Le protocole vise à décrire un modèle murin permettant de générer des rechutes de leucémie lymphoblastique aiguë, en se basant sur la dynamique de la réponse à la chimiothérapie d’induction.
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Article de méthode
Le protocole vise à décrire un modèle murin permettant de générer des rechutes de leucémie lymphoblastique aiguë, en se basant sur la dynamique de la réponse à la chimiothérapie d’induction.
La leucémie aiguë lymphoblastique (LAL) est un néoplasme de cellules précurseurs lymphoïdes immatures et l’une des tumeurs malignes les plus courantes chez l’enfant. Bien que les taux de guérison dans la LAL pédiatrique approchent les 90 %, la rechute et la résistance aux médicaments restent des défis. Dans ce contexte, l’étude de la biologie du cancer in vivo est essentielle, et les xénogreffes dérivées de patients (PDX) utilisant des modèles murins sont largement utilisées à cette fin. Cependant, les PDX provenant d’échantillons en rechute - ou comparés à des échantillons diagnostiques - n’évaluent pas pleinement les mécanismes à l’origine de l’initiation et de la progression de la rechute. Ce protocole repose sur la génération de rechutes de PDX B-ALL chez la souris, permettant la collecte de cellules leucémiques tout au long du processus d’acquisition de la résistance aux médicaments. Les animaux greffés avec des cellules PDX B-LLA, sont traités avec une combinaison de quatre médicaments couramment utilisés dans le traitement de la LAL, représentant des mécanismes d’action distincts : la dexaméthasone, la vincristine, la L-asparaginase et la daunorubicine. Après une phase d’induction de la rémission de 4 semaines, les animaux sont surveillés pour détecter les rechutes pendant une période de repos. Le cycle de traitement et de rechute est répété jusqu’à ce que le temps de rechute se raccourcisse, servant de substitut à l’augmentation de la résistance aux médicaments in vivo. Pour explorer les mécanismes sous-jacents à la rechute et à la résistance, des cellules leucémiques sont prélevées avant et après chaque cycle de traitement pour une analyse phénotypique et génétique. Pour valider le modèle, différents échantillons de LAL pédiatriques ont été testés, y compris les bons et les mauvais répondeurs, comme l’a évalué la présence de blastes dans le sang périphérique après 7 jours de corticothérapie et la maladie résiduelle minimale (MRM) aux jours 15, 33 et 78/96. Les résultats observés chez la souris étaient cohérents avec les données des patients, confirmant la précision du modèle dans l’imitation de la réponse clinique à la chimiothérapie. Cette approche permet l’étude dynamique de la rechute et de la résistance aux médicaments dans la LAL-B, soutenant les investigations mécanistes et le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.
La leucémie aiguë lymphoblastique (LAL) est le cancer le plus répandu chez les enfants. Malgré les taux de guérison élevés atteints au cours des dernières décennies avec une survie globale à 5 ans atteignant 90 % dans les pays à revenu élevé1 et des efforts importants dans la recherche de nouvelles stratégies thérapeutiques, dans les pays développés, 15 à 20 % des patients rechutent de la maladie, jusqu’à qui le taux de survie varie entre 30 % et 60 % selon que la première rechute survient tôt (moins de 18 mois) ou plus tard (36 mois) après le diagnostic2, 3. Accès Dans ce contexte, les LAL réfractaires et relapses restent des défis à surmonter. En termes de diagnostic, la LAL réfractaire se distingue de la rechute par une faible sensibilité à la chimiothérapie, tandis que la LAL récidive se caractérise par la récidive de la maladie après une période de rémission. Comme pour d’autres cancers, la LAL est caractérisée par des anomalies génétiques, notamment des aneuploïdies, des réarrangements chromosomiques et diverses mutations génétiques associées à différentes réponses thérapeutiques et à un risque de rechute4. Étant donné que les rechutes de LAL sont plus fréquentes chez les patients à haut risque - qui ont déjà reçu une chimiothérapie d’intensité maximale - il est peu probable que d’autres ajustements aux doses ou aux combinaisons de médicaments soient suffisants. Au lieu de cela, les efforts doivent être orientés vers l’identification des mécanismes sous-jacents à la résistance aux médicaments et à la rechute.
