מידול גידולי מוח in vivo באמצעות העברה מבוססת אלקטרופורציה של DNA פלסמיד המייצג חתימות מוטציה של מטופל
23 ביוני 2023
שימוש במודל גידול אוטוכתוני חיסוני המונע על ידי מוטציות נפוצות של חולים לבדיקות פרה-קליניות הוא קריטי לבדיקות אימונותרפיות. פרוטוקול זה מתאר שיטה ליצירת מודלים של עכברי גידול במוח באמצעות העברה מבוססת אלקטרופורציה של DNA פלסמיד המייצגים מוטציות נפוצות של חולים, ובכך מספקים מודל עכבר מדויק, ניתן לשחזור ועקבי.
הטכניקה מתמקדת במידול פרופילי מוטציות של גליובלסטומה במודל עכבר כשיר חיסון וכיצד מוטציות שונות אלה משפיעות על המיקרו-סביבה של הגידול ועל התגובה לטיפול. ריצוף גנומי ושל תא בודד מזהים כי המוטציות המניעות הגנטיות של גליובלסטומה קשורות לאגרסיביות של סרטן ומרכיבים של מיקרו-סביבה של הגידול כגון אוכלוסיית תאי החיסון. מודלים של עכברי גליובלסטומה בניסויים פרה-קליניים מראים הצלחה רבה עם אימונותרפיה המובילה לתוצאות ריפוי וללא סימן לצמיחת הגידול לאחר הטיפול.
עם זאת, השפעות אלה אינן באות לידי ביטוי בחולים לצורך תוצאה או הישרדות. פרוטוקול זה משחזר פרופילי מוטציות של גליובלסטומה במודל עכבר כשיר חיסון, ומאפשר צמיחה הדרגתית של גידול אוטוכתוני וחיזוי טוב יותר של יעילות הטיפול, במיוחד עם אימונותרפיה. מערכת מידול זו משלבת פלסמידים של DNA בגנום באמצעות אלקטרופורציה של עכברים בעלי יכולת חיסון.
הוא נמנע משימוש בנגיפים ומהשתלת אלפי תאים סרטניים, שלשניהם יכולות להיות השפעות חיסוניות משלהם, מה שמבלבל את התוצאות במורד הזרם. שימוש במודל עכבר כשיר חיסון המשחזר פרופילי מוטציות של מטופלים מאפשר הערכה מדויקת יותר של תוצאות הטיפול, ומונע את המשימה המייגעת של לקיחת תוצאות חיוביות כוזבות למרפאה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר שיטה ליצירת מודלים של גידולי מוח בעכברים המייצגים באופן מדויק מוטציות נפוצות בחולים עם גליובלסטומה. באמצעות שימוש במודל גידול אוטוכתוני בעל מערכת חיסון תקינה, חוקרים יכולים לחזות טוב יותר את יעילות הטיפול, ובמיוחד עבור אימונותרפיה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- אונקולוגיה
- אימונותרפיה
רקע
- גליובלסטומה מאופיינת בהתנהגות סרטנית אגרסיבית.
- מוטציות מניעות גנטיות משפיעות על הסביבה המיקרובית של הגידול ועל התגובה לטיפול.
- מודלים פרה-קליניים נוכחיים נכשלים לעיתים קרובות בניבוי תוצאות טיפוליות במטופלים.
- מודלים בעלי מערכת חיסון תקינה (Immunocompetent) מספקים ייצוג מדויק יותר של מחלות אנושיות.
מטרת המחקר
- ליצור מודל עכברי המדמה מוטציות של גליובלסטומה בחולים.
- לבחון את השפעתן של מוטציות אלו על צמיחת הגידול והתגובה לטיפול.
- לשפר את כושר הניבוי של ניסויים פרה-קליניים עבור אימונותרפיה.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- החדרה של DNA פלסמידי באמצעות אלקטרופורציה.
- הטמעה של פלסמידי DNA בגנום של עכברים בעלי מערכת חיסונית תקינה.
- מידול של צמיחת גידולים אוטוכתונוסים הדרגתיים.
- ריצוף גנומי וריצוף של תאים בודדים לצורך אפיון מוטציות.
תוצאות עיקריות
- מידול מוצלח של פרופילי מוטציות של חולים בגליובלסטומה.
- זיהוי אוכלוסיות של תאי מערכת החיסון הקשורות להתנהגות הגידול.
- הוכחת יעילות של אימונותרפיה בניסויים פרה-קליניים.
