Inleiding

FAMPAC-cellen, ook bekend onder de synoniemen FamPAC, Fampac en PA-CLS-13, is een bijzonder waardevolle menselijke celijn van ductaal adenocarcinoom van de alvleesklier, die is geïsoleerd uit een patiënt met een gedocumenteerde familiale aanleg voor alvleesklierkanker. Eisold, Ryschich en Linnebacher hebben deze lijn in 2004 voor het eerst gekarakteriseerd, waardoor FAMPAC de eerste gerapporteerde menselijke celijn van pancreascarcinoom is met een bevestigde erfelijke achtergrond. [1] In de oorspronkelijke omschrijving werd de lijn gekenmerkt door een TP53 de hotspotmutatie p.Arg175His en een homozygote deletie van de p16/CDKN2A tumorsuppressor (met wildtype BRCA2), veranderingen die centraal staan bij kwaadaardige aandoeningen van de alvleesklier. FAMPAC groeit als een hechtende monolaag en vormt snel tumoren bij naakte muizen, waardoor het geschikt is voor zowel mechanistische in-vitro-onderzoeken als in-vivo-experimenten naar tumorigeniciteit. Onderzoekers hebben dit model toegepast bij onderzoeken op het gebied van de biologie van tumorsuppressorgenen, het opstellen van chemosensitiviteitsprofielen, oxidatieve stressroutes en veiligheidstests voor chirurgische hulpmiddelen.

Belangrijkste punten

• FAMPAC is de eerste celijn van pancreaskanker bij de mens die is opgezet met een bevestigde familiale/erfelijke achtergrond.
• In de karakterisering bij de oprichting vertoonde de cellijn een TP53 p.Arg175His-mutatie met overexpressie van mutant p53, een homozygoot p16/CDKN2A deletie en wildtype BRCA2; KRAS werd in dat onderzoek niet onderzocht. [1]
• FAMPAC groeit als een hechtende monolaag met een verdubbelingstijd van 24–48 uur en vormt tumoren bij immuundeficiënte muizen.
• Het model vertoont een lage basale Nrf2-expressie, wat in pathway-onderzoeken een informatief contrast biedt ten opzichte van pancreaskankercellijnen met een hoge Nrf2-expressie.
• FAMPAC is ingezet op diverse onderzoeksgebieden, waaronder het opstellen van chemosensitiviteitsprofielen, de biologie van oxidatieve stress en de evaluatie van de veiligheid van medische hulpmiddelen tijdens operaties.
• Het FAMPAC-toegangsnummer voor de Cellosaurus is CVCL_5749; een klonaal derivaat, FAMPAC-A-cellen (CVCL_5750) is eveneens opgericht.

Wat is FAMPAC?

FAMPAC is afkomstig van het primaire pancreasadenocarcinoom van een 43-jarige vrouwelijke patiënt met een erfelijke aanleg voor pancreascarcinoom, geclassificeerd als familiair pancreascarcinoom. Eisold en collega’s hebben de lijn bij de oprichting ervan uitgebreid gekarakteriseerd, waarbij ze de morfologie, de groeikinetiek, de tumorigeniciteit in naakte muizen, de chromosomale samenstelling en de mutatiestatus van drie klinisch belangrijke tumorsuppressorgenen hebben beoordeeld: p16/CDKN2, BRCA2, en p53. [1] De cellen groeien als een hechtende monolaag in met serum verrijkt medium en hebben een verdubbelingstijd van 24–48 uur.

Genetisch gezien bracht de karakterisering van de stammelange een TP53 de p.Arg175His-mutatie (c.524G>A; exon 5, codon 175, CGC→CAC), gepaard gaande met overexpressie van het mutante p53-eiwit, een homozygote deletie van p16/CDKN2A, en het wildtype BRCA2 op de onderzochte hotspots. [1] De TP53 De R175H-mutatie is een goed gekarakteriseerde hotspot die de tumorsuppressoractiviteit van het wildtype p53 tenietdoet. Met name, KRAS — die in meer dan 90% van de ductale adenocarcinomen van de alvleesklier gemuteerd is — was niet die in het oorspronkelijke onderzoek zijn geanalyseerd; a KRAS De mutatie is voor FAMPAC geannoteerd in referentiedatabases voor cellijnen (Cellosaurus, CVCL_5749), maar deze annotatie valt buiten de primaire karakterisering en wordt hier niet onafhankelijk bevestigd. Samen geven de geverifieerde veranderingen de belangrijkste kenmerken van het genoom van ductaal adenocarcinoom van de alvleesklier weer en maken ze van FAMPAC een genetisch gedefinieerd modelsysteem.

