سرطان القولون والمستقيم (CRC) هو سبب رئيسي لوفيات السرطان في جميع أنحاء العالم1. يصاب أكثر من نصف مرضى CRC بورم كبدي يحدث من خلال نشر الوريد البابي1. حاليا ، لا توجد علاجات فعالة يمكنها علاج ورم خبيث متقدم في الكبد ، ومعظم المرضى يستسلمون للمرض النقيلي.
يلعب المكان النقيلي أو البيئة الدقيقة للورم دورا رئيسيا في تطعيم ونمو خلايا CRC المنتشرة2. الخلايا الليفية المرتبطة بالسرطان (CAFs) ، وهي عنصر بارز في البيئة الدقيقة للورم ، تعزز أو تقيد تطور السرطان من خلال إفراز عوامل النمو ، وإعادة تشكيل المصفوفة خارج الخلية (ECM) ، وتعديل المناظر الطبيعية المناعية وتكوين الأوعيةالدموية 3،4،5. تمنح CAFs أيضا مقاومة للعلاجات الكيميائية والعلاجات المناعية3. علاوة على ذلك ، تنظم CAFs بدء وتطور ورم خبيث في الكبد CRC وتتنبأ بالتشخيص في المرضى الذين يعانون من CRC3،6،7،8. وبالتالي ، يمكن استغلال العوامل المتعلقة ب CAF لتطوير استراتيجيات علاجية لمنع ورم خبيث في الكبد CRC. ومع ذلك ، فإن عدم وجود نماذج مرضية للفئران لدراسة سدى الورم النقيلي كان عقبة رئيسية أمام تطوير علاجات تستهدف السدى.
حاليا ، تشمل النماذج الحيوانية لدراسة ورم خبيث في الكبد CRC نماذج CRC الأولية التي تطور تلقائيا ورم خبيث كبدي ونماذج زرع الخلايا السرطانية في الكبد. نادرا ما تظهر نماذج الفئران CRC الأولية ، مثل نماذج الفئران المعدلة وراثيا وحقن القولون للخلايا السرطانية ، ورم خبيث في الكبد9،10،11،12. علاوة على ذلك ، حتى لو لوحظ ورم خبيث في الكبد ، فإن هذه النماذج تظهر كمونا طويلا من تحريض الورم الأولي إلى ورم خبيث ، وربما تموت من عبء الورم الأولي12. لتوليد نقائل الكبد CRC بكفاءة ، يتم زرع خلايا CRC المستزرعة في الكبد باستخدام ثلاث طرق حقن: الحقن داخل الطحال ، والحقن المباشر داخل المتني في الكبد ، وحقن الوريد البابي. تنتشر الخلايا السرطانية المحقونة داخل الطحال في الوريد الطحالي ، الوريد البابي ، وفي النهاية إلى الكبد13,14. ومع ذلك ، فإن الحقن داخل الطحال ينتج نسبة أقل من أخذ الورم مقارنة بنماذج الزرع الأخرى15,16. مع الحقن داخل الطحال ، يتم إجراء الاستئصال الجراحي للطحال لتجنب نمو السرطان في الطحال ، والذي يمكن أن يضر بنضج الخلايا المناعية17. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي الحقن داخل الطحال أيضا إلى نمو الورم غير المقصود في الطحال وتجويف البطن18 ، مما يعقد تحليلات ورم خبيث الكبد. الحقن المباشر داخل المتني في الكبد يحفز بكفاءة ورم خبيث كبدي16،19،20. ومع ذلك ، فإن هذا النهج لا يلخص تماما خطوة بيولوجية من ورم خبيث في الكبد يحدث بشكل طبيعي من خلال نشر الوريد البابي. باستخدام الحقن المباشر في الكبد ، ودخول الخلايا السرطانية إلى غير البوابة ، ولكن الدورة الدموية الجهازية يمكن أن يؤدي أيضا إلى العديد من النقائل الرئوية الكبيرة16. على الرغم من أن غالبية المرضى الذين يعانون من ورم خبيث في الكبد CRC يظهرون عقيدات ورم متعددة في الكبد21 ، إلا أن الحقن المباشر في فص كبد معين يولد كتلة ورم واحدة 19,20. يسمح حقن الوريد البابي أو حقن الوريد المساريقي ، على الرغم من تحديه تقنيا ، بتوصيل الخلايا السرطانية بكفاءة إلى الكبد بطريقة تلخص أنماط النمو التي شوهدت في المرضى17. يمكن لهذه الاستراتيجية أن تقلل من إمكانية النقائل الثانوية وتمكن من النمو السريع للخلايا السرطانية في الكبد ، مما يبسط تحليلات بقاء الفئران.
