Rak jelita grubego (CRC) stanowi istotny wkład w liczbę zgonów z powodu nowotworów w Stanach Zjednoczonych. W 2015 roku szacowano, że wystąpiło 132 700 nowych przypadków CRC, z czego 49 700 zakończyło się śmiercią 1. Chociaż rokowania u pacjentów z chorobą ograniczoną do miejsca wystąpienia są doskonałe, pacjenci w stadium zaawansowanym mają złe wyniki leczenia, co czyni opracowanie nowych terapii priorytetem. Mimo stosowania standardowych schematów chemioterapii oraz nowszych leków biologicznych w walce z tą chorobą, odnotowano jedynie niewielki wzrost przeżywalności całkowitej. W związku z tym podejmowane są znaczące wysiłki w celu zrozumienia szlaków sterujących, które ułatwiają wzrost guza w tej chorobie. Sieć The Cancer Genome Atlas zidentyfikowała niedawno liczne główne szlaki uwikłane w dysregulację CRC, do których należą: WNT, fosfoinozytydo-3-kinaza (PI3K), RAS, czynnik wzrostu transformującego-β (TGF-β) oraz TP53 2. Razem z badaniami opisującymi inne szlaki potęgujące wzrost w CRC, zapoczątkowało to rozwój nowszych terapii mających na celu znaczną poprawę przeżywalności w tej populacji pacjentów 3-5. Wykorzystanie modeli przedklinicznych w opracowywaniu leków onkologicznych było w tym procesie niezbędne do przewidzenia aktywności klinicznej tych nowych związków.
W procesie opracowywania leków wykorzystywano różne modele przedkliniczne. Biorąc pod uwagę, że przedkliniczne modele zwierzęce transgeniczne oraz unieśmiertelnione linie komórkowe okazały się nieskuteczne w określaniu aktywności klinicznej nowych terapii onkologicznych, głównie ze względu na ich niezdolność do odzwierciedlenia złożoności ludzkich nowotworów, opracowano modele ksenoprzeszczepów guzów pochodzących od pacjentów (PDTX). Największą zaletą tego modelu jest zachowanie heterogeniczności guza, która ściśle odzwierciedla charakterystykę molekularną i klonalność guza pierwotnego u pacjenta 6-9. Modele PDTX stanowią doskonałą przedkliniczną platformę in vivo do badania nowych czynników terapeutycznych, szlaków oporności na leki, strategii skojarzonych oraz biologii komórek macierzystych nowotworów 10.
Ogólny przegląd procesu PDTX przedstawiono na Rysunku 1. Rozpoczyna się on w klinice, gdzie pacjenci wyrażają zgodę na wykorzystanie części nadmiarowej tkanki guza do celów badawczych. Następnie, podczas operacji, fragment guza zostaje pobrany przez patologa i umieszczony w medium w celu transportu do personelu badawczego. Bezpośrednio po tym fragment guza zostaje pocięty na małe kawałki i wszczepiony podskórnie immunodeficyjnym myszom. Po wzroście guza jest on przenoszony do kolejnych generacji myszy w celu jego utrzymania10. Zazwyczaj po generacji F3 guz może zostać powielony w badaniu terapeutycznym, w którym ocenia się nowe związki i/lub terapie skojarzone. Wykorzystując sekwencjonowanie nowej generacji (Exome Seq, RNA Seq i macierz SNP), odkrywa się potencjalne biomarkery prognostyczne, które pomagają w wyborze pacjentów mogących odnieść korzyść z konkretnego leczenia.
Głównymi celami wykorzystania modeli PDTX są: 1) ocena skuteczności nowych terapii jako monoterapii lub w skojarzeniu oraz 2) identyfikacja biomarkerów prognostycznych wrażliwości lub oporności przed badaniami klinicznymi. W niniejszym manuskrypcie przedstawiamy metodologię tworzenia i utrzymywania banku PDTX w raku jelita grubego (CRC) oraz omawiamy zalety i ograniczenia tego modelu w procesie odkrywania leków.

Rycina 1. Przegląd protokołu modelu CRC PDTX. Guz pochodzący od pacjenta zostaje pobrany podczas operacji i niezwłocznie wstrzyknięty podskórnie myszom nago athymicznym. Po wzroście guza jest on powielany w kolejnych generacjach i ostatecznie rozszerzany na potrzeby badań nad leczeniem. Ocenia się odpowiedzi na leczenie i identyfikuje predykcyjne biomarkery, które mogą pomóc w doborze pacjentów. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.