Informatie over celculturen

Voordelen van FAMPAC-cellen

Het meest opvallende voordeel van FAMPAC is dat het afkomstig is van een patiënt met familiair pancreascarcinoom. Deze erfelijke achtergrond is uitzonderlijk zeldzaam onder gevestigde pancreaskankercellijnen en biedt onderzoekers de mogelijkheid om de genetische basis van het erfelijke risico op pancreaskanker te bestuderen. Aangezien familiair pancreascarcinoom ongeveer 5–10% van alle gevallen uitmaakt en duidelijke prognostische implicaties heeft, vult een specifiek in-vitromodel een belangrijke leemte in die niet wordt gedekt door sporadisch afgeleide cellijnen. [1]

Het door FAMPAC vastgestelde mutatieprofiel vergroot de bruikbaarheid ervan nog verder. De TP53 R175H-hotspot in combinatie met de homozygote p16/CDKN2A Deletie biedt een moleculair gekarakteriseerde context voor mechanistische experimenten. [1] Genetisch gedefinieerde panels voor alvleesklierkanker worden op grotere schaal ingezet om mutatiegerelateerde patronen in de reactie op geneesmiddelen in kaart te brengen. [4] Bovendien vormt FAMPAD binnen korte tijd tumoren bij naakte muizen, wat translationele xenotransplantaatstudies ondersteunt die een aanvulling vormen op in-vitro-waarnemingen. Door de combinatie van snelle groei, eenvoudige hechtende kweek en betrouwbare tumorigeniciteit is FAMPAD praktisch toepasbaar in een breed scala aan experimentele werkprocessen.

De voor FAMPAC kenmerkende lage basale Nrf2-expressie onderscheidt deze celijn van de Nrf2-rijke alvleesklierkankercellijnen in dezelfde panelstudies. [2] Deze eigenschap maakt FAMPAC tot een nuttig intern contrast bij het onderzoeken van de Nrf2/Keap1-as. Onderzoekers kunnen de Nrf2-afhankelijke proliferatieve en cytoprotectieve effecten in lijnen met hoge expressie rechtstreeks vergelijken met een vergelijkingsgroep met lage expressie. Deze experimentele veelzijdigheid vergroot de waarde van FAMPAC tot buiten modellen die uitsluitend gericht zijn op Nrf2-ontregeling.

Beperkingen van FAMPAC-cellen

Net als alle gevestigde kankercellijnen heeft FAMPAC zich in de loop van opeenvolgende passages aangepast aan de in-vitro-omstandigheden. Dit proces kan leiden tot genomische drift die afwijkt van de biologie van de oorspronkelijke tumor. Chromosomale instabiliteit, een kenmerk van ductaal adenocarcinoom van de alvleesklier, kan zich tijdens langdurige kweek verder ontwikkelen. Onderzoekers dienen daarom belangrijke genetische markers te verifiëren – met name TP53 en p16/CDKN2A status — dit moet periodiek worden gecontroleerd en er moet op worden toegezien dat de doorgangsnummers worden geregistreerd en, waar mogelijk, worden beperkt.

Omdat FAMPAC een homozygote deletie van p16/CDKN2A, heeft deze lijn de functie van CDKN2A volledig verloren en kan daarom niet dienen als model voor een intacte p16-signaalroute. [1] Bovendien is FAMPAC, als celijn afkomstig van één donor uit een familie met nog niet gekarakteriseerde predispositiegenen, mogelijk niet representatief voor de volledige diversiteit aan erfelijke pancreaskankersyndromen. De oorzakelijke kiembaanvariant die verantwoordelijk is voor de familiale achtergrond was op het moment van het opzetten van de celijn nog niet geïdentificeerd, waardoor definitieve conclusies over het verband tussen genotype en fenotype beperkt blijven.

Uit veiligheidstests is gebleken dat fosfaatgebufferde zoutoplossing een licht cytotoxisch effect heeft op FAMPAC-cellen, wat erop wijst dat deze celijn mogelijk anders reageert op draagvloeistoffen dan andere pancreascellijnen. [3] Met deze gevoeligheid moet rekening worden gehouden bij het opzetten van cytotoxiciteitstests, het selecteren van oplosmiddelcontroles of het interpreteren van gegevens over de levensvatbaarheid van cellen. Standaardveronderstellingen die voor andere pancreascellijnen gelden, moeten daarom empirisch worden geverifieerd in FAMPAC alvorens conclusies te trekken.

