הדמיה חיה של אינטראקציות תא של מערכת חיסון המולדת וPreneoplastic שימוש מערכת ביטוי / כטב"מ העין מתנהלת Gal4 בעור הזחל דג הזברה
3 בפברואר 2015
לומד את האירועים המוקדמים ביותר של התפתחות תא preneoplastic ואינטראקציה תא חיסון מולדת הוא מרכזי להבנה ולטיפול בסרטן. כאן אנו מתארים שיטה לגרום לתנאי תמורות תאי אפיתל והדמית החיה הבאה של אינטראקציה תא חיסון מולדת עם G12V HRAS לבטא בתאי עור בזחלי דג הזברה.
סקירה כללית
מאמר זה מציג שיטה להשראה מותנית של טרנספורמציה של תאי אפיתל בזריקי דגי זהב באמצעות מערכת הביטוי KalTA4-ERT2/UAS המושרה על ידי 4-Hydroxytamoxifen (4-OHT). גישה זו מאפשרת בקרה זמנית ומרחבית מדויקת על ביטוי אונקוגנים, ובכך מאפשרת דימוי חי של אינטראקציות בין תאי מערכת החיסון המולדת לבין תאי עור המבטאים HRASG12V. מערכת זו מקלה על חקר תהליכי התפתחות גידולים מוקדמים ותגובת מערכת החיסון של המארח in vivo.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- ביולוגיה של הסרטן
- ביולוגיה התפתחותית
- אימונולוגיה
- דימות חי
רקע
- הבנת השלבים המוקדמים ביותר של התהליך התומוריגני היא קריטית למחקר הסרטן.
- הוכח כי תאי מערכת החיסון המולדת ממלאים תפקיד טרופי במהלך התפתחות גידולים מוקדמת בזריקי zebrafish.
- במודלים מסורתיים חסרה שליטה זמנית ומרחבית מדויקת על השראת אונקוגנים.
- דימות חי של טרנספורמציה של תאים ואינטראקציות חיסוניות מספק תובנות מכניסטיות בעלות ערך.
מטרת המחקר
- פיתוח מערכת הפיכה וניתנת להשראה לטרנספורמציה של תאי אפיתל בזריקים של דגי זברה.
- מתן אפשרות לדימות חי של האינטראקציות בין תאים שעברו טרנספורמציה לבין תאי מערכת החיסון המולדת.
- מתן פלטפורמה לחקר הוויסות של תגובות דלקתיות אונקוגניות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- שימוש במערכת הביטוי 4-OHT inducible KalTA4-ERT2/UAS בזריקי דגי זהב.
- השראה מותנית של ביטוי HRASG12V בתאי אפיתל של העור.
- דימוי חי של אינטראקציות בין תאי מערכת החיסון המולדת לתאים שעברו טרנספורמציה.
- דיון בהתאמת הפרוטוקול לבקרת ביטוי גנים מרחבית וזמנית ברקמות שונות.
תוצאות עיקריות
- המערכת האינדוקבילית מאפשרת בקרה מדויקת על תזמון ומיקום של טרנספורמציה תאית.
- דימות חי לוכד את תגובת החיסון המיידית של המארח לתאים פרה-נאופלסטיים מתהווים.
- השיטה מאפשרת מעקב אחר התקדמות ונסיגה של תאים שעברו טרנספורמציה in vivo.
- ניתן להתאים את הגישה למחקרי ביטוי גנים אקטופי ברקמות שונות.
מסקנות
- מערכת ה-KalTA4-ERT2/UAS היא כלי רב-עוצמה לחקר תחילת תהליך התומוריגנזה בדגי zebrafish.
- דימיון חי של אינטראקציות חיסוניות עם תאים שעברו טרנספורמציה עשוי לחשוף מנגנונים המווסתים דלקת אונקוגנית.
