Фон и цель: Рак желчного пузыря является злокачественной опухолью пищеварительной системы с высокой агрессивностью, пятилетняя выживаемость пациентов менее 10%. Существующие двухмерные (2D) клеточные культуры не способны достоверно отражать трехмерные (3D) гистологические характеристики опухоли и лекарственный ответ, что ограничивает скрининг препаратов и исследование механизмов. Технология 3D биопринтинга позволяет контролируемо создавать сложные структуры опухолевых моделей, имитирующих внутриклеточную микроокружение. Цель данного исследования - использовать метакрилатный желатин (GelMA) для создания 3D биопринтинг модели рака желчного пузыря и сравнить ее молекулярные характеристики и лекарственную чувствительность с 2D моделью. Методы: Для создания 3D модели использовали линию человеческих клеток рака желчного пузыря NOZ и гидрогель GelMA в виде биочернил, применяя экструдирование биопринтера для имитации микросреды опухоли. Морфология клеток и пролиферативная активность оценивались с помощью микроскопии, окрашивания живых/мертвых клеток и набора для подсчета клеток CCK-8. После извлечения РНК выполнено секвенирование на платформе Illumina NovaSeq TM 6000 с последующим анализом дифференциальной экспрессии с помощью DESeq2, а также валидацией отдельных генов методом количественной ПЦР в реальном времени (RTFQ-PCR). Лекарственная чувствительность оценивали с помощью дозозависимых экспериментов с гемцитабином (GEM), цисплатином (DDP), препаратом наб-паклитакселем (nab-paclitaxel) и 5-фторурацилом (5-FU), рассчитывали половинную ингибирующую концентрацию (IC50) для оценки реакции моделей на различные препараты. Статистическую обработку проводили с использованием GraphPad Prism 9.0 и R 4.4.0, при P<0,05 различия считали статистически значимыми. Результаты: 3D модель была структурно стабильной, клетки сохраняли высокую жизнеспособность и формировали сферические агрегаты в гидрогеле, пролиферация была значительно выше, чем в 2D модели. В результате транскриптомного секвенирования выявлено 617 дифференциально экспрессируемых генов: 235 были вверхрегулированы, 382 — внизрегулированы, обогащение выявлено в путях клеточного цикла, воспалительного ответа и сигнальных путей цитокинов. Результаты RTFQ-PCR соответствовали данным РНК-секвенирования. Тестирование лекарственной чувствительности показало, что IC50 для 3D модели выше для нескольких химиотерапевтических препаратов, чем у 2D модели, что указывает на большую схожесть с клиническими характеристиками лекарственной устойчивости опухоли. Заключение: В работе создана 3D биопринтинговая модель рака желчного пузыря. По сравнению с 2D культурами 3D модель демонстрирует пониженную чувствительность и повышенный IC50 к GEM, DDP, nab-paclitaxel и 5-FU, что лучше соответствует клинической устойчивости солидных опухолей. Следовательно, 3D модель превосходит 2D в имитации лекарственной устойчивости и низкой чувствительности, и может использоваться для исследования механизмов резистентности и скрининга кандидатов в препараты и комбинаций.

рак желчного пузыря;3D биопринтинг;гидрогель GelMA;транскриптомика;чувствительность к лекарствам;инвитро модели