מודל מסרטן העור המושרה כימי באמצעות דימתילבנץ [a] פחם ו-12-O-טטרדאנואיל פורבול-13-אצטט (DMBA-הסברתי)
19 בדצמבר 2019
שני השלבים העור קרצינונוספגנזה נגרמת על ידי שני כימיקלים למריחה על הגוף. מוטגן 7, 12-diמתילבנץ [א] פחם) גורם מוטציות בתאים עוריות ויישום מתמשך של מקשה צמיחה כללית 12-O-טטרדקליאיל פורובול-13-אצטט מאיץ הפפילומה העור היווצרות.
מודל זה של סרטן עור דו-שלבי מאפשר לחקור את תפקיד הדלקת בסרטן העור ומאפשר למחקר את התחלת הגידול כתהליך נפרד מהתקדמות הגידול. היווצרות הגידול במודל זה היא המושרה כימית ומאפשרת את השימוש זנים נוקאאוט ללמוד את ההשפעות של גורמים סביבתיים או מועמדים טיפוליים. המודל מתאים היטב לחקר תפקידה של המערכת החיסונית ואנגיוגנזה בסרטן.
זה מדגים פתולוגיה מחלה דומה קרצינומה של תאים קשקשיים בחולים אנושיים. למרות שיטה זו היא יחסית קלה לנהל, תזמון מדויק הוא חיוני. חשוב גם לנקוט אמצעי בטיחות מתאימים בעת טיפול DMBA, שהוא מסרטן.
לפני תחילת הניסוי, בית כל עכברים אגרסיביים בני שבעה עד תשעה שבועות בכלובים נפרדים כדי למנוע לחימה ונגעים בעור. עבור אינדוקציה פפילומה העור, הראשון לגלח את העורות האחוריים של בעלי החיים הניסיוניים ולשקול את העכברים בנפרד. 48 שעות לאחר הגילוח, להשתמש פיפטה להחיל 50 מיקרוגרם של DMBA ב 200 microliters של אצטון על האזור המגולח של כל עכבר הרדמה.
לקידום פפילומה בעור, שבעה ימים לאחר יישום DMBA לטפל בעור עם חמישה מיקרוגרם של TPA ב 200 microliters של אצטון פעמיים בשבוע עד סוף הניסוי. בחן את בעלי החיים עבור papillomas ולצלם ולתזמן את הגודל של כל פפילומה בודדת על המפה בכל שבוע. מסה מוחשית בקוטר של יותר ממילימטר אחד נחשבת לפפילומה אם היא נשארת ארוכה משבוע.
כאשר תגובת הגידול מגיעה לרמה, לקצור את חומר המדגם המתאים מן החיות 24 שעות לאחר יישום TPA האחרון ולאסוף חתיכות עובי מלא של העור לניתוח אימונוהיסטוכימי. השתמש אגרוף ביופסיה כדי לאסוף חתיכות עור מ papilloma ודגימות עור שאינן papilloma עבור ביטוי גנים או אנאילים חלבון ולהשתמש אזמל כדי לאסוף חתיכות מעור papilloma ולא papilloma לניתוח אימונוהיסטוכימי. לאחר מכן לאסוף את העור ניקוז בלוטות הלימפה חתיכת הטחול לניתוח ציטומטרי זרימה כרצונו.
הבדל מובהק סטטיסטית בזמן הפנוי של הפפילומה ובמספר הפפילומות בין קבוצות הניסוי נצפה בדרך כלל במודל הגידול DMBA TPA. ניתוחים היסטולוגיים מתאימים לחקר מבנה הפפילומות, המורפולוגיה של העור או חדירת תאי החיסון המעניינים. זה חיוני כדי להחיל את DMBA ו TPA באופן שווה על העור כדי להחיל TPA במרווחי זמן עקביים.
חשוב גם לספור את הפפילומות באופן קבוע. ניתן ללמוד את המנגנונים המשפיעים על מספר ושעה היווצרות הגידול בשיטות שונות, כולל אימונוהיסטוכימיה, ציטומטריית זרימה, PCR כמותי וניתוח חלבונים. טכניקה קונבנציונלית זו יכולה להיות מותאמת בקלות ליישם כדי ללמוד את ההשפעות של גנים שונים, גורמים סביבתיים, או טיפולי עניין על חניכת הגידול והתקדמות.
זהירות נדרשת בעת ביצוע הטכניקה מאז DMBA הוא מסרטנים אצטון מתאדה במהירות. מומלץ להשתמש במסכת נשימה מתאימה ובשימוש בארונות זרימה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מציג מודל דו-שלבי לקרצינוגנזה של העור, המאפשר לחוקרים לבחון את תפקידה של הדלקת בסרטן העור. המודל עושה שימוש בחומר מוטגני ובמעורר צמיחה כדי להשרות היווצרות גידולים, ובכך מספק תובנות לגבי התחלת הגידול והתקדמותו.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- אונקולוגיה
- קרצינוגנזה
- דלקת
רקע
- קרצינוגנזה של העור בשני שלבים כוללת מוטגן ומעורר גדילה.
- המודל רלוונטי לחקר קרצינומה של תאי קשקש.
- תזמון מדויק ואמצעי בטיחות הם קריטיים בהקמה הניסויית.
- ניתן להשתמש בזני נוק-אאוט (Knockout) כדי לבחון גורמים סביבתיים וטיפוליים.
מטרת המחקר
- לחקירת המנגנונים של התחלת הגידול והתקדמותו.
- להערכת תפקידו של המערכת החיסונית בסרטן העור.
- להערכת אנגיוגנזה בהקשר של גידולים המושרים כימית.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מריחה מקומית של 7,12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA).
- מריחה רציפה של 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-acetate (TPA).