- שיטה זו מספקת פלטפורמה רב-גונית לחקירת תפקוד גנים בדיוק זמני ומרחבי.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למסמך סיכום
השראה מותנית של טרנספורמציה אפיתליאלית בזריקים של דגי זברה באמצעות KalTA4-ERT2מערכת ה-UAS מאפשרת ויזואליזציה בזמן אמת של אינטראקציות בין תאי מערכת החיסון המולדת לתאים פרה-נאופלסטיים. גישה זו מספקת לחוקרי ביו-פארמה R&לצוותים יש פלטפורמה עוצמתית למחקר in vivo לפירוק מנגנונים טורמורגניים מוקדמים ומודולציה חיסונית. השיטה תומכת בביטחון ניבוי בתיקוף מטרות ומספקת בסיס להחלטות מותאמות סיכון בממשק שבין שלב הגילוי לשלב הפרה-קליני.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה&ד'
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של מסלולים אונקוגניים וגיוס תאי מערכת החיסון במודל חולייתים חיים.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטית באמצעות ויזואליזציה של תגובות מאכסן מיידיות לטרנספורמציה פרה-נאופלסטית.
- מקל על תיקוף תפקודי של מטרות באמצעות השראה גנטית הפיכה ומבוקרת מרחבית.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- מספק מערכת in vivo מתוקף להדמיה כמותית של אינטראקציות בין תאים.
- מאפשר השראה שחזירה של אירועי טרנספורמציה לצורך פיתוח בדיקות סטנדרטיות.
- תומך ביכולת הרחבה ובשימוש חוזר בפלטפורמה על ידי התאמת הבקרה על ביטוי הגנים לרקמות שונות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתואם עם מנגנונים רלוונטיים למחלה על ידי מידול של דינמיקה מוקדמת בין הגידול למערכת החיסון in vivo.
- מאפשר רציפות משלב הגילוי ועד לאימות פרה-קליני באמצעות מעקב אחר התקדמות ונסיגה של תאים שעברו טרנספורמציה.
- תומך בחקירת ביומרקרים טרנסלציונליים באמצעות דימוי חי של תגובות חיסוניות.
שילוב תהליכי עבודה (Pipeline & Workflow)
מודל דג הזברה האינדוקבילי הזה מגשר בין השלבים המוקדמים של הגילוי למחקר הפרה-קליני, על ידי מתן אפשרות לבדיקה מונחית-השערה של אינטראקציות אונקוגניות וחיסוניות במערכת חיה.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערות לגבי תפקוד אונקוגנים ומודולציה חיסונית בזמן אמת.
- סריקה: מספק פלטים של דימות כמותי להשוואת תגובות חיסוניות בין תנאים שונים.
- אנליטיקה: מאפשר ניתוח סטטיסטי של התנהגות תאים ותדרי Interactions.
- מחקר תרגומי: מקל על התאמה למכניזמים של מחלות בבני אדם באמצעות מסלולים שמורים.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פלטפורמה גמישה הניתנת להתאמה למגוון מטרות גנים ורקמות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי בתיקוף מטרות ואת ההבנה המכניסטית של האינטראקציה בין הגידול למערכת החיסון.
- ערך תפעולי: מספק תהליכי עבודה של דימוי חי (live imaging) סטנדרטיים, ניתנים לשחזור וניתנים להרחבה.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת החלטות ה-go/no-go על ידי אספקת תובנות מכניסטיות מוקדמות והפחתת סיכון ביולוגי בשלבים מאוחרים יותר.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף של מטרות ומסלולים לקידום, בהתאמה לרמת הסיכון.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בגנטיקה של דגי זברה, בדימוי חי (live imaging) ובמערכות לביטוי גנים הניתן להשראה.
- מחייב גישה לתשתיות מתקדמות של מיקרוסקופיה וניתוח תמונות.
- מצריך סטנדרטיזציה בין צוותים לצורך פרוטוקולי השראה ודימוי הניתנים לשחזור.
- התאמה לרקמות אחרות עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרומוטר ושל פרמטרי ההשראה.
- הבקרה הזמנית והמרחבית מוגבלת על ידי תגובתיות המערכת והנגישות לרקמה.
שאלות נפוצות בתחום הביופארמה
Chapters in this video
0:05
Title
1:46
Microinjection of Plasmid DNA
4:16
Conditional Skin Cell Transformation by 4-Hydroxytamoxifen (4-OHT)
5:34
Mounting and Live Imaging of Zebrafish Larvae
7:06
Results: Live Imaging of Innate Immune and Preneoplastic Cell Interactions in Larval Zebrafish Skin
8:01
Conclusion
