Qui, descriviamo lo sviluppo di un modello murino clinicamente rilevante del cancro al fegato che riassume le caratteristiche immunitarie tipiche del cancro epatocellulare (HCC).
L’assenza di un modello animale clinicamente rilevante che affronti le caratteristiche immunitarie tipiche del cancro epatocellulare (HCC) ha ostacolato significativamente la chiarimento dei meccanismi sottostanti e lo sviluppo di strategie immunoterapeutiche innovative. Per sviluppare un modello animale ideale che riassume l’HCC umano, i topi maschi immunocompetenti C57BL/6J ricevono prima un’iniezione di tetracloruro di carbonio (CCl4)per indurre la fibrosi epatica, quindi ricevono epatociti oncogenici istogenici-normali dal giovane maschio L’antigene SV40 T (TAg)-mice transgenico (MTD2) per inoculazione intrasplenica (ISPL). Androgeno generato in topi maschi destinataria alla pubertà avvia l’espressione TAg sotto il controllo di un promotore specifico del fegato. Di conseguenza, gli epatociti trasferiti diventano cellule tumorali e formano masse tumorali nell’impostazione della fibrosi epatica/cirrosi. Questo nuovo modello imita l’inizio e la progressione umana dell’HCC nel contesto della fibrosi/cirrosi epatica e riflette le caratteristiche più tipiche dell’HCC umano, inclusa la disfunzione immunitaria.
Il cancro epatocellulare (HCC) è il tipo di cancro in più rapido aumento negli Stati Uniti (USA)1,2,3. Ogni anno, circa 850.000 nuovi casi vengono diagnosticati4,5 e 700.000 pazienti muoiono per questa malattia letale6,7,8,9,10 , rendendola la seconda causa più alta di morte legata al cancro al mondo. La gestione dell’HCC comprende resezione chirurgica, trapianto, ablazione, chemioembolizzazione, o terapie sistemiche, come sorafenib11. La diagnosi precoce e la gestione con resezione chirurgica o trapianto hanno il più alto beneficio di sopravvivenza complessiva4. Purtroppo, la maggior parte dei pazienti presentano in una fase successiva e richiedono la gestione con ablazione, chemioembolizzazione o sorafenib12. Sorafenib, un inibitore della chinasi recettore (RTKI), è stato approvato dalla Food and Drug Administration nel 2008 come l’unica terapia farmacologica sistemica disponibile per il trattamento di HCC non aggiornabile. Anche se il farmaco fornisce solo un modesto aumento della sopravvivenza complessiva, da 7,9 a 10,7 mesi13, ha fornito una nuova strategia terapeutica che potrebbe essere utilizzata per gestire l’HCC.
La manipolazione del sistema immunitario per eliminare i tumori stabiliti è un settore in rapida crescita nella ricerca sul cancro14. Gli studi sui checkpoint immunitari hanno notevolmente avanzato lo sviluppo di farmaci immunoterapeutici nel trattamento del cancro15,16. La FDA ha approvato l’uso di anticorpi (Abs) contro l’antigene citotossico T-linfocito 4 (CTLA-4), la proteina di morte cellulare programmata 1 (PD-1), e la sua PD-L1 legante per il trattamento del melanoma, del cancro ai polmoni, al cancro della testa e del collo e cancro alla vescica17, 18 mi lato , 19 del 12 , 20.Le sperimentazioni cliniche di monoterapia o terapia combinata utilizzando uno o più anticorpi contro PD-1, PD-L1 o CTLA-4 per il trattamento di HCC avanzato sono in corso21,22,23e alcuni hanno mostrato risultati favorevoli. Nel 2017, la FDA ha concesso l’approvazione accelerata per gli anticorpi anti-PD-1 per il trattamento dei pazienti HCC, che sono resistenza allo sorafenib, ma il tasso di risposta complessivo di questa terapia è solo del 14,3%. Altre strategie non sono state tradotte in pratica clinica in questo momento24,25. Superare la tolleranza immunitaria profonda indotta dal tumore per migliorare la terapia del checkpoint immunitario26; prevedere l’efficacia della terapia con checkpoint immunitario; prevenire eventi avversi legati al sistema immunitario; ottimizzazione del percorso amministrativo, del dosaggio e della frequenza; e trovare combinazioni efficaci di terapie27,28,29 tutti rimangono compiti estremamente impegnativi.