STR-gecertificeerd, mycoplasma-vrij, klaar voor verzending. Bekijk hier de volledige specificaties en plaats hier uw bestelling

Toepassingen

Biologie van erfelijke alvleesklierkanker en tumorsuppressorgenen

FAMPAC is opgezet als een instrument om de biologie van familiair pancreascarcinoom te onderzoeken. In de baanbrekende studie van Eisold et al. werden drie tumorsuppressorgenen geanalyseerd – p16/CDKN2, BRCA2 en p53 – die vaak gemuteerd zijn bij pancreaskanker en een rol spelen bij erfelijke kankersyndromen. [1] De gedachte hierachter was dat het identificeren van welke suppressorroutes verstoord zijn in een tumor waarbij er sprake is van familiale aanleg, licht zou kunnen werpen op de nog niet gekarakteriseerde kiembaanvarianten die het familiale risico bepalen.

De TP53 R175H-mutatie in FAMPAC – die gepaard gaat met de overexpressie van mutant p53, zoals bij de oprichting ervan werd gemeld [1] – is onderzocht in de context van adenovirus-gemedieerd herstel van wildtype p53. In een panel met onder meer FAMPAC (p53-mutant), remde de combinatie van adenovirale overdracht van wildtype p53 met 5-fluorouracil de proliferatie van tumorcellen en versterkte de apoptose het sterkst in de p53-veranderde lijnen, wat illustreert hoe de p53-genstatus de gevoeligheid voor 5-fluorouracil bij verschillende pancreaskankercellijnen beïnvloedt. [5]

Invasie en migratie spelen een centrale rol bij de progressie van alvleesklierkanker, en matrixbiologie is een terugkerend thema in modellen van alvleeskliercarcinoom. Onderzoek van de groep die FAMPAC heeft opgezet, toonde aan dat basismembraaneiwitten — laminine, fibronectine en collageen IV — de β1-integrine-afhankelijke migratie van pancreascarcinoomcellen bevorderen en hun affiniteit voor perineurale invasie stimuleren. [7] Dergelijke matrixgestuurde migratietests bieden een kader dat direct relevant is voor de manier waarop cellijnen zoals FAMPAC worden gebruikt om invasie te modelleren en strategieën tegen migratie te testen.

Onderzoek naar oxidatieve stress en de Nrf2-route

De Nrf2/Keap1-as regelt de cellulaire afweer tegen oxidatieve stress en moduleert het metabolisme van geneesmiddelen. Lister en collega’s onderzochten deze route in een panel van vijf pancreaskankercellijnen en ontdekten dat Nrf2 op grote schaal tot overexpressie kwam en dat de uitputting ervan via RNAi de proliferatie in de meeste cellijnen verminderde. [2] FAMPAC bleek in dit onderzoek bijzonder informatief omdat deze lijn, in vergelijking met andere lijnen in de selectie, een kenmerkend lage basale Nrf2-expressie en -activiteit vertoonde, waardoor een cruciaal referentiepunt voor lage expressie werd geboden.

Cruciaal was dat de door siRNA gemedieerde depletie van Nrf2 in FAMPAC geen significante veranderingen in de glutathion (GSH)-spiegels veroorzaakte, in schril contrast met de Nrf2-rijke lijnen, waar GSH aanzienlijk was afgenomen. [2] Deze bevinding toonde aan dat Nrf2-onafhankelijke mechanismen de redoxhomeostase in pancreaskankercellen met een lage Nrf2-expressie in stand houden, een mechanistisch onderscheid met directe implicaties voor therapeutische strategieën die gericht zijn op oxidatieve stress. De bijdrage van het onderzoek aan het begrip van de door Nrf2 aangestuurde biologie van alvleesklierkanker heeft het tot een van de meest geciteerde werken gemaakt waarin FAMPAC wordt gebruikt.

Uit mutatieanalyse in hetzelfde onderzoek bleken er geen mutaties in NRF2-exon 2 te zijn en slechts synonieme varianten in KEAP1-exonen 2–6 in het gehele panel, inclusief FAMPAC. Dit suggereerde dat in FAMPAC afwijkende activiteit van de Nrf2-route – voor zover aanwezig – voortkomt uit mechanismen die verder gaan dan directe coderende mutaties in deze canonieke regulerende genen. Deze waarnemingen versterken de waarde van FAMPAC bij het ontrafelen van niet-mutationele vormen van regulatie van de route bij alvleesklierkanker.

