גליומות הן הצורה הנפוצה ביותר של גידולים ראשוניים במוח הפוגעים במבוגרים, ומהוות כ-80% מכלל הניאופלזמות הממאירות במוח באוכלוסייה זו1. רובם הם גליומות בדרגהגבוהה 2, שלרוב הן פולשניות מאוד ונושאות תחזית גרועה 3,4 למרות התקדמות משמעותית בטכניקות נוירוכירורגיות, טיפול קרינתי וגישות כימותרפיות5. שיעור התמותה הגבוה בקרב חולים שנפגעו מגידולים אלו מדגיש את הצורך במחקר מתמשך על היווצרות והתקדמות גליומה.
גליומגנזה במערכת העצבים המרכזית יכולה להתעורר על ידי הכנסת מוטציות אונקוגניות ל-NSCs 6,7,8,9 או לצאצאים המוקדמים שלהם 10,11,12 במחקרי מודלים של עכברים. ראוי לציין כי מחקרים אלו הראו כי אותן מוטציות אונקוגניות לעיתים קרובות אינן מייצרות גידולים כאשר הן מובלות לתאים ממויניםיותר 13, מה שיוצר היררכיה של תא המקור שבה הגבלת שושלת מוגברת קשורה לירידה ברגישות לטרנספורמציה14. לפיכך, NSCs מהונדסים גנטית משמשים לעיתים קרובות ליצירת מודלים ביולוגיים ורסטיליים של גליומה, באמצעות טכניקות טרנסגניות או שיטות השתלה אורתוטופיות15. שתי הגישות מאפשרות חקר היווצרות גידול דה נובו בסביבת המוח הטבעית מתא שלא עבר טרנספורמציה. מודלים מהונדסים גנטית מאפשרים מחקר זה בבעלי חיים עם מערכת חיסון שלמה, לעיתים קרובות מחקים טוב יותר את ההיסטולוגיה וההטרוגניות התאית שנצפו בגידוליםאנושיים. עם זאת, יצירת מודלים אלו דורשת עבודה ועלות, ולעיתים קרובות הם מציגים זמני השהייה ארוכים ותדירות נמוכה של היווצרות גידולים16. לעומת זאת, מודלים אורטופיקיים של NSC ניתנים למניפולציה וחסכוניים יותר. NSCs מוטנטים יכולים להיווצר מתאים ראשוניים או מונצחים מעכברים או בני אדם, בהתאם לצרכים ניסיוניים, ומתאימים גם לניסויים במבחנה 16,17. בנוסף, מודלים אלו מאפשרים התאמה מדויקת של שלב ההתפתחות של עכברים מקבלים, וכן את המיקום המרחבי שממנו נגזרים ועכברים מקבלים. דבר זה מאפשר לחוקרים לחקור כיצד גיל ואזורים ספציפיים במוח משפיעים על יצירת גידולים המונעים על ידי מוטציות מסוימות17.
פרוטוקול זה מפרט את המתודולוגיה ליצירת חוצני NSC של עכברים מוטנטים מתרבות ראשונית, המתאימות ליישומים ניסיוניים הן במבחנה והן ליישומים ניסיוניים ב-in vivo (איור 1). הפרוטוקול מורכב משני שלבי טרנסדוקציה מובחנים המתרחשים ברצף זמני מסוים. בשלב ההעברה הראשוני, NSCs מבודדים של עכברים נדבקים בלנטי-וירוסים רקומביננטיים הנושאים את המבנה הגנטי המטרה, מוטציה אונקוגנית או בקרה של חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP), לצד קסטה עמידה לבלסטיצידין. לאחר מכן, מופעל לחץ ברירה אנטיביוטי באמצעות בלאסטיצידין, ומאפשר רק לתאים ששרדו לעבור לאירוע טרנסדוקציה משני. אירוע משני זה עושה שימוש במבנה לנטיוויראלי ביציסטרוני שמקודד גם גני מדווח של לוסיפראז גחלילית וגם גני מדווח חלבון פלואורסצנטי אדום (RFP), יחד עם אלמנטים עמידות לפורומיצין לבחירה נוספת. לאחר הבחירה בפורומיצין, אוכלוסיות ה-NSC המועברות בשתי הדרגים מתרחבות במבחנה לפני הניסויים הבאים. גישה זו של טרנסדוקציה רציפה מציעה מספר יתרונות מתודולוגיים: (1) היא מסייעת בהערכה כמותית של יעילות ההעברה בכל שלב18, (2) היא מבססת קווי תאים יציבים של מדווח מתאימים למעקב לאורך זמן, ו-(3) היא מאפשרת ניטור לא פולשני של התחלת גידול, קינטיקת התקדמות ותגובות טיפוליות באמצעות מתודולוגיות BLI 18,19,20. ניתן להשתמש בו גם עם NSCs ראשוניים או מונצחים 21,22,23.
הפרוטוקול המוצג כאן עונה על הצורך הדחוף בגישה סטנדרטית, יעילה ורלוונטית ביולוגית ליצירת מודלים של גליומה שמקורם ב-NSC מבעלי חיים בוגרים עם יכולות דימות משולבות. צפוי שהמודלים שיתקבלו יספקו תובנות קליניות רלוונטיות לגבי פתוגנזה של גליומה, יקלו על זיהוי מטרות טיפוליות חדשות, ויציגו פלטפורמות מוצקות להערכה טרום-קלינית של אסטרטגיות טיפול מתפתחות.