$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Nabyta oporność na celowane i/lub cytotoksyczne leczenie raka jest poważnym problemem klinicznym, który może prowadzić do niepowodzenia leczenia, nawrotu choroby i zwiększonej śmiertelności pacjentów1. Biorąc pod uwagę wysoki poziom heterogeniczności w większości nowotworów, jest matematyczną pewnością, że guz o wystarczająco dużej liczbie komórek będzie zawierał podzbiór komórek opornych na pojedyncze lub skojarzone terapie ukierunkowane na szlaki molekularne, od których zależy przeżycie tych komórek2,3. Takie komórki nowotworowe mogą być pozytywnie wybrane podczas leczenia, co prowadzi do nawrotu choroby. Opracowanie nowych terapii, które jednocześnie są ukierunkowane na różne mechanizmy przeżycia komórek nowotworowych, zarówno przed, jak i po selekcji za pośrednictwem leczenia, ma zatem znaczenie kliniczne.
Wysoki poziom niestabilności genomu i mutacji w genomach nowotworów jest podstawową cechą, która odróżnia komórki rakowe od komórek gospodarza niebędących nowotworami4. W związku z tym użyteczną strategią zwiększania skuteczności chemioterapii uszkadzającej DNA i zapobiegania rozwojowi oporności jest aktywne hamowanie naprawy DNA w komórkach nowotworowych5. Jest to aktywna dziedzina badań, a w warunkach przedklinicznych badane są różne nowe cele naprawy DNA. Opracowano szereg małocząsteczkowych lub opartych na antysensowności inhibitorów tych celów, które są obecnie testowane6-8. Celem jest zidentyfikowanie najbardziej obiecujących kandydatów przedklinicznych oraz ocena ich bezpieczeństwa i skuteczności w badaniach klinicznych.
Wysokie koszty badań klinicznych i ryzyko niepowodzenia (z różnych powodów, w tym nieoptymalnej oceny przedklinicznej) są ogromnymi przeszkodami dla postępu w rozwoju nowych terapii9. Zastosowanie odpowiednich i rygorystycznych modeli przedklinicznych w celu odpowiedniej oceny nowych celów terapeutycznych i potencjalnych leków może zmniejszyć wysoki odsetek niepowodzeń w badaniach klinicznych10.
Niektóre powszechnie stosowane metody przedkliniczne do oceny skuteczności nowych schematów przeciwnowotworowych to: a) pomiar zdolności do redukcji proliferacji komórek nowotworowych in vitro (testy proliferacji komórek), b) wywołane terapią zmniejszenie zdolności komórek nowotworowych do tworzenia kolonii kultur tkankowych (testy tworzenia kolonii), c) wywołane terapią zmniejszenie aktywności metabolicznej komórek nowotworowych in vitro (konwersja barwnika redoks) , d) indukcja wywołana terapiąŚmierć komórek nowotworowych in vitro (apoptoza, martwica, autofagia, związana z mitozą i innymi)11 oraz e) indukowane terapią in vivo zmniejszenie wzrostu lub ablacja ksenoprzeszczepów ludzkich i mysich12-14.
Główną słabością wymienionych metod in vitro jest to, że żadna z nich nie zapewnia ciągłej oceny efektów potencjalnych terapii w czasie rzeczywistym. Dostarczają one informacji tylko w wybranych, szeroko oddalonych od siebie punktach czasowych w trakcie leczenia. Takie pomiary mają zmniejszoną zdolność do dokładnego odzwierciedlenia wielkości i czasu odpowiedzi komórek nowotworowych. Modele ksenoprzeszczepów u myszy in vivo są również ograniczone wysokimi kosztami, czasem do zakończenia oraz ryzykiem nieoptymalnego dawkowania i czasu leczenia (harmonogramu). Ponadto istnieją dowody na to, że modele ksenoprzeszczepów gryzoni są ograniczonymi predyktorami skuteczności klinicznej u ludzi, w porównaniu z oceną in vitro odpowiedzi pierwotnych ludzkich komórek nowotworowych i ustalonych linii ludzkich komórek nowotworowych na potencjalne interwencje terapeutyczne15,16.
Opracowaliśmy nowatorski protokół łączony do oceny nowych kombinacji leków przed klinicznym podejściem, w sposób, który rozwiązuje słabości bardziej powszechnych procedur wymienionych powyżej. Zamiast testów proliferacji, tworzenia kolonii lub konwersji barwnika redoks, wykorzystaliśmy jednostkę pomiaru metabolizmu do analizy adhezji komórek, oddychania i zakwaszenia w czasie rzeczywistym podczas całego okresu leczenia17. Jednocześnie badaliśmy efekty skojarzonego leczenia in vivo, wykorzystując model inwazji i przerzutów błony kosmówkowo-omoczniowej zarodka kurczaka (CAM)18,19. Użyliśmy tych metod do oceny zdolności oligonukleotydu antysensownego (ASO) ukierunkowanego na BRCA2 do wzmocnienia skuteczności powszechnie stosowanego leku chemioterapeutycznego cisplatyny.