הפרוטוקול נועד לתאר מודל עכברי ליצירת הישנות של לוקמיה לימפובלסטית חריפה, בהתבסס על הדינמיקה של התגובה לכימותרפיה אינדוקציה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול נועד לתאר מודל עכברי ליצירת הישנות של לוקמיה לימפובלסטית חריפה, בהתבסס על הדינמיקה של התגובה לכימותרפיה אינדוקציה.
לוקמיה לימפובלסטית חריפה (ALL) היא ניאופלזמה של תאי מבשר לימפואידים לא בשלים ואחת הממאירות הנפוצות ביותר בילדות. למרות ששיעורי הריפוי ב-ALL בילדים מתקרבים ל-90%, הישנות ועמידות לתרופות נותרו אתגרים. בהקשר זה, חקר ביולוגיה של סרטן in vivo הוא חיוני, ונעשה שימוש נרחב ב-xenografts שמקורם בחולה (PDX) באמצעות מודלים של עכברים למטרה זו. עם זאת, PDX מדגימות חוזרות - או בהשוואה לדגימות אבחנתיות - אינן מעריכות באופן מלא את המנגנונים מאחורי התחלה והתקדמות של הישנות. פרוטוקול זה מסתמך על יצירת הישנות B-ALL PDX בעכברים, המאפשר איסוף של תאים לוקמיים לאורך תהליך רכישת עמידות לתרופות. בעלי חיים שהושתלו בתאי B-ALL PDX מטופלים בשילוב של ארבע תרופות המשמשות בדרך כלל בטיפול ALL, המייצגות מנגנוני פעולה נפרדים: דקסמתזון, וינקריסטין, L-אספרגינאז ודאונורוביצין. לאחר שלב השראת הפוגה של 4 שבועות, בעלי חיים מנוטרים להישנות במהלך תקופת מנוחה. מחזור הטיפול וההישנות חוזר על עצמו עד שזמן ההישנות מתקצר, ומשמש כתחליף לעמידות מוגברת לתרופות in vivo. כדי לחקור את המנגנונים העומדים בבסיס הישנות ועמידות, תאים לוקמיים נאספים לפני ואחרי כל מחזור טיפול לניתוח פנוטיפי וגנטי. כדי לאמת את המודל, נבדקו דגימות שונות של ALL בילדים, כולל מגיבים טובים וגרועים, כפי שהוערך על ידי נוכחות בלסטים בדם היקפי לאחר 7 ימים של טיפול בקורטיקוסטרואידים ועל ידי מחלה שיורית מינימלית (MRD) בימים 15, 33 ו-78/96. התוצאות שנצפו בעכברים היו עקביות עם נתוני המטופלים, ואישרו את דיוק המודל בחיקוי התגובה הקלינית לכימותרפיה. גישה זו מאפשרת מחקר דינמי של הישנות ועמידות לתרופות ב-B-ALL, תומכת בחקירות מכניסטיות ובפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות.
לוקמיה לימפובלסטית חריפה (ALL) היא הסרטן השכיח ביותר בקרב ילדים. למרות שיעורי הריפוי הגבוהים שהושגו בעשורים האחרונים עם הישרדות כוללת של 5 שנים שהגיעה ל-90% במדינות בעלות הכנסה גבוהה1 ומאמצים גדולים בחיפוש אחר אסטרטגיות טיפוליות חדשות, במדינות מפותחות, 15%-20% מהחולים חוזרים מהמחלה, למי שיעור ההישרדות נע בין 30%-60% תלוי אם ההישנות הראשונה מתרחשת מוקדם (מתחת ל-18 חודשים) או מאוחר יותר (36 חודשים) לאחר האבחון2, 3. לאור זאת, עקשן והישנות נותרו אתגרים שיש להתגבר עליהם. מבחינת האבחנה, ALL עקשן נבדל מהישנות על ידי רגישות לקויה לכימותרפיה, בעוד שהישנות ALL מאופיינת בהישנות המחלה לאחר תקופה של הפוגה. כמו בסוגי סרטן אחרים, ALL מאופיין בהפרעות גנטיות, כולל אנופלואידים, סידורים מחדש של כרומוזומים ומוטציות גנטיות שונות הקשורות לתגובות טיפוליות שונות ולסיכון להישנות4. מכיוון שכל ההישנות מתרחשות בתדירות גבוהה יותר בחולים בסיכון גבוה - שכבר קיבלו כימותרפיה בעצימות מקסימלית - סביר להניח שהתאמות נוספות למינונים או שילובים של תרופות לא יספיקו. במקום זאת, יש להפנות את המאמצים לזיהוי המנגנונים העומדים בבסיס עמידות והישנות לתרופות.