- הדגשת פערים בין מודלים של עכברים לבין תוצאות בבני אדם.
מסקנות
- המודל שפותח מספק פלטפורמה מהימנה לבחינת אסטרטגיות אימונותרפיות.
- הוא מאפשר הבנה טובה יותר של האינטראקציות בסביבת המיקרו של הגידול.
- מחקרים עתידיים יכולים להשתמש במודל זה כדי לשפר אסטרטגיות טיפול בחולים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
החדרה של חתימות מוטציות ספציפיות למטופל אל תוך תאי מוצא עצביים של עכברים בעלי מערכת חיסון תקינה באמצעות אלקטרופורציה, מאפשרת יצירת מודלים של גידולי מוח אוטוכתוניים בעלי יכולת ניבוי גבוהה להערכה פרה-קלינית של אימונותרפיה. גישה זו מגשרת על הפער התרגומי שבין קסנוגרפטים של קווי תאים סטנדרטיים לבין תוצאות קליניות, על ידי שחזור מיקרו-סביבת הגידול וההקשר החיסוני. המודל תומך בקידום מותאם סיכונים של נכסי אימונו-אונקולוגיה על ידי אספקת נתונים מכניסטיים ונתוני יעילות רלוונטיים יותר מבחינה קלינית.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר חקירה של מוטציות מניעות בגליובלסטומה והשפעתן על הביולוגיה של הגידול in vivo.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות גנטיות בתוך מערכת בעלת יכולת חיסונית הרלוונטית למחלה.
- מסייע בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי מידול פרופילים של מוטציות בחולים ואינטראקציות חיסוניות.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מספק פלטפורמה להערכת סוכנים אימונותרפויטיים בהקשר המשקף את הדינמיקה של מערכת החיסון והגידול בחולה.
- מספק מדדים כמותיים וניתנים לשחזור של צמיחת הגידול ואוכלוסיות תאי מערכת החיסון לצורך הערכת התרכובת.
- תומך בסטנדרטיזציה של הבדיקה על ידי מניעת השפעות מבלבלות של וקטורים ויראליים או השתלת תאים.
מחקר תרגומי ופרה-קלני
- מתאים את בדיקות היעילות הפרה-קליניות לחתימות מוטציות הרלוונטיות לחולה ולמיקרו-סביבות חיסוניות.
- מאפשר רצף משלב הגילוי ועד לאישור פרה-קליני עבור תוכניות של אימונו-אונקולוגיה.
- משפר את הביטחון החזוי עבור תרגום קליני באמצעות מידול של התפתחות גידול אנדוגנית והדרגתית.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד (Pipeline)
מודל זה משתלב ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קלני, ומגשר בין מחקרים מכניסטיים מוקדמים להערכה של אימונותרפיה תרגומית.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בבדיקת היפותזות על תומורגנזה מונעת ממוטציות ומודולציה חיסונית.
- סריקה: מספקת מדדים כמותיים וניתנים לשחזור של תאים תומוריים ותאי מערכת החיסון לצורך תיעדוף מועמדים.
- אנליטיקה: מאפשרת פלטי של ריצוף גנומי וריצוף של תא בודד להשוואת השפעות מוטציות ותגובות לטיפול.
- מחקר תרגומי: מקלה על ההתאמה לפרופילי ביומרקרים וחתימות חיסוניות של חולים.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה מודולרית הניתנת לשימוש חוזר עבור שילובים מגוונים של מוטציות וטיפולים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית במחקרים של אימונו-אונקולוגיה.
- ערך תפעולי: מנרמל את מידול הגידולים ללא משתנים מתערבים של נגיפים או השתלות, ובכך משפר את השחזוריות.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מיטבית לגבי המשכת הפיתוח (go/no-go) ויעילות הון על ידי סינון תוצאות חיוביות כוזבות לפני ניסויים קליניים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכון ובקידום של מועמדים לטיפול אימונותרפי.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטיפול בעכברי新生 (neonatal mouse), מיקרו-הזרקה וטכניקות אלקטרופורציה.
- נדרשת גישה לציוד אלקטרופורציה ולתשתית לניתוח גנומי.
- נדרש סטנדרטיזציה בין-צוותית להשראה עקבית של גידולים ואיסוף נתונים הניתנים לשחזור.
- ייתכן שיהיה צורך בהתאמה עבור חתימות מוטציה שונות או סוגי גידולים שונים.
- מגבלות מעשיות כוללות דרישות מיומנות טכנית ולוחות זמנים לפיתוח המודל.
