يعد سرطان البنكرياس الغدي القنوي (PDAC) أحد أكثر الأورام الخبيثة فتكا ، ولا يزال التشخيص المبكر يمثل تحديا بسبب الطبيعة الخالية من الأعراض للمرض. يتم تشخيص غالبية مرضى PDAC في المرحلة النقيلية المتقدمة عندما تتوفر خيارات علاج محدودة للغاية 1,2. ويرجع ذلك أساسا إلى عدم وجود مؤشرات حيوية موثوقة للمراحل المبكرة ، مثل تلك التي يمكن اكتشافها بسهولة كبروتينات يتم إطلاقها في مجرى الدم.
يمكن أن ينتشر PDAC في وقت مبكر جدا أثناء تقدمه ، وقد تم ربط التشخيص الأفضل بالكشف المبكر عن السرطان عندما يكون PDAC موضعيا في البنكرياس3. ومع ذلك ، يتم تشخيص أقل من عشر مرضى PDAC بتشخيص إيجابي ، مما يسمح بالاستئصال الجراحي. ومع ذلك ، فإن أولئك القلائل الذين يعانون من أورام قابلة للاستئصال معرضون أيضا لتكرار الورم في غضون 12 شهرا4.
في العقود الخمسة الماضية ، تم إجراء تحسينات ملحوظة في التقنيات الجراحية ورعاية المرضى وطرق العلاج 5,6. ومع ذلك ، فإن معدل البقاء على قيد الحياة لمدة 5 سنوات في مرضى PDAC الذين تم استئصالهم جراحيا بالكاد ارتفع إلى 17٪. ومع ذلك ، لا يزال هذا أفضل من ذلك في المرضى غير المستأصلين ، والذي ظل دون تغيير تقريبا (0.9٪) 4,7. العلاج الكيميائي هو العلاج البديل الوحيد الآخر PDAC. ومع ذلك ، فإن هذا الخيار محدود للغاية لأن الغالبية العظمى من مرضى PDAC يظهرون مقاومة قوية لأدوية العلاج الكيميائي مثل Gemcitabine 7,8. الأدوية الأخرى ، مثل Erlotinib ، متاحة فقط لمجموعة صغيرة من مرضى PDAC الذين يعانون من طفرات محددة ، ومعظمهم يظهرون مقاومة Erlotinib9. الآثار الجانبية الضارة المرتبطة بالعلاج الكيميائي في معظم مرضى PDAC هي عيب آخر لهذا العلاج10. في الآونة الأخيرة ، أظهرت الاستراتيجيات الواعدة أن مثبطات نقاط التفتيش المناعية (ICIs) ومثبطات كيناز الجزيئات الصغيرة (SMKIs) يمكن أن تكون فعالة في علاج PDAC ، لكن الاستجابات الدائمة لهذه العلاجات المستهدفة لا تزال تقتصر على أقلية من المرضى11,12. بشكل عام ، يمكن أن يمهد اكتشاف المؤشرات الحيوية المبكرة الخاصة ب PDAC طرقا جديدة للتشخيص والعلاج المبكرين.
يتطور PDAC من آفات السلائف داخل البنكرياس داخل الظهارة (PanIN) التي تنتج عن التكاثر الظهاري للقناة البنكرياسية غير الغازية13,14. في حين أن تكوين PanIN يبدأ بواسطة طفرات جينية مسرطنة مثل KRAS ، هناك حاجة إلى تغييرات جينية وجينية إضافية للتقدم إلى PDAC. من المتوقع أن يستغرق تقدم PanIN خلال المراحل المختلفة إلى PDAC الغازية حوالي 10 سنوات13،15،16،17. يوفر هذا الإطار الزمني فرصة رائعة للاستفادة من التشخيص المبكر ل PDAC. لذلك ، تم إجراء بحث مكثف لإنشاء نماذج حيوانية للورم xenograft ومزارع عضوية لدراسة تقدم PDAC18،19،20،21. كانت هذه النماذج مفيدة جدا لدراسة المراحل الغازية من PDAC ، على الرغم من عدم الانتقال من مراحل PanIN المبكرة. لذلك ، من المهم تطوير نماذج تجريبية يمكنها تلخيص التقدم المبكر لمراحل PanIN لتمكين اكتشاف المؤشرات الحيوية للكشف المبكر.
إن إعادة برمجة الخلايا الجسدية إلى خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات (iPSCs) باستخدام عوامل النسخ الأربعة OCT4 و SOX2 و KLF4 و c-MYC (OSKM) قد أوضحت مدى اللدونة الخلوية22. تم توثيق لدونة الخلايا السرطانية جيدا ، وتم استخدام إعادة برمجة الخلايا السرطانية البشرية إلى iPSCs بنجاح لإعادة الخلايا إلى حالتها الخلوية الأصلية ، وإزالة العديد من الإهانات اللاجينية التي تراكمت أثناء تطور السرطان23،24،25،26،27،28،29. وبالتالي ، فإن إمكانية استخدام استراتيجية إعادة البرمجة هذه للتلاعب بهوية الخلايا السرطانية قد قدمت وعدا كبيرا في علاج السرطان30,31. في الواقع ، لقد أظهرنا سابقا أن تمايز iPSCs المشتقة من PDACs يمكن أن يلخص تقدم PDAC خلال مراحل PanIN المبكرة32. من خلال تحديد الجينات والمسارات الخاصة بالمراحل المبكرة إلى المتوسطة من PDAC ، تم تحديد المؤشرات الحيوية المرشحة التي يمكن استخدامها سريريا لتشخيص PDAC المبكر32,33. ومع ذلك ، أظهرت المؤشرات الحيوية المكتشفة باستخدام خط iPSC واحد تغطية محدودة في غالبية مرضى PDAC32. أدت تحديات توليد خطوط iPSC من مرضى PDAC الآخرين إلى إيقاف القدرة على اكتشاف مؤشرات حيوية أكثر موثوقية. ويرجع ذلك إلى العديد من العوامل التقنية ، بما في ذلك عدم تجانس توصيل OSKM ، حيث احتوى جزء صغير فقط من خلايا PDAC الأولية البشرية على جميع العوامل الأربعة واستجاب بنجاح لإعادة البرمجة. هنا ، يتم تقديم بروتوكول مفصل لإعادة برمجة خلايا PDAC الأولية باستخدام توصيل فيروسي مزدوج أكثر كفاءة واتساقا ل OSKM.