientská linie B-ALL adaptovaná k dlouhodobé in vitro kultivaci) a PDX (primární buňky B-ALL od stejného pacienta jako UPF, expandované in vivo formou xenograftu). Tento přístup umožnil srovnání adaptability in vitro a závislosti na mikroprostředí napříč jednotlivými subtypy leukemie. Zároveň jsme hodnotili vzájemné působení leukemických a feedrových buněk s cílem optimalizovat fyziologicky relevantní in vitro platformy pro výzkum leukemií. Naše výsledky ukázaly, že odpovědi leukemických buněk jsou silně závislé na specifických podmínkách. Buňky SD-1 a HBL-2 silně proliferovaly...