Glejak wielopostaciowy (GBM; glejak IV stopnia) jest najczęstszym i najbardziej złośliwym nowotworem mózgu, a obecne terapie są nieskuteczne, co skutkuje medianą przeżycia 15 miesięcy1. Wiarygodne i dokładne modele przedkliniczne, które reprezentują złożone szlaki sygnałowe zaangażowane we wzrost i patogenezę guza mózgu, są niezbędne do przyspieszenia postępu w ocenie nowych schematów terapeutycznych GBM. Modele mysie, w których linie komórkowe ludzkiego guza mózgu są wszczepiane podskórnie myszom z obniżoną odpornością, nie odzwierciedlają natywnego środowiska immunologicznego guzów mózgu, ani nie mogą być wykorzystane do oceny zdolności terapii do przekraczania bariery krew-mózg2. Idealnie byłoby, gdyby przedkliniczne modele mysie dokładnie odwzorowywały histopatologię ludzkiego GBM, w tym wysoki poziom inwazyjności w otaczającym miąższu3. Chociaż genetycznie modyfikowane modele myszy (GEM) rozwijają nowotwory w kontekście nienaruszonego układu odpornościowego, często wymagane są skomplikowane schematy hodowlane, a nowotwory mogą rozwijać się powoli i niekonsekwentnie4. Modele przeszczepów allogenicznych pochodzące z GEM lepiej nadają się do przedklinicznych badań terapeutycznych, w których potrzebne są duże kohorty myszy z guzem w krótszym czasie.
W poprzednim raporcie opisaliśmy ortotopowy model myszy GBM wywodzący się bezpośrednio z guzów GEM. Nowotworzenie w GEM jest inicjowane przez zdarzenia genetyczne w populacjach komórek (głównie astrocytach) wykazujących ekspresję kwaśnego białka fibrylarnego gleju (GFAP), które prowadzą do progresji do GBM. Te GEM-y TRP zawierają transgen TgGZT121 (T), który ulega ekspresji T121 po ekspozycji na rekombinazę Cre napędzaną przez GFAP. Ekspresja białka T121 powoduje supresję aktywności białka Rb (Rb1, p107 i p103). Koekspresja transgenu Cre sterowanego przez GFAP (GFAP-CreERT2) jest ukierunkowana na ekspresję dorosłych astrocytów po indukcji tamoksyfenem. Myszy TRP są również nosicielami zależnego od Cre mutanta Kras (KrasG12D; Allel R), reprezentujący aktywację szlaku receptorowej kinazy tyrozynowej i są heterozygotyczne pod względem utraty Pten (P)5,6. Równoczesne aberracje genowe w receptorowej kinazie tyrozynowej (RTK), PI3K i sieciach RB są zaangażowane w 74% patogenezy GBM7. W związku z tym pierwotne szlaki sygnałowe zmienione w ludzkim GBM są reprezentowane przez zmodyfikowane mutacje u myszy TRP, w szczególności guzy GBM, w których aktywowane są wspólne dalsze cele RTK5.
Syngeniczny model ortotopowy pochodzący z GEM został zweryfikowany jako model, który podsumowuje cechy ludzkich guzów mózgu, w tym inwazyjność i obecność biomarkerów podtypu, do wykorzystania jako platforma do oceny terapii przeciwnowotworowych ukierunkowanych na nieprawidłowe szlaki w GBM. Komórki hodowano z guzów pobranych z mózgów TRP i ponownie wszczepiono do mózgu myszy dopasowanych do szczepów, używając sprzętu stereotaktycznego do wstrzyknięcia wewnątrzczaszkowego do kory mózgowej. Ten przedkliniczny ortotopowy model myszy rozwinął guzy GBM, które były wysoce komórkowe, inwazyjne, pleomorficzne z wysokim wskaźnikiem mitozy i wykazywały liniowe ogniska martwicy komórek nowotworowych i gęste unaczynienie, jak obserwowano u ludzkiego GBM. Objętość i wzrost guza mierzono za pomocą rezonansu magnetycznego in vivo (MRI).
W tym raporcie opisujemy optymalną technikę wewnątrzczaszkowego wstrzykiwania pierwotnych komórek GBM lub linii komórkowych do mózgu myszy typu dzikiego, używając jako przykładu guzów TRP. Ten sam protokół może być dostosowany dla myszy z obniżoną odpornością i innych linii komórkowych GBM. Podano kluczowe wskazówki dotyczące unikania typowych pułapek, takich jak nieoptymalne przygotowanie komórek lub nieszczelność komórek w miejscu wstrzyknięcia, a także prawidłowe korzystanie ze sprzętu stereotaktycznego w celu zapewnienia powtarzalności i niezawodności modelu. Do celów translacyjnych walidujemy model za pomocą wykrywania MRI wzrostu guza mózgu u żywych zwierząt, charakterystyki histologicznej i przedstawiamy przykład leczenia u myszy z guzem.