Ci sono diversi approcci convenzionali utilizzati per indurre HCC nei modelli murini attualmente e sono utilizzati a seconda della particolare domanda di ricerca dello sperimentatore30. I modelli murini HCC indotti chimicamente con composti genotossici imitano la malignità indotta da lesioni. I modelli di Xenotrapianto attraverso l’impianto ectopico o ortotopico delle linee cellulari HCC sono adatti per lo screening farmacologico. Un certo numero di topi geneticamente modificati sono stati progettati per studiare la fisiofisiologia dell’HCC. I topi transgenici che esprimono geni virali, oncogeni e/o fattori di crescita consentono l’identificazione delle vie coinvolte nell’epatocarcinogenesi. A causa di limitazioni intrinseche, questi modelli non riassumono le caratteristiche immunitarie tipiche osservate nell’HCC umano, il che ha ostacolato significativamente la chiarificazione dei meccanismi sottostanti e lo sviluppo di strategie immunoterapeutiche innovative14 ,15. Recentemente abbiamo creato un modello murino clinicamente rilevante. Questo nuovo modello non solo imita l’inizio e la progressione umana dell’HCC, ma riflette anche le caratteristiche più tipiche della malattia umana, inclusa la disfunzione immunitaria. Abbiamo caratterizzato le sue caratteristiche biologiche e immunologiche. Sfruttando questo nuovo modello, abbiamo esplorato varie strategie immunoterapeutiche per trattare HCC31,32,33,34,35,36, 37. Questa piattaforma unica ci permette di studiare i meccanismi dell’immunotolleranza indotta dal tumore e di sviluppare strategie terapeutiche proof-of-concept per l’HCC verso un’eventuale traduzione clinica.
Con questo protocollo, abbiamo stabilito un modello murino affidabile e riproducibile di HCC che imita l’inizio e la progressione umana dell’HCC. Clinicamente, molti fattori di rischio successivamente inducono lesioni epatiche, fibrosi epatica, cirrosi e la fase finale di HCC. Nel nostro protocollo, l’iniezione IP di CCl4 viene utilizzata per produrre prima fibrosi epatica in topi selvatici, che consente ai successivi epatociti oncogeni di formare i tumori nell’impostazione della fibrosi epatica. Abbiamo scope…
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è supportato da NIH/NCI R01 CA164335-01A1 (K. F. Staveley-O’Carroll, PI) e NIH/NCI R01CA208396 (Mark Kester, Guangfu Li, Kevin F. Staveley-O’Carroll).
Anesthesia machine | VETEQUIP | IMPAC6 | anesthesia machine for surgery |
Butterfly needle | BD | 8122963 | Needle used for liver perfusion |
C57BL/6 mice | Jackson Lab | 000664 | mice used in prototol |
Carprofen | CRESCENT CHEMICAL | 20402 | carprofen for pain release |
Cell Strainer | CORNING | REF 431751 | Cell strainer, 70µm, for hepatocytes isolation |
Centrifuge | Beckman Coulter | Allegra X-30R | centrifuge for cell isolation |
Clips | Teleflex Medical | REF 523700 | Titanium Clips for spleen |
Microscope | Zeiss | Primovert | microscope for cell observation |
Mtd2 mice | N/A | Gift from Dr. William A Held at roswell Park Cancer Institute in 2002, maintained in our lab | |
Needle | BD | REF 305109 | BD precisionglide needle, 27G x 1/2 (0.4mm x 13mm) |
Suture | ETHICON | J303H | coated VICRYL suture |
SV40 T Ag antibody | Abcam | ab16879 | anti-SV40 T-antigen antibody for IHC |
Syringe | BD | REF 309626 | 1 mL TB syringe for cell injection |
Trypan blue | SIGMA | T 8154 | Trypan blue solution for cell viability test |
Wound clips | Reflex | reflex9, Part. No. 201-1000 | stainless steel wound clips for wound close |