À la lumière de cela, les chercheurs ont tenté de comprendre comment la pression de sélection exercée par la chimiothérapie contribue à l’émergence de cellules résistantes. La plupart de la littérature existante attribue la rechute à la propagation d’un sous-clone malin résistant qui était déjà présent au moment du diagnostic5. Cependant, une étude récente suggère l’existence de mécanismes alternatifs, tels que des modifications épigénétiques qui régulent les programmes transcriptionnels, qui pourraient également contribuer à la rechute6.
Des efforts considérables ont été consacrés à la création de modèles in vivo précis pour étudier les rechutes de LAL. Des souris immunodéficientes ont été utilisées avec succès pour la greffe de LAL, préservant les caractéristiques originales de la maladie 7,8, conduisant au développement de xénogreffes dérivées de patients (PDX). Ce modèle permet la greffe et la prolifération de cellules tumorales/leucémiques originales dans un microenvironnement compatible. L’un de ses avantages majeurs est la capacité d’évaluer la réponse des cellules LAL transplantées à la chimiothérapie9.
Des modèles PDX ont également été utilisés pour imiter et étudier les rechutes de LAL. Par exemple, un protocole mis au point par Samuels et coll.10 a utilisé des souris non obèses diabétiques/immunodéficients sévères combinés (NOD/SCID) transplantées avec des cellules leucémiques de patients pour étudier les mécanismes de résistance à un régime de chimiothérapie de type induction. Les auteurs ont décrit le traitement à la vincristine, à la dexaméthasone, à la L-asparaginase et à la daunorubicine (VXLD) et ont fourni des exemples du nombre de cycles de traitement et du moment de la rechute. Cependant, le modèle s’est concentré sur l’analyse des cellules immédiatement après le traitement - celles qui ont survécu au traitement initial - représentant probablement une maladie résiduelle minime (MRM) plutôt qu’une rechute.
Une étude plus récente a évalué si le traitement à court terme du NOD transplanté de LAL. Les souris immunodéficientes Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ (NOD scid gamma, ou NSG) pourraient prédire la rechute chez les patients correspondants11. Des échantillons de LAL à risque intermédiaire - provenant de patients en rechute et non en rechute - ont été transplantés chez des souris et traités avec un régime de type induction composé de vincristine, de dexaméthasone et de L-asparaginase (VXL). Le temps avant la greffe et les rechutes post-traitement ont été mesurés et comparés. Les résultats suggèrent que ce modèle PDX pourrait servir d’outil pronostique pour prédire les résultats des patients. Cette découverte soutient l’utilité des modèles de souris PDX dans l’étude de la biologie des rechutes de LAL. Par exemple, les cellules récurrentes auraient pu être examinées à différents moments pour découvrir les mécanismes sous-jacents à la rechute.
Dans ce manuscrit, nous présentons des améliorations apportées au modèle de souris PDX pour étudier la rechute de la LAL-B. Notre objectif est d’étudier la récidive de la maladie et les caractéristiques des cellules en rechute après leur mise en forme par chimiothérapie d’induction. Un régime à quatre médicaments, semblable à l’induction - vincristine, dexaméthasone, L-asparaginase et daunorubicine - a été standardisé, en utilisant la souche de souris NSG. Cette souche est connue pour avoir des limites dans la résistance aux cycles de chimiothérapie répétés en raison de la mutationscid Prkdc et d’une sensibilité accrue au stress génotoxique12. Par conséquent, le poids corporel des animaux a été surveillé en tant que marqueur de la toxicité du traitement. Le modèle de rechute de la LAL B peut être divisé en trois étapes principales : (1) transplantation de cellules LAL chez la souris, visant un seuil de greffe de 0,2 à 1 % de cellules CD45⁺ humaines dans le sang périphérique ; (2) 4 semaines de traitement de chimiothérapie, suivies d’une période de repos jusqu’à la première rechute (R1) ; et (3) lors de la détection de R1, cycles de traitement répétés de type induction d’une semaine. Les rechutes subséquentes (R2, R3... RN) peut survenir, et l’intervalle entre le traitement et la rechute (Δt) est enregistré. Un raccourcissement progressif de Δt est interprété comme une indication de résistance acquise aux médicaments. Dans le cadre d’investigations plus approfondies sur les mécanismes de la rechute, des cellules B-ALL peuvent être collectées avant et après différentes étapes du protocole. Il est important de souligner que, selon le temps écoulé entre l’apparition de la rechute et la récupération cellulaire, les mécanismes inhérents à ce phénomène peuvent ne pas être conservés. Dans ce contexte, il est extrêmement important que les cellules de rechute soient collectées rapidement après la confirmation de la rechute. Les cellules collectées peuvent être utilisées pour de futures analyses phénotypiques et génétiques, y compris des évaluations de la dynamique du cycle cellulaire, de la migration cellulaire, de la fréquence des cellules initiatrices de leucémie, des altérations chromosomiques et des modifications épigénétiques, entre autres.
