Co‐culture of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma Spheroids with Autologous Monocytes Predicts Prognosis

Abstract

Co‐culture of monocytes with autologous fragment (F) spheroids originating from malignant (M) tumour or benign (B) control mucosa of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) yields interleukin (IL)‐6 and monocyte chemo‐attractant protein (MCP)‐1 secretion. This study investigates the association between this cytokine co‐culture response and prognosis. Analysis of IL‐6 and MCP‐1 content of supernatants from monocytes in vitro co‐culture with autologous MF‐ or BF‐spheroids was investigated in a cohort of HNSCC patients (n = 65) diagnosed between 1998 and 2005, all of whom were treated with curative intent by primary surgery. The IL‐6 response was expressed as a fraction of the lipopolysaccharid response of the same batch of monocytes. Recurrence, survival and causes of death were then established following the second part of 2005. MCP‐1 levels did not predict prognosis. We found that increased levels of IL‐6 from autologous monocytes in co‐culture with MF‐spheroids predicted recurrence with a hazard ratio (HR) of 1.5 [confidence interval (CI): 1.01–2.60; P = 0.05] and co‐culture with BF‐spheroids and monocytes predicted recurrence (HR = 4.17; CI: 1.54–11.29; P = 0.005). The same results where obtained in addition with TNM stage of the patients. Simultaneous analysis of BF‐ and MF‐spheroid co‐culture IL‐6 responses as well as adjustment for age and TNM stage of the patients allowed prediction of total survival (HR = 3.1; CI: 1.11–8.56; P = 0.03) based on BF co‐culture levels. IL‐6 secreted upon in vitro co‐culture with monocytes and BF‐spheroids predicts recurrence and prognosis, whereas co‐culture with monocytes and MF‐spheroids predicts recurrence.

Evaluation of spheroid head and neck squamous cell carcinoma cell models in comparison to monolayer cultures

“…To date, a certain number of studies on HNSCC spheroids have been published (29)(30)(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)(39)(40)(41)(42)(43)(44)(45)(46) but there is little knowledge on contraposing 2D to 3D cell cultures. These previous studies have focused on novel drug treatments or molecular expression patterns in 3D cell models.…”

Matrigel: From discovery and ECM mimicry to assays and models for cancer research

“…To evaluate a potential role for IL-6 secretion for head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC), MCTS models have been generated from tumor and tissue biopsies using autologous monocytes and compared to patient outcomes. It was determined that secretion of IL-6 was predictive of recurrence for malignant tumors [127]. Similarly, MCTS models were generated from cell lines and primary tumor cells for ovarian cancer and subjected to xenoengraftment to evaluate how glucose metabolism contributes to tumor generation, progression, and chemotherapy resistance [128].…”

Secretion of inflammatory and regulatory cytokines and the association with depth and type of tumour invasion in patients with cancer of the larynx

“…Znaczenie tych czynników w onkologii klinicznej opiera się na ich różnorodnych właściwościach modyfikowania odpowiedzi immunologicznej. Najczęściej wskazywanymi cytokinami, które mogą mieć znaczenie w przebiegu choroby nowotworowej, są interleukiny o właściwościach prozapalnych IL-6 i IL-8 oraz cytokiny IL-10 i TGF-β o działaniu regulatorowym i immunosupresyjnym [19,21,23,[33][34][35]. Prozapalne cytokiny IL-6 i IL-8 wydzielane przez komórki nowotworowe, określane jako czynniki promujące kancerogenezę i wzrost guza nowotworowego, oraz cytokiny o właściwościach proonkogennych i prometastatycznych sprzyjają w szczególny sposób progresji choroby nowotworowej, w tym HNSCC [18,23,[35][36][37][38].…”

“…Prace naukowe dotyczące niejednorodnych grup raków regionu głowy i szyi, w których analizowano związki między zjawiskami immunologicznymi i cechami kliniczno-morfologicznymi guza nowotworowego, dotyczyły wyłącznie typowych wykładników histopatologicznych, tzn. kryteriów klasyfikacji TNM i stopnia klinicznego zaawansowania choroby (S), które nie pozwalają na jednoznaczną ocenę stopnia agresywności i inwazyjności nacieku, a tym bardziej nie stanowią wystarczającego i samodzielnego wskaźnika zaawansowania procesu nowotworowego [16,33,36,[40][41][42][43][44][45] dyskusji wybrano te publikacje, w których autorzy analizowali wybrane wykładniki odpowiedzi immunologicznej typu komórkowego w odniesieniu do cech morfologicznych guzów nowotworowych u pacjentów z HNSCC, ze zbliżonym do analizowanej grupy profilem klinicznym.…”

“…Rozbieżności w ocenie znaczenia IL-6 w rozwoju choroby nowotworowej i jej roli w determinowaniu agresywności guza mogą wynikać nie tylko z braku jednolitych kryteriów doboru grup badawczych w cytowanych pracach, różnego materiału biologicznego wykorzystanego w przeprowadzanych badaniach, ale przede wszystkim z faktu, że w więk-szości omawianych prac analizowano stężenia IL-6 i IL-8 generowanych przez komórki nowotworowe badanych HNSCC. Wydzielanie przez komórki nacieku nowotworowego cytokin będących czynnikami promującymi wzrost guza i angiogenezę nie mogło pozostać bez wpływu na wnioski badaczy [23,[33][34][35][36][37][38]. W dostępnym piśmiennictwie można jednak wskazać prace, w których autorzy nie potwierdzają występowania związków między wydzielanymi cytokinami a cechami kliniczno-morfologicznymi badanych guzów nowotworowych regionu głowy i szyi [44,53].…”