تاريخيا ، تم استخدام خطوط خلايا سرطان القولون والمستقيم مثل الفأر MC-38 و HT-29 البشري و SW-620 لتوليد نماذج الفئران من ورم خبيث كبدي22,23. ومع ذلك ، فإن خطوط خلايا سرطان القولون والمستقيم هذه لا تحفز رد فعل اللحمية الديسموبلاستيكية. المحتوى اللحمي المنخفض في الأورام يجعل من الصعب التحقيق في الأدوار البيولوجية للخلايا الليفية المرتبطة بالسرطان. قدمت التطورات الحديثة في المواد العضوية CRC وزرعها منصات مفيدة لتقييم الأدوار الحيوية للسدى في تطور السرطان24. يولد زرع الكبد من المواد العضوية CRC بيئة دقيقة غنية بالخلايا الليفية للورم وقد قدم رؤى جديدة في الأبحاث اللحمية 6,25. حاليا ، أصبح حقن الوريد البابي أو المساريقي للعضويات نهجا قياسيا ذهبيا لتوليد ورم خبيث في الكبد CRC 6,25,26,27,28. ومع ذلك ، على حد علمنا ، لم تصف أي أوراق سابقة طرقا مفصلة لحقن الوريد البابي لأورام القولون والمستقيم. هنا ، نقدم منهجية لاستخدام حقن الوريد البابي من المواد العضوية CRC لتطوير علاج جديد بوساطة الفيروس الغدي (AAV) بوساطة السدى.
خلايا الكبد هي مكون مهم للبيئة الدقيقة للورم النقيلي في الكبد وتلعب دورا حاسما في تطور السرطان النقيلي29. مستوحاة من نجاح أساليب العلاج الجيني AAV للحث على التعبير عن البروتين في خلايا الكبد في المرضى غير الورمية30,31 ، قمنا بالتحقيق في نهج مماثل ولكن يهدف إلى تعديل البيئة الدقيقة لورم الكبد في CRC25. على هذا النحو ، نصف أيضا هنا حقن الوريد الذيل من AAV8 للحث على التعبير عن البروتينات المضادة للأورام لتعديل البيئة الدقيقة لورم الكبد. يؤدي النمط المصلي AAV8 ، المعين من خلال اختيار بروتين القفيصة الفيروسية أثناء إنتاج الفيروس ، إلى كفاءة نقل عالية خاصة لخلايا الكبد (أي التعبير الجيني المستهدف في البيئة الدقيقة لورم الكبد)32. لقد أظهرنا سابقا أن Islr (عائلة الغلوبولين المناعي التي تحتوي على تكرار غني بالليوسين) هو جين خاص ب CAF يحفز إشارات البروتين المورفوجيني العظمي (BMP) ، ويقلل من نمو الورم CRC ، ويعزز تمايز الخلايا الجذعية المعوية Lgr5 + 25. لقد اختبرنا ما إذا كان الإفراط في التعبير بوساطة AAV8 عن الجين اللحمي المقيد للسرطان ، Islr ، في خلايا الكبد يمكن أن يخفف من تطور ورم خبيث كبدي عن طريق إجراء حقن الوريد البابي للأورام CRC في الفئران المعالجة ب AAV8-Islr.
في هذه الورقة ، نصف أولا إجراء حقن الوريد الذيل ل AAV المدارية الكبدية. بعد ذلك ، نصف طريقة لإعداد الخلايا السرطانية وحقن الوريد البابي في الفئران المعالجة ب AAV. أخيرا ، نقدم طرقا لمراقبة تطور الورم النقيلي لتقييم فعالية العلاجات الموجهة بالسدى.