Arzneimittel-Screening von Primärpatienten abgeleitetTumor Xenografts in Zebrafischen

Meghan  G. Haney; L.  Henry Moore; Jessica S. Blackburn

doi:10.3791/60996

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Methodenartikel

Arzneimittel-Screening von Primärpatienten abgeleitetTumor Xenografts in Zebrafischen

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DOI:

10.3791/60996

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10. April 2020

Meghan G. Haney¹^,² , L. Henry Moore¹ , Jessica S. Blackburn¹^,²

¹Department of Molecular and Cellular Biochemistry, University of Kentucky, ²Markey Cancer Center, University of Kentucky

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Zebrafish Xenograft-Modelle ermöglichen ein hochdurchsatziges Arzneimittelscreening und eine fluoreszierende Bildgebung menschlicher Krebszellen in einer in vivo Mikroumgebung. Wir haben einen Workflow für großangelegte, automatisierte Arzneimitteluntersuchungen an von Patienten abgeleiteten Leukämieproben in Zebrafischen mit hilfe einer automatisierten Fluoreszenzmikroskop-Bildgebungseinheit entwickelt.

Zusammenfassung

Von Patienten abgeleitete Xenograft-Modelle sind entscheidend für die Definition, wie verschiedene Krebsarten auf die medikamentöse Behandlung in einem In-vivo-System reagieren. Mausmodelle sind der Standard auf dem Gebiet, aber Zebrafische haben sich als alternatives Modell mit mehreren Vorteilen herauskristallisiert, einschließlich der Fähigkeit für High-Throughput und Low-Cost-Drogen-Screening. Zebrafische ermöglichen auch in vivo-Arzneimittelscreenings mit großen Replikationszahlen, die bisher nur mit In-vitro-Systemen erhältlich waren. Die Fähigkeit, schnell großflächige Arzneimittel-Screens durchzuführen, kann die Möglichkeit für personalisierte Medizin mit schneller Übersetzung der Ergebnisse zurück in die Klinik eröffnen. Zebrafish Xenograft-Modelle könnten auch verwendet werden, um schnell auf umsetzbare Mutationen basierend auf Tumorreaktionen auf gezielte Therapien zu überprüfen oder um neue Krebsabwehrverbindungen aus großen Bibliotheken zu identifizieren. Die aktuelle Hauptbeschränkung in diesem Bereich war die Quantifizierung und Automatisierung des Prozesses, so dass Drogenbildschirme in größerem Maßstab durchgeführt werden können und weniger arbeitsintensiv sind. Wir haben einen Workflow für die Xenogtransplantation von primären Patientenproben in Zebrafischlarven und die Durchführung von großflächigen Medikamentensieben mit einer mit Fluoreszenzmikroskop ausgestatteten Bildgebungseinheit und einer automatisierten Probenehmereinheit entwickelt. Diese Methode ermöglicht die Standardisierung und Quantifizierung des transplantierten Tumorbereichs und die Reaktion auf die medikamentöse Behandlung über eine große Anzahl von Zebrafischlarven. Insgesamt ist diese Methode vorteilhaft gegenüber dem herkömmlichen Zellkultur-Arzneimittel-Screening, da sie das Wachstum von Tumorzellen in einer In-vivo-Umgebung während der gesamten medikamentösen Behandlung ermöglicht und praktischer und kostengünstiger ist als Mäuse für groß angelegte In-vivo-Medikamenten-Screenings.

Einleitung

Xenografting von Primärpatientenkrebs oder menschlichen Krebszelllinien in Modellorganismen ist eine weit verbreitete Technik zur Untersuchung der Tumorprogression und des Verhaltens in vivo, der Tumorreaktion auf die medikamentöse Behandlung und der Interaktion von Krebszellen mit der Mikroumgebung. Traditionell werden Zellen in immungeschwächte Mäuse gexpfropt, und dies bleibt der Standard auf dem Gebiet. Dieses Modellsystem hat jedoch mehrere Einschränkungen, wie hohe Kosten, niedrige Replikationszahlen, Schwierigkeiten bei der genauen Quantifizierung der Tumorbelastung in vivo und die längere Zeit, die es für die Transplantation von Tumoren und die Abgeschlossenhe....