השוואת הכליה גרורות תא כליות קרצינומה של תא מודל הוקמה בתוך כליה העכבר על עוף כוראולאלי ממברנה
8 בפברואר 2020
ברור גרורות תא כליות קרצינומה של תאים היא מחלה ללא מודל בעל חיים כולל לחקירה יסודית מראש. פרוטוקול זה ממחיש שני מודלים של בעלי חיים חדשניים עבור המחלה: מודל העכבר המושתל אורתולמריחה ומודל ממברנה של עוף כוראלואלי, שניהם הפגינו גרורות בריאות הדומה למקרים קליניים.
קרצינומה של תאי הכליה נקה או CCRCC, הוא תת סוג הנפוץ ביותר של סרטן הכליה. לוקליזציה CCRCC יש תוצאה חיובית עם ניתוח. עם זאת, שליש מהחולים CCRCC יפתחו גרורות רחוקות לריאות.
מה שמוביל לתוצאה גרועה מאוד עבור חולים. למרבה הצער, אין טיפול זמין לשלב הקטלני הזה. כמו המנגנון המולקולרי של גרורות נשאר רהוי.
מטרת פרוטוקול זה היא להציג ולהשוות בין שני מודלים של בעלי חיים שהוקמו לאחרונה עבור CCRCC גרורתי. המודל הראשון הוא העכבר של השתלת הנושא. במודל העכבר הזה, CCRCC הטרוגנית מושתלת בקפסולת הכליות של העכבר.
גידול הגידול ואת גרורות הם נכס לאחר 10 שבועות. הדגם השני הוא דגם קרום העוף הכוריואלנטואי, או מודל CAM. במודל עוף זה CCRCC ההטרוגני מושתל בביצה.
גידול הגידול ותאי הגידול במחזור הם נכס לאחר 10 ימים של השתלה לפני העובר בוקע. גרורות ריאות הוא נכס לאחר 24 ימים של ההשתלה. שזה שבועיים אחרי הבקיעה.
שני מודלים חדשניים אלה יהיו שימושיים כדי להמשיך לחקור את המנגנון המולקולרי שמאחורי גרורות ב- CCRCC. שים לב כי הליך CAM אינו מופיע בסרטון זה. הפרוטוקול המפורט עבור מודל CAM מתואר וצולד במאמר אחר טרואב על ידי Sharrow ואח '.
לאחר הרדמה של העכבר, לחטא את החלק האחורי של העכבר כולו עם povidone-יוד במשך שלוש פעמים. בצע על ידי 70% ethnol פעם אחת, ולנגב אותו יבש עם צמר גפן סטרילי ספוגיות. לאחר מכן להחיל שלושה רוטב רפואי סטרילי ברצף מכסה את כל הגב על מנת ליצור שדה כירורגי, כמו גם כדי לשתק את העכבר.
לפני הניתוח, המפעילים צריכים לחטא את אצבעותיהם עם povidone-יוד. מקם את העכבר במצב נוטה. ולהשתמש באצבעות כדי לאתר את הכליה השמאלית ממש מתחת לאגף השמאלי.
השתמשו בזוג מדפים ומספריים קהים כדי לחתוך את שכבת העור והשרירים מתחת למיקום שצוין. השתמש במטליות כותנה סטריליות ומטליות כדי לחלק חלקית את הכליה השמאלית מהבטן. טען מזרק אינסולין או מזרק המילטון מותאם אישית עם ההשעיה תא הגידול מוכן בנפרד.
להזריק 20 microliters של השעיית תא מתחת לכמוסה בכליות. לאט לשלוף מחט על מנת לחזק את פתרון מטריצה הסלולר הנוסף. כמו גם כדי למנוע דימום או דליפת תאים סרטניים.
ואז, להשתמש ספוגית כותנה סטרילית לדחוף את הכליה בחזרה לתוך הבטן. השתמש בתפר כדי לתפור את שכבת השריר. לחטא את העור עם povidone-יוד.
ו, לסגור את העור עם פצע אוטומטי קליפים. הנחת אורתוטופית שתל תאים סרטניים גדל בהצלחה על כליות עכברים כפי שאושר על ידי BLI. למרות שלא היה הבדל בצמיחה העיקרית, רק לגידול גרורתי הטרוגני היו גרורות חזקות לריאות.
