De transplantatie van tumorcellen in immuun-gecompromitteerde dieren, in het bijzonder muis xenografen, is een veelgebruikte techniek die wordt gebruikt om mechanismen te bestuderen die kankercelsproliferatie 1 , 2 , overleving, invasie en metastase 3 , 4 bestrijden en een platform bieden Voor het screenen van drugs 5 , 6 , 7 . Meer recent is de transplantatie van primaire tumormonsters in immuun-gecompromitteerde muizen gebruikt om patiëntgerelateerde xenograftmodellen (PDX) te genereren voor diagnostische en preklinische drugscreeningsdoeleinden en is de ruggengraat van het gepersonaliseerde medicijninitiatief 8 , 9 , 10 , 11 . Echter, significante bewijzen blijkt dat het moduleren van het immuunsysteemStam kan een dramatische invloed hebben op tumorgedrag en patiëntuitkomst 12 , 13 . Dit heeft de herontwerp van xenograft-gebaseerde technieken aangedreven om "gehumaniseerde" muizen te omvatten, waarin het immuunsysteem van de muis wordt gereconstitueerd door co-transplantatie van menselijke immuuncellen met tumorcellen. Deze aanpak is echter technisch uitdagend, met variabele reproduceerbaarheid en toxiciteiten die verband houden met de techniek, naast de significante kosten 14 , 15 . Zo zijn nieuwe transplantatietechnieken in immuunvaardige dieren nodig om de ontdekking van immuun- en tumor-specifieke mechanismen van kankerprogressie en drugrespons te versnellen.
Zebravis zijn een alternatief diermodel voor de studie van menselijke kanker, met meer dan 20 kankermodellen die nu 16 zijn , waaronder zeer kwaadaardige hersenen 17 , mela Noma 18 , 19 , 20 en pancreaskanker 21 , 22 , evenals veel leukemieën 23 , 24 , 25 , 26 , 27 . Twee eigenschappen van het zebravissysteem maken het bijzonder vatbaar voor kankeronderzoek: 1) de optische helderheid van doorschijnende dieren zorgt voor een directe visualisatie van kankercelgedrag ( dwz proliferatie, overleving, invasie en verspreiding) met behulp van eenvoudige microscopietheorieën en 2) Vrouwelijke zebravis kan tot 200 embryo's per dag produceren, waardoor de dierencijfers snel worden verlaagd voor genetische of drugscreening tegen lage kosten. Daarnaast zijn de kankergenomen van zebravis en mensen sterk bewaard (waaronder oncogenes en tumor-suppressorgenen)F "> 28, waardoor mechanistische en drug ontdekkingen snel vertaald kunnen worden naar zoogdier systemen. Deze eigenschappen maken ook de zebravis een ideaal diermodel voor transplantatietechnieken, die gebruik maken van de beeldvorming, schaalbaarheid en lage kosten van het systeem.
Vorige onderzoeken over tumortransplantatie bij immuun-gecompromitteerde zebravis hebben de identificatie van zelfvernieuwende vermogens, tumor maligniteit en invasie / verspreiding 11 , 29 vergemakkelijkt. Korte termijn studies van tumorcel gedrag kunnen worden uitgevoerd na transplantatie in γ-bestraalde volwassenen, wier immuunsysteem effectief wordt onderdrukt voor ~ 20 dagen 11 , 30 . De behandeling van volwassen zebravis met dexamethason vermindert B- en T-cellen gedurende maximaal 30 dagen voordat de afwijzing plaatsvindt 31 . Een andere minder voorkomende strategie maakt gebruik van clonale zebravisstammenDie langdurige onderzoeken mogelijk maken in een immuuncompetente gastheer 32 . Echter, slechts een beperkt aantal clonale stammen zijn gegenereerd en zijn moeilijk te handhaven door lage fecunditeit. Daarnaast worden de meeste van de gevestigde zebravistumormodellen gegenereerd in andere genetische achtergronden, zodat deze tumoren niet in de klonistammen kunnen worden getransplanteerd zonder het immuunsysteem 11 , 33 , 34 te onderdrukken. Meer recente benaderingen om transplantatieonderzoeken te verbeteren, zijn onder meer de ontwikkeling van de mutagene lijn van rag2 E450fs , met gecompromitteerde B- en T-celfuncties, die gebruikt zijn om succesvol meerdere kankers 35 , 36 te transplanteren. Om de eis van clonale zebravislijnen of een immuungemeneerde gastheer te omzeilen, hebben een aantal groepen vroege embryo's gebruikt ( dwz > 72 pkOste-bevruchting (hpf)) voor humane tumorceltransplantatie, aangezien deze embryo's nog niet een adaptief immuunsysteem 37 , 38 , 39 , 40 , 41 , 42 , 43 volledig hebben ontwikkeld. Deze methoden zijn echter beperkt tot de korte termijn analyse van tumorcelgedrag of drugrespons (meestal minder dan 2 weken) omdat de menselijke kankercellen of de transplantatietechniek zelf de gastheer doden, langetermijnstudies en hertransplantatie voorkomen.
Dit protocol beschrijft een gewijzigde embryonale transplantatie methode in het lumen van de vierde ventrikel van een 2-dagen post-fertilisatie (dpf) embryo hersenen. Het minimaliseert toxiciteit aan de gastheer en kan gecombineerd worden met zebravis hersentumormodellen voor de langetermijngroepering van tumorcellen. Aldus, deze techniek alLaagtepunten voor de hertransplantatie van tumorcellen in nieuwe gastheren over vele generaties, waardoor toekomstige studies over tumor heterogeniteit, gastheer / immuunrespons, drugrespons of metastatisch potentieel worden vergemakkelijkt. Deze methode is ook eenvoudig, efficiënt en schaalbaar, aangezien maximaal 300 transplantaties kunnen worden uitgevoerd door een enkele gebruiker per dag, met maximaal 90% engraftment. Dit zorgt voor de snelle voortplanting van enkele primaire tumoren in honderden embryo's bij 2 dpf voor genetische of drugscreeningsprojecten of om het gedrag van hersentumorcel in verschillende gastachtergronden over meerdere maanden direct te visualiseren.