Równowaga między wzrostem i promocją guza a regresją jest częściowo zależna od równowagi pro- i anty-nowotworowych leukocytów naciekających obecne w mikrośrodowisku1,2. W celu zbadania mikrośrodowiska guza (TME) i specyficznej identyfikacji naciekających subpopulacji leukocytów, opracowaliśmy metodę oceny guzów podskórnych w mysim modelu guza. Znaczenie badania mikrośrodowiska guza jest dobrze znane i poparte w literaturze. Liczne badania wykazały, że równowaga pro- i przeciwnowotworowych naciekających komórek odpornościowych może wpływać na wyniki wzrostu guza, nie tylko w badaniach na myszach, ale także na ludziach (przegląd w3,4). Na przykład Curiel i wsp. wykazali, że pogorszenie wyników klinicznych u pacjentek z rakiem jajnika było skorelowane z obecnością rosnącego odsetka naciekających nowotwór regulatorowych limfocytów T CD4 + (Treg)5. Nasza własna praca wykazała również wpływ nowego chemoatraktantu leukocytów na stosunek podzbiorów leukocytów w mysim czerniaku model6, co również korelowało ze zmniejszonym wzrostem guza. W związku z tym szczegółowe analizy podzbiorów leukocytów w obrębie guza są obecnie szerzej rozpoznawane i coraz ważniejsze.
Istnieje wiele sposobów oceny mikrośrodowiska guza pod kątem infiltracji leukocytów; na przykład grupy zaprojektowały transgeniczne myszy do ekspresji różnych białek fluorescencyjnych w celu zobrazowania TME7, klasycznej immunohistochemii i immunofluorescencji zachowanych sekcji8, w tym różnych metod obrazowania, takich jak MRI, PET, mikroskopia konfokalna9-11 - niektóre z możliwością monitorowania śródżyłowego10,12. Mogą być one stosowane z różnymi środkami do obrazowania molekularnego, takimi jak nanocząstki13 lub nowe środki kontrastowe14, które znakują komórki odpornościowe. Nasza metoda jest podejściem opartym na cytometrii przepływowej i ma kilka zalet. Po pierwsze, można pobrać próbki z całego mikrośrodowiska guza; W momencie analizy cały guz podskórny i otaczające go obrzeża są chirurgicznie wycinane w celu przetworzenia. Eliminuje to wszelkie potencjalne odchylenia w próbkowaniu w obrębie pojedynczego guza i daje bardziej "globalną" analizę guza jako całości. Po drugie, zastosowanie wielokolorowej cytometrii przepływowej do analizy podzbiorów leukocytów pozwala nam dokładniej ocenić fenotyp naciekających leukocytów. W zależności od liczby użytych kolorów można zidentyfikować bardzo konkretne podzbiory. Jest to ważne, ponieważ istnieje kilka podzbiorów leukocytów w obrębie określonego typu komórek - lub nawet w ogólnej klasyfikacji podtypów - które mają różne funkcje, które są potencjalnie istotne w określaniu losu guza. Na przykład plazmocytoidalne komórki dendrytyczne (pDC) są zaangażowane w odporność przeciwnowotworową15. Wykazano jednak, że podzbiór pDC CCR9 + jest tolerogenny16, a przesunięcie równowagi takiego podzbioru może mieć wpływ na wzrost guza.
Nasza metoda jest odpowiednia dla guzów podskórnych lub innych, które mogą być wycięte en bloc. W naszych rękach guzy były jednolicie wycinane w czasie eutanazji. Można sobie jednak wyobrazić, jak to miało miejsce w niektórych badaniach, że guz podskórny mógłby zostać całkowicie wycięty z zamknięciem otaczającej skóry podczas operacji przeżycia17, co pozwala na dodatkową ocenę zwierzęcia. Następnie przeprowadza się analizę wyciętego guza. Tak więc wyniki reprezentują pojedynczy punkt czasowy w rozwoju guza. Chociaż pozwala to na szczegółowe spojrzenie w mikrośrodowisko, jest to również statyczny obraz tego, co bez wątpienia jest procesem dynamicznym. Jednak wyizolowane leukocyty (np. poprzez separację magnetyczną lub gradient gęstości) mogą być następnie analizowane oddzielnie od nabłonka guza i zrębu lub wykorzystywane w innych, funkcjonalnych testach w celu dalszego określenia ich fenotypu, jak opisano wcześniej18. Metoda ta byłaby zatem przydatna dla wszystkich badaczy zainteresowanych zrozumieniem składu leukocytów w mikrośrodowisku guza w danym punkcie czasowym, czy to w warunkach naturalnego przebiegu choroby, czy po określonych zaburzeniach terapeutycznych. Chociaż nie zostało to przez nas wykonane, warianty tej procedury mogą być również potencjalnie wykorzystane do analizy określonych części guza w izolacji. Na przykład, biorąc pod uwagę rozmiar guza, strefa obwodowa (strefy) może zostać wypreparowana z dala od centralnego, prawdopodobnie martwiczego rdzenia guza, aby dać badaczowi bardziej przestrzennie posegregowany obraz mikrośrodowiska guza.
W rozwijającej się dziedzinie immunologii nowotworów, bez wątpienia będzie wykładniczo rosła liczba badań oceniających nowe czynniki immunomodulujące w mysich modelach nowotworów. Kilka doniesień podkreśliło różnice w specyficznej funkcji leukocytów w obrębie guza w porównaniu ze środowiskiem obwodowym. Na przykład Shafer-Weaver i in. wykazali w modelu mysim, że specyficzne dla antygenu komórki efektorowe T CD8 +, choć aktywne na obrzeżach, zostały przekształcone w komórki supresorowe T CD8 + po przedostaniu się do mikrośrodowiska guza19. Było to częściowo spowodowane TGFβ, ale prawdopodobnie w grę wchodzą również inne czynniki. Tak więc ocena podzbiorów leukocytów – liczb i stosunków, a także statusu funkcjonalnego – w samym guzie zapewni dokładniejsze odwzorowanie wpływu określonej immunomodulacji na los guza.
Nasza technika pozwala na szczegółową analizę guza i daje badaczowi możliwość dokładniejszego zidentyfikowania zmian w populacjach leukocytów niż poprzednie podejścia.