גרורות אושרו גם על ידי אימונוהיסטוכימיה. באופן דומה, ספירת תאי הגידול במחזור הייתה גבוהה יותר בעכברים הנושאים גידול גרורתי מאלה הנושאים גידול לא גרורתי. בקונקורדנס עם מודל העכבר מודל CAM גם הראה שום הבדל צמיחה בין גידולים גרורתיים ולא גרורתיים.
מצד שני, מספר תאי הגידול במחזור היה גבוה משמעותית בביצים עם גידולים גרורתיים. גרורות הניתנות לגילוי היסטולוגי נצפו בריאות של עוף בקע. לסיכום, פרוטוקול זה המחיש שני מודלים חדשניים של בעלי חיים עבור CCRCC גרורתי.
גם העכבר וגם דגמי העוף כבשו מחדש בנאמנות את גרורות הריאה שנצפו במרפאה. שני מודלים פרה-קליניים אלה יהיו שימושיים כדי להרחיב את ההבנה של המנגנון המולקולרי שמאחורי גרורות. כמו גם לגלות טיפולים חדשניים עבור CCRCC גרורתי.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג שני מודלים חדשניים של בעלי חיים עבור קרצינומה של תאי כליה עם תאים בהירים (CCRCC) גרורית, במטרה לתת מענה למחסור במודלים מקיפים למחקר פרה-קליני. המודלים כוללים מודל עכבר עם השתלה אורתוטופית ומודל של קרומי הכוריו-אלנטואיד של תרנגולת, ששניהם מדגימים גרורות בריאות הדומות למקרים קליניים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- אונקולוגיה
- מודלים של בעלי חיים
- מחקר גרורות
רקע
- קרצינומה של תאי כלייה ברורים (CCRCC) היא תת-הסוג השכיח ביותר של סרטן הכליות.
- ל-CCRCC מקומי יש פרוגנוזה חיובית עם טיפול כירורגי.
- שליש מחולי ה-CCRCC מפתחים גרורות רחוקות, במיוחד לריאות.
- נכון להיום אין טיפול יעיל לשלב מתקדם זה של המחלה.
מטרת המחקר
- פיתוח ותיקוף של מודלים חדשים בבעלי חיים לחקר גרורות של CCRCC.
- סיוע במחקרים פרה-קליניים על מנגנוני המחלה.
- שיפור ההבנה של גרורות ריאה ב-CCRCC.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- השתלה אורתוטופית של תאי גידול בעכברים.
- שימוש במודל קרומי השליה-שלייה של תרנגולת (CAM).
- מעקב אחר התפתחות גרורות בריאות בשני המודלים.
- השוואת תוצאות המודלים למקרים קליניים.
תוצאות עיקריות
- שני מודלי החיות הדגימו בהצלחה גרורות בריאות.
- המודלים דומים מאוד למקרים קליניים של CCRCC.
- מודלים אלו מספקים פלטפורמה למחקר נוסף של אסטרטגיות טיפוליות.
- הושגו תובנות לגבי המנגנונים המולקולריים של הגרורות.
מסקנות
- המודלים שפותחו לאחרונה בעלי ערך למחקרים פרה-קליניים של CCRCC.
- הם משפרים את ההבנה של תהליכים מטאסטטיים בסרטן הכליה.
- מחקרים עתידיים יכולים להשתמש במודלים אלו כדי לבחון טיפולים פוטנציאליים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
סרטן תאי כליה מסוג תאים בהירים (ccRCC) גרורתי נותר תחום עם צורך רב שאינו מסופק, עקב מחסור בטיפולים יעילים והבנה דלה של מנגנוני הגרורות. המודלים האורתוטופיים בעכברים ובקרומי ה-CAM (chorioallantoic membrane) של עוף המתוארים כאן, מספקים מערכות פרה-קליניות משלימות לחקר גרורות לריאה, ומאפשרים תיקוף של מטרות (target validation) והפחתת סיכונים מנגנוניים בתהליכי גילוי. מודלים אלה תומכים בביטחון חיזוי בפיתוח טיפולי על ידי שחזור דפוסי גרורות קליניים בפלטפורמות יעילות מבחינת עלות ובבעלי חיים בעלי מערכת חיסונית תקינה.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של tumorigenicity ופוטנציאל גרורתי המונעים על ידי אובדן VHL באוכלוסיות הטרוגניות של ccRCC.
- ערך תפעולי: השתלה אורתוטופית בעכברים בעלי מערכת חיסונית תקינה משמרת אינטראקציות בין הגידול לסטרומה, החיוניות לתיקוף של מטרות טיפוליות.