Chemosensitiviteit en profilering van de reactie op geneesmiddelen

Ductaal adenocarcinoom van de alvleesklier reageert slecht op de meeste chemotherapeutische behandelingen, en het identificeren van genetische voorspellers van gevoeligheid voor geneesmiddelen is een prioriteit. De bredere waarde van het stratificeren van alvleesklierkankercellijnen op basis van genotype werd aangetoond door Cui en collega’s, die een genetisch gedefinieerd panel screenden tegen acht verbindingen uit meerdere mechanistische klassen – gemcitabine, docetaxel, mitomycine C, irinotecan, cisplatine, een PARP1-remmer, triptolide en artemisinine (de negatieve controle)—en ontdekten dat alle lijnen gevoelig waren voor triptolide en docetaxel, terwijl de reacties op de andere middelen samenhingen met specifieke genetische defecten zoals de DPC4/SMAD4-, TP53 en de p16/CDKN2A-status. [4] Dat panel bestond uit pancreaskankercellijnen afkomstig van Johns Hopkins en omvatte FAMPAC zelf niet.

De eigen reacties van FAMPAC op geneesmiddelen zijn echter wel rechtstreeks onderzocht. In de Nrf2-studie verhoogde siRNA-gemedieerde Nrf2-depletie de gevoeligheid van FAMPAC voor 5-fluorouracil en cisplatine aanzienlijk, waardoor de Nrf2/Keap1-as werd geïdentificeerd als een modulator van chemoresistentie in deze lijn. [2] Eerder onderzoek van de groep die FAMPAC heeft opgezet, toonde aan dat adenovirale overdracht van wildtype p53 in combinatie met 5-fluorouracil de apoptose het sterkst versterkte in p53-defectieve cellijnen, waarbij FAMPAC (p53-mutant) tot de geteste cellijnen behoorde. [5]

Meer recentelijk werden in een grootschalige fenotypische screening 13 cellijnen van ductaal adenocarcinoom van de alvleesklier – waaronder FAMPAC – getest op de werking van gemcitabine in combinatie met 146 klinische remmers, waarbij in 12 van de 13 cellijnen een sterke synergie werd vastgesteld tussen gemcitabine en de ATR-kinaseremmer elimusertib; dosisafhankelijke fosfoproteomica in hetzelfde onderzoek wees een blokkade van de DNA-schade-responsroute, inclusief CHEK1-fosforylatie, aan als het onderliggende mechanisme. [6] Dit plaatst FAMPAC binnen het bewijsmateriaal dat ATR-remming ondersteunt als strategie om gemcitabineresistentie te overwinnen.

Veiligheidstesten van chirurgische hulpmiddelen en biomaterialen

FAMPAC is toegepast als relevant model voor alvleesklierkankercellen bij de preklinische veiligheidsevaluatie van intraoperatieve chirurgische materialen. Pausch en collega’s gebruikten FAMPAC naast normale menselijke alvleeskliergang-epitheelcellen om de cytotoxiciteit te testen van SmartPAN, een hydrogel die is ontworpen om intraoperatief alvleesklierfistels op te sporen en af te sluiten. [3] Levensvatbaarheidstests op basis van resazurine toonden aan dat de actieve bromothymolblauwe indicator van SmartPAN geen significante afname van de levensvatbaarheid van FAMPAC-cellen veroorzaakte onder de vastgestelde veiligheidsdrempels.

Interessant genoeg veroorzaakte het PBS-vehikel dat werd gebruikt om SmartPAN te bereiden een mild cytotoxisch effect, specifiek in FAMPAC-cellen maar niet in de normale pancreasepitheelcellen die als vergelijkingsgroep dienden, wat de relatieve gevoeligheid van de cellijn voor veranderingen in de ionische samenstelling benadrukt. [3] Dit onderscheid was belangrijk voor de interpretatie van veiligheidsgegevens, aangezien onderzoekers hierdoor de effecten van het vehiculum apart moesten beoordelen van de biologische impact van de werkzame stof. Door FAMPAC naast een normale celvergelijkingsgroep te gebruiken, kon de therapeutische index vóór klinische proeven bij mensen grondiger worden beoordeeld.

Deze toepassing illustreert hoe FAMPAC verder reikt dan klassiek oncologisch onderzoek en zich uitstrekt tot het preklinische gebied van de veiligheid van medische hulpmiddelen en biomaterialen. Het gebruik ervan als vergelijkingscel voor carcinoomcellen in cytotoxiciteitstests biedt een perspectief op het worst-case-scenario: als een materiaal veilig is in zowel normale als uit tumoren afkomstige pancreascellen, wordt het vertrouwen om door te gaan naar klinische evaluatie versterkt. Dergelijke toepassingen zullen waarschijnlijk toenemen naarmate meer chirurgische innovaties gericht op de alvleesklier validatie van pancreascellijnen vereisen.

