Contexto e objetivo O câncer de vesícula biliar é um tumor maligno altamente agressivo do sistema digestivo, com taxa de sobrevivência em 5 anos inferior a 10%. Os modelos de cultura celular bidimensionais (two-dimensional, 2D) existentes têm dificuldade em refletir de forma realista as características histológicas tridimensionais (three-dimensional, 3D) do tumor e a resposta a drogas, o que limita a triagem de medicamentos e o estudo dos mecanismos. A tecnologia de bioimpressão 3D permite construir modelos tumorais complexos de forma controlada, simulando o microambiente in vivo. Este estudo visa usar gelatin metacrilol (gelatin methacryloyl, GelMA) para construir um modelo de câncer de vesícula biliar bioimpresso em 3D, e comparar suas diferenças com o modelo 2D nas características moleculares e na sensibilidade a drogas. Métodos Este estudo utilizou a linha celular humana NOZ de câncer de vesícula biliar e tinta biológica de hidrogel GelMA para construir um modelo 3D de câncer de vesícula biliar por meio da tecnologia de bioimpressão por extrusão, simulando o microambiente tumoral. A morfologia celular e a atividade proliferativa do modelo 3D foram avaliadas por microscopia, coloração de células vivas/mortas e kit de contagem celular 8 (cell counting kit-8, CCK-8). Após a extração de RNA, foi realizado o sequenciamento de RNA na plataforma Illumina NovaSeq™ 6000, com análise diferencial de expressão utilizando DESeq2, e validação de alguns genes diferencialmente expressos por meio da reação em cadeia da polimerase quantitativa fluorescente em tempo real (real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, RTFQ-PCR). A sensibilidade a drogas foi testada por experimentos de resposta a doses com gemcitabina (gemcitabine, GEM), cisplatina (cisplatin, DDP), nab-paclitaxel (nab-paclitaxel) e 5-fluorouracil (5-fluorouracil, 5-FU), calculando a concentração inibitória mediana (half-maximal inhibitory concentration, IC50) para avaliar a sensibilidade do modelo a diferentes medicamentos. A análise estatística foi realizada com os softwares GraphPad Prism 9.0 e R 4.4.0, considerando P<0,05 como significante. Resultados O modelo 3D apresentou estrutura estável, as células mantiveram alta viabilidade dentro do hidrogel e formaram agregados esféricos, com capacidade proliferativa significativamente maior do que o modelo 2D. O sequenciamento do transcriptoma identificou 617 genes diferencialmente expressos, com 235 regulados positivamente e 382 negativamente, principalmente enriquecidos em vias do ciclo celular, resposta inflamatória e sinalização de citocinas. Os resultados da RTFQ-PCR foram consistentes com os dados do sequenciamento de RNA. Testes de sensibilidade a drogas indicaram que o IC50 do modelo 3D para vários agentes quimioterápicos foi maior do que o do modelo 2D, sugerindo que ele se aproxima mais das características clínicas de resistência tumoral. Conclusão Este estudo construiu um modelo bioimpresso 3D de câncer de vesícula biliar. Em comparação com o cultivo 2D, o modelo 3D mostrou menor sensibilidade e maior IC50 para GEM, DDP, nab-paclitaxel e 5-FU, refletindo melhor as características de tolerância dos tumores sólidos clínicos. Portanto, o modelo 3D é superior ao 2D na simulação da tolerância a drogas e baixa sensibilidade, podendo ser utilizado para estudos de mecanismos de resistência e triagem/validação de candidatos a medicamentos/esquemas combinados.

câncer de vesícula biliar;bioimpressão 3D;hidrogel GelMA;transcriptômica;sensibilidade a drogas;modelo in vitro