Pour les besoins de cet article, nous nous concentrerons sur la description du modèle de souris de rechute. Des informations détaillées seront fournies pour les trois phases expérimentales - transplantation, traitement jusqu’à la première rechute (R1), et traitement cyclique jusqu’aux rechutes multiples (R2, R3...). Nous espérons que ce modèle permettra aux chercheurs de générer des cellules B-LAL résistantes à la chimiothérapie à partir de divers sous-types, ce qui permettra une étude plus approfondie des changements cellulaires et moléculaires associés à la rechute. En fin de compte, cela pourrait contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de résistance et faciliter le développement de thérapies plus efficaces et personnalisées.
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Toutes les expériences sur les animaux ont été réalisées conformément aux réglementations et aux directives éthiques de la Comissão de Ética no Uso de Animais du Centro Infantil Boldrini (CEUA/Boldrini 0047-2024). Les échantillons de leucémie utilisés dans cette étude ont été obtenus à partir de flacons de patients traités au Centro Infantil Boldrini, qui ont autorisé l’utilisation de leurs cellules par le biais d’un formulaire de consentement éclairé. Le projet a été approuvé par le Comité d’éthique institutionnelle (CAAE 34601120.7.0000.5376).
1. Surveillance de la greffe de cellules leucémiques et de la greffe
2. Traitement des souris
3. Cycles de traitement répétés jusqu’à l’émergence de cellules résistantes
4. Récupération des cellules leucémiques par prélèvement d’organes
5. Isolement des cellules leucémiques par centrifugation à gradient
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Dans le cadre de nos études, des échantillons de LAL à cellules B précurseurs ont été sélectionnés dans deux groupes de patients : l’un qui présentait une réponse favorable, déterminée par l’absence de cellules leucémiques dans le sang périphérique au jour 8 et l’absence de cellules leucémiques résiduelles dans la moelle osseuse aux jours 15, 33 et 78/96. L’autre groupe a été formé par des LAL qui correspondaient aux sous-groupes moléculaires des précéden...
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Comprendre les mécanismes biologiques sous-jacents aux maladies néoplasiques est essentiel pour le développement de thérapies plus efficaces et pour améliorer les résultats pour les patients. Dans des conditions telles que la leucémie lymphoblastique aiguë pédiatrique, ces approches d’investigation sont non seulement pertinentes pour augmenter les taux de guérison, mais ont également une valeur particulière pour les patients chez qui les traitements standard ont atteint les limites de l’...
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Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.