לאור זאת, חוקרים ניסו להבין כיצד לחץ הברירה המופעל על ידי כימותרפיה תורם להופעתם של תאים עמידים. רוב הספרות הקיימת מייחסת הישנות להתפשטות של תת-שבט ממאיר עמיד שכבר היה קיים בזמן האבחנה5. עם זאת, מחקר שנערך לאחרונה מצביע על קיומם של מנגנונים חלופיים, כגון שינויים אפיגנטיים המווסתים תוכניות שעתוק, שעשויים גם לתרום להישנות6.
מאמץ ניכר הוקדש ליצירת מודלים מדויקים in vivo לחקר כל ההישנות של כל ההישנות . עכברים חסרי חיסון שימשו בהצלחה להשתלת ALL, תוך שמירה על מאפייני המחלה המקוריים 7,8, מה שהוביל לפיתוח קסנוגרפטים שמקורם בחולה (PDX). מודל זה מאפשר השתלבות והתפשטות של תאי גידול/לוקמיה מקוריים במיקרו-סביבה תואמת. אחד היתרונות העיקריים שלו הוא היכולת להעריך את התגובה של תאי ALL מושתלים לכימותרפיה9.
מודלים של PDX שימשו גם כדי לחקות ולחקור את כל ההישנות של כל ההתקפים. לדוגמה, פרוטוקול שפותח על ידי סמואלס ואחרים.10 השתמש בעכברים סוכרתיים שאינם שמנים / חסרי חיסון משולב חמור (NOD/SCID) שהושתלו בתאי לוקמיה של חולים כדי לחקור מנגנוני עמידות למשטר כימותרפיה דמוי אינדוקציה. המחברים תיארו את הטיפול בווינקריסטין, דקסמתזון, L-אספרגינאז ודאונורוביצין (VXLD) וסיפקו דוגמאות למספר מחזורי הטיפול ותזמון הישנות. עם זאת, המודל התמקד בניתוח תאים מיד לאחר הטיפול - אלה ששרדו את הטיפול הראשוני - ככל הנראה מייצגים מחלה שיורית מינימלית (MRD) ולא הישנות.
מחקר עדכני יותר העריך אם טיפול קצר טווח ב-NOD מושתל ALL. עכברים חסרי חיסון Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ (NOD scid gamma, או NSG) יכולים לחזות הישנות בחולים מקבילים11. דגימות ALL בסיכון בינוני - הן מחולים התקפיים והן מחולים שאינם התקפיים - הושתלו בעכברים וטופלו במשטר דמוי אינדוקציה המורכב מווינקריסטין, דקסמתזון ו-L-אספרגינאז (VXL). זמן ההשתלה וההישנות שלאחר הטיפול נמדדו והושוו. התוצאות הצביעו על כך שמודל PDX זה יכול לשמש ככלי פרוגנוסטי לחיזוי תוצאות המטופלים. ממצא זה תומך בתועלת של מודלים של עכברי PDX בחקר הביולוגיה של כל ההישנות של ALL. לדוגמה, ניתן היה לבחון תאים חוזרים בנקודות זמן שונות כדי לחשוף את המנגנונים העומדים בבסיס הישנות.
בכתב היד הזה, אנו מציגים שיפורים במודל עכברי PDX לחקר הישנות B-ALL. אנו שואפים לחקור את הישנות המחלה ואת המאפיינים של תאים חוזרים לאחר עיצובם על ידי כימותרפיה אינדוקציה. משטר דמוי אינדוקציה של ארבע תרופות - וינקריסטין, דקסמתזון, L-אספרגינאז ודאונורוביצין - תוקנן, תוך שימוש בזן עכברי NSG. ידוע כי לזן זה יש מגבלות בעמידה במחזורי כימותרפיה חוזרים ונשנים עקב מוטציית Prkdcscid ורגישות מוגברת ללחץ גנוטוקסי12. לכן, משקל גוף בעלי החיים נוטר כסמן לרעילות הטיפול. ניתן לחלק את מודל ההישנות של B-ALL לשלושה שלבים עיקריים: (1) השתלת תאי ALL בעכברים, במטרה להגיע לסף השתלה של 0.2-1% תאי CD45⁺ אנושיים בדם היקפי; (2) 4 שבועות של טיפול כימותרפי, ולאחר מכן תקופת מנוחה עד להישנות הראשונה (R1); ו-(3) עם גילוי R1, חזרו על מחזורי טיפול מסוג אינדוקציה של שבוע אחד. הישנות עוקבות (R2, R3... RN) עלולה להתרחש, והמרווח בין הטיפול להישנות (Δt) נרשם. קיצור מתקדם של Δt מתפרש כאינדיקציה לעמידות נרכשת לתרופות. כחלק מחקירות מעמיקות יותר של מנגנוני הישנות, ניתן לאסוף תאי B-ALL לפני ואחרי שלבים שונים של הפרוטוקול. חשוב להדגיש כי בהתאם לזמן שבין התרחשות ההישנות להתאוששות התאים, ייתכן שהמנגנונים האינהרנטיים של תופעה זו לא יישמרו. לאור זאת, חשוב ביותר שתאי הישנות ייאספו במהירות לאחר אישור הישנות. התאים שנאספו יכולים לשמש לניתוחים פנוטיפיים וגנטיים עתידיים, כולל הערכות של דינמיקת מחזור התא, נדידת תאים, תדירות תאים יוזמי לוקמיה, שינויים כרומוזומליים ושינויים אפיגנטיים, בין היתר.