Opkomende therapeutische doelwitten bij alvleesklierkanker

Met het oog op de toekomst maken de gedefinieerde moleculaire kenmerken van FAMPAC het tot een kandidaatmodel voor verschillende opkomende strategieën. Hitteschokproteïnen zoals HSP70 worden in toenemende mate onderzocht als apoptose-modulerende doelwitten tegen kanker, en een pancreascellijn met een gain-of-function TP53-hotspot is een aannemelijk systeem om te testen of op HSP gerichte middelen de apoptotische resistentie die gepaard gaat met mutant p53 kunnen overwinnen. Evenzo zijn FAMPAC en vergelijkbare exocriene modellen relevant voor de brede inspanning om RAS-signalering direct te remmen, aangezien oncogeen KRAS de overgrote meerderheid van ductale adenocarcinomen van de alvleesklier aanstuurt – hoewel, zoals hierboven opgemerkt, de eigen KRAS-status van FAMPAC geen onderdeel was van de primaire karakterisering ervan. Deze richtingen zijn verkennend: voor zover wij weten is FAMPAC nog niet gerapporteerd als testlijn in deze specifieke programma’s, en de hier geschetste kaderbeschrijving weerspiegelt een biologische grondgedachte in plaats van gepubliceerde resultaten met betrekking tot deze cellijn.

Conclusie

FAMPAC is een onderscheidende en goed gekarakteriseerde menselijke celijn van ductaal adenocarcinoom van de alvleesklier, die opvalt door zijn oorsprong bij een patiënt met gedocumenteerd familiair pancreascarcinoom. De vastgestelde TP53 R175H-mutatie en homozygote p16/CDKN2A-deletie, de hechtende groeieigenschappen, de in vivo tumorigeniciteit en de lage basale Nrf2-expressie maken deze cellijn gezamenlijk tot een veelzijdig model voor onderzoek naar erfelijke alvleesklierkanker, het opstellen van chemosensitiviteitsprofielen, onderzoek naar oxidatieve stressroutes en de evaluatie van de veiligheid van biomaterialen. De diversiteit aan onderzoekscontexten waaraan FAMPAC heeft bijgedragen – van fundamenteel onderzoek naar tumorsuppressorgenen tot intraoperatieve hydrogeltests – onderstreept het brede nut van dit zeldzame erfelijke model. Onderzoekers die op zoek zijn naar een genetisch gedefinieerd alvleesklierkankersysteem met een familiale achtergrond, zullen FAMPAC een belangrijke en aanvullende toevoeging aan hun in-vitro-instrumentarium vinden. Ga naar cytion.com om de volledige productspecificaties te bekijken of om FAMPAC-cellen voor uw onderzoek te bestellen.

Belangrijke publicaties

1. Eisold S, Ryschich E, Linnebacher M, et al. (2004) Karakterisering van FAMPAC, een nieuw geïdentificeerde menselijke alvleeskliercarcinoomcellijn met een erfelijke achtergrond. Cancer. PMID: 15112280
2. Lister A, Nedjadi T, Kitteringham NR, et al. (2011) Nrf2 wordt in pancreaskanker tot overexpressie gebracht: implicaties voor celproliferatie en therapie. Molecular Cancer. PMID: 21489257
3. Pausch TM, Bartel M, Cui J, et al. (2022) SmartPAN: In vitro- en in vivo-beoordelingen van de veiligheid voor een intraoperatieve voorspellende indicator van postoperatieve pancreasfistels. Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology. PMID: 35040273
4. Cui Y, Brosnan JA, Blackford AL, et al. (2012) Genetisch gedefinieerde subgroepen van menselijke alvleesklierkanker vertonen unieke in-vitro-chemosensitiviteit. Clinical Cancer Research. PMID: 22753594
5. Eisold S, Linnebacher M, Ryschich E, et al. (2004) Het effect van een adenovirus dat wildtype p53 tot expressie brengt op de gevoeligheid voor 5-fluorouracil hangt samen met de p53-status in pancreaskankercellijnen. World Journal of Gastroenterology. PMID: 15534911
6. Höfer S, Frasch L, Brajkovic S, et al. (2025) Gemcitabine en ATR-remmers werken synergetisch samen om PDAC-cellen te doden door de reactie op DNA-schade te blokkeren. Molecular Systems Biology. PMID: 39838187
7. Ryschich E, Khamidjanov A, Kerkadze V, et al. (2009) Bevordering van de migratie van tumorcellen door extracellulaire matrixeiwitten bij menselijke alvleesklierkanker. Pancreas. PMID: 19893454