Nous remercions le Centro Infantil Boldrini et tous les patients qui ont fait don de leurs échantillons pour l’étude. Manuella M. Hoff a reçu une bourse du Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) de la Fondation pour la recherche de São Paulo (FAPESP, 2024/ 03383-2). José A. Yunes a reçu une bourse de productivité du Conseil national du développement technologique et scientifique (CNPq, 308399/2021-8). Ce travail a été soutenu par un financement de recherche du ministère brésilien de la Santé par le programme PRONON (Programa Nacional de Apoio à Atenção Oncológica, NUP 25000.211174/2019-45).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 1 mL ; seringue | BD ; | #309628 | Prélèvement d’organes |
| 10 mL d’eau stérile pour injection | Halex Istar Indú ; stria Farmaceutica LTDA | https://www.medstoremaringa.com.br/produtos/agua-destilada-10ml-pack-c-5un-isofarma/ | Reconstitution des médicaments |
| Solution de lyse 10X pour les globules rouges | BioLegend | #420302 | Traitement des échantillons de sang chez les souris |
| Analyseur de cellules à 5 canaux | BD Biosciences | 658226R1 | Cytomètre en flux ; |
| Filtre à cellules 70 uM | Falcom | #352350 | Prélèvement d’organes |
| Maléat d’Acepromazine Inj ; | Vetnil LTDA | https://vetnil.com.br/produto/acepran-r-1 | Anesthésie de souris |
| APC anti-humain CD45 - souris isotype IgG1 - clone HI30 | BioLegend | #304037 | Coloration lymphocytaire |
| Asparaginase 10000 U | Aginase/medac | #88660100 | Traitement des souris |
| Brilliant-Violet 605 anti-souris CD45 - isotype IgG2 - clone 30-F11 | BioLegend | #103139 | Coloration lymphocytaire |
| Daunorubicine | Farmarin | #116880025 | Traitement des souris |
| Dexaméthasone | Aché ; | #00000066 | Traitement des souris |
| Diméthylsulfoxyde | Sigma-Aldrich | #589569 | Cryopréservation des lymphocytes |
| Aiguille jetable - 0,60 x 25 mm (23G x 1' ’) | BD | #300388 | Prélèvement d’organes |
| Lancet jetable stérile ; | Yancheng Huida Instruments Médicaux & nbsp ; | https://www.cralplast.com.br/produto/lanceta-manual/ | Collecte de sang de souris |
| Acide éthylénédiaminetétracetique | Technologies de vie | #15576-O28 | Solution EDTA |
| Sérum fœtal bovin | Cultilab | #F083 | Cryopréservation des lymphocytes |
| Analyse logicielle de cytométrie en flux - Version 10.10.0 | BD Biosciences | https://www.flowjo.com/ | Analyse de cytométrie en flux |
| Analyse logicielle de graphes et de tracés - Version 9.5.1 | Dotmatics | https://www.graphpad.com/features | Tracé et analyse de graphes |
| Seringue à insuline avec aiguille attachée 1 mL FX 12,7 mm X 0,33 mm | Descarpack | e0342101 | Transplantation de souris et administration des médicaments |
| Ketamine Inj | Sespo Indú ; stria e Comé ; rcio LTDA | https://www.bassopancotte.com.br/produto/dopalen-pecuaria/ | Anesthésie de souris |
| Plateforme chirurgicale multifonctionnelle pour rongeurs | Kent Scientific Corporation | https://www.kentscientific.com/products/surgisuite/ | Interventions chirurgicales de souris |
| PE anti-humain CD19 - isotype de souris IgG1 - clone de HIB19 | BioLegend | #302208 | Coloration lymphocytaire |
| Chlorure de potassium | Sigma-Aldrich | P3911-1KG | Solution PBS |
| Dibase phosphate de potassium | Sigma-Aldrich | P0662-1KG | Solution PBS |
| Réactif pour l’isolement des lymphocytes | Cytiva | #17-1440-02, paquet de 6 & Times ; 100 ; Ml | Isolement des lymphocytes à partir d’organes prélevés |
| Chlorure de sodium | Sigma-Aldrich | S9888-1kg | Solution PBS |
| Phosphate de sodium dibase & nbsp ; | Sigma-Aldrich | S9763-1KG | Solution PBS |
| Pince à épiler anatomique stérile - 12 cm ABC 0170 | Laboratoire Lí ; Der | 120 | Interventions chirurgicales sur la souris |
| Ciseaux stériles 12 cm - ABC 0321 | Laboratoire Lí ; Der | 136 | Interventions chirurgicales sur la souris |
| Vincristine | Libbs | #7896094208483 | Traitement des souris |
| Xylazine Inj | Sespo Indú ; stria e Comé ; rcio LTDA | https://www.bassopancotte.com.br/produto/anasedan-10-ml-bovinos-e-equinos/ | Anesthésie de souris |
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