- שימוש בזני knockout למחקרי גורמים סביבתיים.
- מעקב אחר היווצרות הגידול והתקדמותו לאורך זמן.
תוצאות עיקריות
- המודל מדמה בהצלחה פתולוגיה של קרצינומה של תאי קשקש אנושית.
- דלקת ממלאת תפקיד משמעותי בהתפתחות הגידול.
- תזמון מדויק הוא חיוני לשחזור התוצאות.
- פרוטוקולי בטיחות נחוצים בעת טיפול בחומרים קרצינוגניים.
מסקנות
- המודל הדו-שלבי יעיל לחקר מנגנונים של סרטן העור.
- הוא מספק פלטפורמה לבדיקת מועמדים תרופתיים.
- מחקרים נוספים עשויים לשפר את ההבנה של הביולוגיה של הסרטן.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודל קרצינוגנזה של העור בשני שלבים באמצעות DMBA-TPA מספק פלטפורמה מהימנה לניתוח תהליכי התחלה והתקדמות של גידולים במחקר אונקולוגי פרה-קלני. השחזוריות שלו והמדדים הכמותיים תומכים בהסרת סיכונים מכניסטיים של מסלולים דלקתיים וקידום גידולים בתיווך חיסוני. הדבר מאפשר קבלת החלטות מבוססות נתונים (go/no-go) בשלבי הגילוי המוקדמים ותיעדוף תיקי פיתוח עבור תוכניות דרמטולוגיות ואימונו-אונקולוגיות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של התחלת גידול לעומת התקדמותו באמצעות גירויים כימיים המופרדים בזמן.
- ערך מדעי: תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות בקרצינוגנזה מונעת דלקת באמצעות אנליזה של זני knockout.
- ערך מדעי: מסייע בהפחתת סיכונים מנגנוניים על ידי בידוד תרומותיהם של חדירת תאי מערכת החיסון ואנגיוגנזה להיווצרות הגידול.
סריקה ופיתוח בדיקות
- ערך תפעולי: מייצר ספירות פפילומה סטנדרטיות וכמותיות ומדדי צמיחה עבור סריקת תרכובות.
- ערך תפעולי: מספק קריאות הדירות של זמן להופעת גידול וריבוי המתאימות לסטנדרטיזציה של הבדיקה.
- ערך תפעולי: תומך בהערכה ניתנת להרחבה של מועמדים טיפוליים המשפיעים על שלבי ההיווצרות או הקידום.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך תרגומי: מדמה פתולוגיה של קרצינומה של תאי קשקש אנושית, מה שמאפשר רלוונטיות להתוויות באונקולוגיה דרמטולוגית.
- ערך תרגומי: מקשר מנגנונים דלקתיים להתקדמות הגומלה, ובכך תומך בתיקוף פרה-קליני המותאם לסממנים ביולוגיים.
- ערך תרגומי: מספק פלטפורמה לבדיקת חומרים אימונומודולטוריים ואנטי-אנצ'יוגניים בהקשר פיזיולוגי רלוונטי.
שילוב זרימת עבודה ותהליכי עיבוד
המודל נשמר בתוך רצף הגילוי, החל מתיקוף המטרה ועד לבדיקות יעילות פרה-קליניות, במיוחד עבור אימונו-אונקולוגיה ומודולציה של נתיבים דלקתיים.
- ביולוגיה של הגילוי: מאפשרת בדיקת היפותזות של אינטראקציות בין גנים לסביבה בתהליכי קרצינוגנזה באמצעות מודלים של נוק-אאוט (knockout) אינדוקביליים או קונסטיטוטיביים.
- סריקה: מספקת נקודות קצה כמותיות, כגון זמן השהיה ונטול פפילומה, לצורך בחינת תגובה למינון ואופטימיזציה של מומשך.
- אנליטיקה: מייצרת תוצאות היסטופתולוגיות, ציטומטריות (flow cytometry) ומולקולריות כדי להקריץ בין תוצאות פנוטיפיות למנגנון.
- מחקר תרגומי: תומכת ברצף מהגילוי המכניסטי ועד לאימות פרה-קליני באמצעות צירים משותפים של דלקת ואנגיוגנזה.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת פלטפורמה ניתנת לשימוש חוזר של קרצינוגנזה דלקתית לסריקה של אינדיקציות שונות בסרטני עור וסרטני אפיתל.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מפחית עמימות מכניסטית על ידי הפרדה בין שלבי ההשראה (initiation) והקידום (promotion) בהתפתחות הגידול.
- ערך תפעולי: מבטיח שחזוריות באמצעות מינונים כימיים סטנדרטיים, תזמון ובקיעה תחת בקרת בטיחות.
- ערך אסטרטגי: משפר את יעילות ההון על ידי מתן אפשרות להפחתת סיכונים מוקדמת של מטרות במודלים של גידולים המונעים מדלקת.
- השפעה על הפורטפוליו: מספק בסיס להחלטות קידום מותאמות-סיכון המבוססות על מדדי הישרדות ללא גידול וקצב התקדמות.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בטיפול בחומרים מסרטנים ובמתן טיפולים טופיקליים במודלים של מכרסמים.
- תלוי בתשתית אוורור ובציוד מיגון אישי (PPE) בשל הנדיפות והמסרטנות של DMBA.
- מחייב גידול בעלי חיים סטנדרטי כדי למנוע משתנים מתערבים הנובעים ממאבקים או מנגעי עור.
- נדרש אימון במדידה עקבית של גידולים ובמעקב אורך (longitudinal) לקבלת נקודות סיום אמינות.
- מוגבל לעור או למשטחים אפיתליאליים נגישים, מה שמגביל את השימוש למחקרי הולכה טופיקלית או רירית.