למטרות מאמר זה, נתמקד בתיאור מודל העכבר החוזר. מידע מפורט יינתן עבור שלושת שלבי הניסוי - השתלה, טיפול עד להישנות ראשונה (R1), וטיפול מחזורי עד להישנות מרובות (R2, R3...). אנו מקווים שמודל זה יאפשר לחוקרים לייצר תאי B-ALL עמידים לכימותרפיה מתת-סוגים מגוונים, מה שיאפשר חקירה מעמיקה יותר של השינויים התאיים והמולקולריים הקשורים להישנות. בסופו של דבר, זה עשוי לתרום להבנה טובה יותר של מנגנוני ההתנגדות ולהקל על פיתוח טיפולים יעילים ומותאמים אישית יותר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו על פי התקנות וההנחיות האתיות של Comissão de Ética no Uso de Animais מ-Centro Infantil Boldrini (CEUA/Boldrini 0047-2024). דגימות הלוקמיה ששימשו במחקר זה התקבלו מבקבוקונים ביולוגיים של חולים שטופלו בסנטרו אינפנטיל בולדריני, שאפשרו את השימוש בתאים שלהם באמצעות טופס הסכמה מדעת. הפרויקט אושר על ידי ועדת האתיקה המוסדית (CAAE 34601120.7.0000.5376).
1. השתלת תאי לוקמיה וניטור חריטה
2. טיפול בעכברים
3. מחזורי טיפול חוזרים ונשנים עד להופעת תאים עמידים
4. התאוששות תאים לוקמיים באמצעות קצירת איברים
5. בידוד תאים לוקמיים על ידי צנטריפוגה שיפוע
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בהקשר של המחקרים שלנו, נבחרו דגימות ALL של תאי B קודמים משתי קבוצות חולים: אחת שהראתה תגובה חיובית, כפי שנקבעה על ידי היעדר תאים לוקמיים בדם היקפי ביום 8 והיעדר תאי לוקמיה שיוריים במח העצם בימים 15, 33 ו-78/96. הקבוצה השנייה נוצרה על ידי ALLs שהתאימו לתת-הקבוצות המולקולריות של הקודמות, שהתקבלו מחולים שהייתה להם תגובה קלינית גרועה כפי שהוערך על ידי מחלה שיורית מינימלית (MRD), כפי שמוצג בטבלה 1.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הבנת המנגנונים הביולוגיים העומדים בבסיס מחלות ניאופלסטיות חיונית לפיתוח טיפולים יעילים יותר ולשיפור תוצאות המטופלים. במצבים כמו לוקמיה לימפובלסטית חריפה בילדים, גישות חקירה אלו לא רק רלוונטיות להגדלת שיעורי הריפוי אלא גם בעלות ערך מיוחד עבור חולים בהם הטיפולים הסטנדרטיים הגיעו לגבולות האינטנסיביות והסבילות הטיפולית. במצב של הישנות ועמידות לטיפול, לא ניתן עוד לטפל באתגר רק על ידי התאמת משטרי כימותרפיה. במקום זאת, היא מחייבת חשיפת המנגנונים המולקולריים והתאיים של העמידות, שעשויים ליידע את ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים.
