목적: 환자유래 세포(Patient-derived cells, PDCs)와 환자유래 오르가노이드(Patient-derived organoids, PDOs)는 중개의(translation) 암 연구에서 널리 사용되는 상호보완적인 전임상 모델이다. 그러나 이들의 분자적 및 기능적 차이는 체계적으로 특성화되지 않았다. 본 연구는 동일한 위암 복수에서 유래한 쌍(pair) PDC 및 PDO 모델을 확립하고 분석하여, 플랫폼 의존적 분자 및 기능 프로파일을 구분하고자 하였다. 재료 및 방법: 진행성 위암 환자 6명으로부터 획득한 악성 복수 또는 흉수로 쌍을 이루는 PDC 및 PDO 모델을 확립하였다. 모든 쌍은 유전체(genomic), 전사체(transcriptomic), 단백질체(proteomic) 데이터를 통합하는 포괄적 다중오믹스(multi-omics) 프로파일링을 수행하였다. 표현형 특성화에는 형태학적, 조직학적, 증식(proliferative), 세포주기(cell cycle) 분석이 포함되었다. 약물 감수성 검사는 위암 치료에 흔히 사용되는 4종의 항암 화학요법제를 이용하여 수행하였다. 결과: 6개의 쌍 PDC 및 PDO 모델은 서로 다른 형태학적 특징을 보였다. 전장유전체(whole-genome) 분석에서는 원발 종양, PDC, PDO 간 높은 일치도를 확인하여, 플랫폼 전반에 걸친 종양 대표성을 입증하였다. 다중오믹스 프로파일링은 플랫폼 의존적 분자 시그니처를 규명하였는데, PDO는 세포외기질(extracellular matrix) 재형성과 줄기성(stemness)에 풍부한 반면, PDC는 증식 및 면역 관련 시그니처를 나타내었다. HER2 및 MET 변이와 같은 임상적으로 관련 있는 바이오마커는 원발 종양과의 일치성이 확인되었다. 특히 약물 반응은 플랫폼과 환자 간에 서로 달랐으며, 이는 플랫폼 의존적이고 환자 특이적인 화학요법 감수성을 시사한다. 결론: 동일 환자에서 유래한 쌍 PDC 및 PDO 모델은 핵심적인 환자 특이적 종양 특성을 보존하면서도 서로 다른 분자적 및 기능적 프로파일을 나타내었다. 이러한 결과는 배양 플랫폼이 실험 결과와 치료 반응을 좌우하는 중요한 결정 요인임을 강조한다. 따라서 생물학적 질문을 정확히 다루고 정밀 의료 정 oncology(precision oncology) 전략을 최적화하기 위해서는 적절한 전임상 모델의 신중한 선택이 필수적이다.

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