20.13:

20.13: Badanie mysich modeli raka

Name: Badanie mysich modeli raka
Uploaded: 2021-04-07T12:12:03+00:00
Duration: 2 min 43 s
Description: Myszy od dawna służą jako modele do badania biologii i patologii człowieka ze względu na ich filogenetyczne i fizjologiczne podobieństwo do ludzi. Są również łatwe w utrzymaniu i hodowli w l

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Mouse Models of Cancer Study

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Previous Video

20.12: Cancer Stem Cells and Tumor Maintenance

Next Video

20.14: Cancer Prevention

5,456 Views

•

02:43 min

•

April 07, 2021

Myszy od dawna służą jako modele do badania biologii i patologii człowieka ze względu na ich filogenetyczne i fizjologiczne podobieństwo do ludzi. Są również łatwe w utrzymaniu i hodowli w laboratorium, dzięki czemu wiele szczepów wsobnych jest obecnie dostępnych do badań. Badania na myszach w ogromnym stopniu przyczyniły się do lepszego zrozumienia biologii nowotworów.

Rozwój myszy transgenicznych, nokautujących i knock-in doprowadził do wykładniczego wzrostu ich wykorzystania jako organizmów modelowych w badaniach, w tym w badaniach nad rakiem. Interesujący gen może zostać dodany lub usunięty z genomu myszy za pomocą technik inżynierii genetycznej, a jeśli powoduje inicjację guza u myszy, jest wysoce prawdopodobne, że jest to gen krytyczny dla raka u ludzi. Ponadto modele mysie, takie jak myszy reporterowe, mogą być również wykorzystywane do badania kluczowych etapów inicjacji guza i ich progresji do agresywnych nowotworów. U takich myszy gen reporterowy ze znacznikami luminescencji lub fluorescencji jest wprowadzany do badanych komórek w celu monitorowania ich wzrostu i proliferacji.

Badania przedkliniczne na modelach mysich stanowią doskonały krok pomiędzy badaniami in vitro na kulturach komórkowych a badaniami klinicznymi na ludziach. Mogą być wykorzystywane do badania farmakokinetyki in vivo, toksyczności i skuteczności przeciwnowotworowej wielu środków chemioterapeutycznych, zanim którykolwiek z leków trafi do badań klinicznych. Ponieważ jednak mysie komórki nowotworowe lub odpowiedzi immunologiczne mogą nie reprezentować dokładnie procesu rakotwórczego u ludzi, opracowano modele mysie, które mogą ściśle naśladować progresję guza i odpowiedzi immunologiczne u ludzi, na przykład ksenoprzeszczepy ludzkiego guza u myszy z obniżoną odpornością lub humanizowane modele myszy.

Badania in vivo na zwierzętach, w tym na myszach, często mogą budzić wątpliwości etyczne. Chociaż prawdą jest, że eksperymenty na zwierzętach powodują cierpienie, korzyści płynące z eksperymentów na zwierzętach w odkrywaniu leków są niezaprzeczalne. W związku z tym należy bezwzględnie unikać badań na zwierzętach wszędzie tam, gdzie dostępne są alternatywne metody testowania. Ponadto doświadczenia na zwierzętach powinny być przeprowadzane wyłącznie po pomyślnym przeprowadzeniu badań in vitro na odpowiednich liniach komórkowych.

Transcript

Myszy i ludzie mają różne cechy anatomiczne, komórkowe i molekularne. Wykazują również około 80% ortologii w swoich regionach kodowania, co czyni myszy dobrymi organizmami modelowymi do badań nad rakiem u ludzi.

Naukowcy mogą genetycznie zmodyfikować genom myszy, aby zmutować, usunąć lub nadmiernie wyrazić potencjalne geny powodujące raka. Takie transgeniczne myszy są cennym narzędziem do badania wpływu zmienionych genów na rozwój i progresję guza.

Na przykład potencjalny onkogen może zostać zintegrowany z genomem myszy wraz z odpowiednim promotorem. Jeśli nadmierna ekspresja genu prowadzi do rozwoju guza u myszy, wskazuje to na potencjał onkogenny genu będącego przedmiotem zainteresowania.

Podobnie, mysz z nokautem, która nie ma potencjalnego genu supresorowego guza, może pomóc naukowcom zrozumieć znaczenie genu we wzroście guza.

Jednak większość genów supresorowych nowotworów odgrywa istotną rolę we wczesnym rozwoju myszy. Dlatego mysz z nokautem, u której kluczowy gen supresorowy guza jest wyciszony, może nie przetrwać do dorosłości.

W takich przypadkach można użyć warunkowych modeli myszy. W tym przypadku gen będący przedmiotem zainteresowania jest specyficznie inaktywowany tylko w docelowych komórkach tkankowych lub na pewnym etapie rozwoju.

Modele mysie zwane modelami reporterowymi są zaprojektowane tak, aby wyrażać gen z fluorescencyjnym lub luminescencyjnym genem reporterowym.

Jednoczesna ekspresja genu reporterowego z genem będącym przedmiotem zainteresowania, takim jak onkogen, sprawia, że komórki świecą. Naukowcy mogą następnie śledzić wszelkie nieprawidłowe proliferacje komórek, monitorując luminescencję komórek.

Myszy służą również jako ważne modele do badań przedklinicznych nowych leków przeciwko różnym nowotworom.

Na przykład w mysim modelu ksenoprzeszczepu ludzkie komórki nowotworowe są najpierw przeszczepiane myszy z obniżoną odpornością. Gdy komórki rozwiną się w guz o odpowiedniej wielkości, do myszy wprowadza się lek, a jego wpływ na komórki rakowe można badać in vivo.

Chociaż jest to bardzo ważne narzędzie badawcze, wykorzystanie myszy z osłabionym układem odpornościowym gospodarza nie odzwierciedla tak naprawdę warunków panujących u rzeczywistego pacjenta.

Aby przezwyciężyć ten problem, naukowcy opracowali modele zwane humanizowanymi myszami, które zostały zmienione tak, aby przenosiły ludzkie geny, komórki lub tkanki, aby naśladować funkcjonalny ludzki układ odpornościowy.