אנו מודים ל-Centro Infantil Boldrini ולכל המטופלים שתרמו את הדגימות שלהם למחקר. מנואלה מ. הוף קיבלה מלגה מטעם Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) מקרן המחקר של סאו פאולו (FAPESP, 2024/ 03383-2). חוסה א. יונס קיבל מלגת פרודוקטיביות מהיועץ הלאומי לפיתוח טכנולוגי ומדעי (CNPq, 308399/2021-8). עבודה זו נתמכה על ידי מימון מחקר ממשרד הבריאות הברזילאי על ידי תוכנית PRONON (Programa Nacional de Apoio à Atenção Oncológica, NUP 25000.211174/2019-45).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1 mL מזרק | BD | #309628 | קצירת איברים |
| מים סטריליים של 10 מ"ל להזרקה | Halex Istar Indú stria Farmaceutica LTDA | https://www.medstoremaringa.com.br/produtos/agua-destilada-10ml-pack-c-5un-isofarma/ | שיקום התרופות |
| תמיסת פירוק תאי דם אדומים 10X | ביולג'נד | #420302 | עיבוד דגימות דם בעכברים |
| מנתח תאים בעל 5 ערוצים | BD ביוסיינסס | 658226R1 | ציטומטר זרימה |
| מסננת תאים 70 uM | פאלקום | #352350 | קצירת איברים |
| Acepromazine maleate Inj | Vetnil LTDA | https://vetnil.com.br/produto/acepran-r-1 | הרדמה בעכברים |
| APC אנטי-אנושי CD45 - עכבר איזוטיפ IgG1 - שיבוט HI30 | ביולג'נד | #304037 | צביעת לימפוציטים |
| אספרגינאז 10000 U | אגינאז/מדאק | #88660100 | טיפול בעכברים |
| Brilliant-Violet 605 נגד עכבר CD45 - עכבר איזוטיפ IgG2 - חיקוי 30-F11 | ביולג'נד | #103139 | צביעת לימפוציטים |
| דאונורוביצין | פארמרין | #116880025 | טיפול בעכברים |
| דקסמתזון | Aché | #00000066 | טיפול בעכברים |
| דימתיל סולפוקסיד | סיגמא-אלדריץ' | #589569 | שימור קרא של לימפוציטים |
| מחט חד-פעמית - 0.60 x 25 מ"מ (23G x 1' ’) | BD | #300388 | קצירת איברים |
| לנסט חד-פעמי סטרילי | יאנצ'נג חוידה מכשירים רפואיים | https://www.cralplast.com.br/produto/lanceta-manual/ | איסוף דם עכברים |
| חומצה אתילנדיאמינטרטיסטית | טכנולוגיות חיים | #15576-O28 | פתרון EDTA |
| סרום בקר עוברי | קולטילאב | #F083 | שימור קרא של לימפוציטים |
| ניתוח תוכנה לציטומטריית זרימה - גרסה 10.10.0 | BD ביוסיינסס | https://www.flowjo.com/ | ניתוח ציטומטריית זרימה |
| ניתוח תוכנות גרף וגרפיה - גרסה 9.5.1 | דוטמטיקס | https://www.graphpad.com/features | שרטוט וניתוח גרפים |
| מזרק אינסולין עם מחט מחוברת 1 מ"ל FX 12.7 מ"מ X 0.33 מ"מ | דקארפאק | e0342101 | השתלת עכברים ומתן תרופות |
| קטמין אינג' | Sespo Indú stria e comé RCIO LTDA | https://www.bassopancotte.com.br/produto/dopalen-pecuaria/ | הרדמה בעכברים |
| פלטפורמה ניתוחית רב-תכליתית למכרסמים | תאגיד קנט המדעי | https://www.kentscientific.com/products/surgisuite/ | ניתוחי עכברים |
| PE אנטי-אנושי CD19 - עכבר איזוטיפ IgG1 - שיבוט HIB19 | ביולג'נד | #302208 | צביעת לימפוציטים |
| כלוריד אשלגן | סיגמא-אלדריץ' | P3911-1KG | פתרון PBS |
| פוספט אשלגן די-בסיסי | סיגמא-אלדריץ' | P0662-1KG | פתרון PBS |
| תגובת בידוד לימפוציטים | ציטיבה | #17-1440-02, חבילה של 6 & 100 מ"ל | בידוד לימפוציטים מאיברים שנקטפו |
| כלוריד נתרן | סיגמא-אלדריץ' | S9888-1 ק"ג | פתרון PBS |
| נתרן פוספט דיביסיק | סיגמא-אלדריץ' | S9763-1KG | פתרון PBS |
| פינצטרים לניתוח אנטומי סטרילי - 12 ס"מ ABC 0170 | Lab Lí דר | 120 | פרוצדורות עכברים כירורגיים |
| מספריים סטריליים 12 ס"מ - ABC 0321 | Lab Lí דר | 136 | פרוצדורות עכברים כירורגיים |
| וינקריסטין | ליבס | #7896094208483 | טיפול בעכברים |
| זילזין אינג' | Sespo Indú stria e comé RCIO LTDA | https://www.bassopancotte.com.br/produto/anasedan-10-ml-bovinos-e-equinos/ | הרדמה בעכברים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.