- ערך מדעי: מקל על תיקוף פונקציונלי של גנים ומסלולים הקשורים לגרורות באמצעות בדיקות קולוניזציה של ריאות in vivo.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- ערך מדעי: מייצר ספירות כמותיות של תאי גידול במחזור הדם (CTC) כמדד פרמקודינמי לסריקת תרכובות.
- ערך תפעולי: מודל CAM מציע צמיחת גידול מהירה וחסכונית בעלויות (10 ימים) לצורך סטנדרטיזציה של בדיקות בתפוקה גבוהה.
- ערך מדעי: תומך בהערכת אינטרווסציה (intravasation) באמצעות זיהוי CTC הן במערכות עכבר והן במערכות CAM, מה שמאפשר הערכה של תרכובות בשלבים מוקדמים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: המודלים משחזרים גרורות ריאה קליניות, ומספקים מערכות רלוונטיות למחלה לצורך גילוי ותיקוף של סמנים ביולוגיים.
- ערך תפעולי: מודל CAM מורחב באפרוחים שבקעו (24 ימים) מאפשר זיהוי מיקרו-גרורות באמצעות אימונוהיסטוכימיה עבור מחקרים אורכיים.
- ערך מדעי: תומך בהקמת קסנוגרפט ממקור חולה (PDX) מאוכלוסיות גידולים הטרוגניות לצורך המשכיות פרה-קלינית.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
המודלים משולבים לאורך שלבי הגילוי: מודלים אורתוטופים בעכברים תומכים בבדיקת השערות ובתיקוף מסלולים בשלבי הגילוי המוקדמים, בעוד ש-CAM מאפשר פיתוח מהיר של בדיקות ומוכנות לסריקה. שתי המערכות מייצרות פלטים כמותיים כגון עומס גידולי, רמות CTC וכמות נגעים מטאסטטיים, המנחים החלטות של go/no-go. המודלים משמשים כפלטפורמות הניתנות לשימוש חוזר להורדת סיכונים של מטרות (target de-risking) והתאמת ביומרקרים תרגומיים, ובכך מפחיתים את הסיכון הביולוגי בזיהוי מובילים.
- ביולוגיה של גילוי: מתקף מטרות טיפוליות באמצעות הערכה של צמיחת גידולים וגרורות ריאה במאכסנים בעלי מערכת חיסונית תקינה.
- סריקה: מספקת מערכות סטנדרטיות וניתנות לשחזור לניטור פרמקודנמי מבוסס CTC במסגרת קמפיינים לסריקת תרכובות.
- אנליטיקה: מאפשרת השוואה כמותית של העומס הגרורתי באמצעות קריאות של דימות ביולומינצנציה (BLI) ואימונוהיסטוכימיה (IHC).
- מחקר טרנסלציונלי: מקשר בין שלב הגילוי לתיקוף פרה-קליני באמצעות מודלים של גידולים הטרוגניים התואמים ל-PDX.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס יכולת ניתנת להרחבה וחוצת-פלטפורמות ליצירת מודלים של גרורות במגוון תחומים טיפוליים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מפחית עמימות מכניסטית במחקר גרורות על ידי אספקת מודלים של גרורות ריאה הרלוונטיים מבחינה קלינית.
- ערך תפעולי: מודל CAM מפחית זמן, עבודה ועלויות בהשוואה למודלים מסורתיים של עכברים, תוך תמיכה ביצירה חסונה של גידולים ובאינטרבסציה (intravasation).
- ערך אסטרטגי: משפר את תעדוף הפורטפוליו על ידי מתן אפשרות להערכה מוקדמת של פוטנציאל גרורתי ויעילות טיפולית.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בהחלטות קידום מותאמות סיכונים באמצעות נקודות קצה כמותיות של גרורות בתיקוף פרה-קליני.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטכניקות ניתוח אורתוטופיות ובהכנת תאי גידול להשתלה במודל עכברים.
- תלוי בתשתית ניתוח סטרילית ובפרוטוקולי הרדמה להליכים בעכברים.
- מחייב גישה לביצים מופריות ומתקני דגירה לביצוע מודל CAM.
- דורש סטנדרטיזציה של הכנת תרחיף תאי הגידול ונפחי ההזרקה (20 µL) בין המודלים השונים.
- מתבסס על תיקוף היסטופתולוגי באמצעות BLI ו-IHC לזיהוי גרורות, דבר המצריך משאבי דימות ופתולוגיה.
