Model PDX to model zwierzęcy, w którym ludzka tkanka nowotworowa jest przeszczepiana myszom z niedoborem odporności i rośnie w środowisku dostarczonym przez myszy1. Tradycyjne modele linii komórkowych nowotworów mają kilka wad, takich jak brak heterogeniczności, niezdolność do utrzymania mikrośrodowiska guza, podatność na wariacje genetyczne podczas powtarzających się pasaży in vitro oraz słabe zastosowanie kliniczne2,3. Głównymi wadami genetycznie modyfikowanych modeli zwierzęcych są potencjalna utrata cech genomowych ludzkich nowotworów, wprowadzenie nowych, nieznanych mutacji oraz trudność w określeniu stopnia homologii między nowotworami myszy a ludzkimi4. Ponadto przygotowanie genetycznie modyfikowanych modeli zwierzęcych jest kosztowne, czasochłonne i stosunkowo mało efektywne4.
Model PDX ma wiele zalet w porównaniu z innymi modelami nowotworów pod względem odzwierciedlania heterogeniczności guza. Z punktu widzenia histopatologii, mimo że mysi odpowiednik z czasem zastępuje zrąb człowieka, model PDX dobrze zachowuje strukturę morfologiczną guza pierwotnego. Ponadto model PDX zachowuje metabolomiczną tożsamość guza pierwotnego przez co najmniej cztery pokolenia i lepiej odzwierciedla złożone wzajemne relacje między komórkami nowotworowymi a ich mikrośrodowiskiem, co czyni go wyjątkowym w symulacji wzrostu, przerzutów, angiogenezy i immunosupresji ludzkiej tkanki nowotworowej5,6,7. Na poziomie komórkowym i molekularnym model PDX dokładnie odzwierciedla niejednorodność ludzkich nowotworów między i wewnątrz guza, a także fenotypowe i molekularne cechy pierwotnego nowotworu, w tym wzorce ekspresji genów, status mutacji, liczbę kopii oraz metylację DNA i proteomikę8,9. Modele PDX z różnymi pasażami mają taką samą czułość na terapię lekową, co wskazuje, że ekspresja genów w modelach PDX jest wysoce stabilna10,11. Badania wykazały doskonałą korelację między reakcją modelu PDX na lek a klinicznymi odpowiedziami pacjentów na ten lek12,13. W związku z tym model PDX stał się potężnym przedklinicznym i translacyjnym modelem badawczym, szczególnie w zakresie badań przesiewowych leków i przewidywania rokowań klinicznych.
Rak tarczycy jest powszechnym nowotworem złośliwym układu hormonalnego i jest nowotworem złośliwym człowieka, którego częstość występowania gwałtownie wzrosła w ostatnich latach14. Rak anaplastyczny tarczycy (ATC) jest najbardziej złośliwym nowotworem tarczycy, z medianą przeżycia pacjenta wynoszącą zaledwie 4,8 miesiąca15. Chociaż każdego roku w Chinach diagnozuje się ATC u zaledwie mniejszości pacjentów z rakiem tarczycy, śmiertelność jest bliska 100%16,17,18. ATC zwykle rośnie szybko i atakuje sąsiednie tkanki szyi, a także węzły chłonne szyjne, a około połowa pacjentów ma odległe przerzuty19,20. Rak płaskonabłonkowy głowy i szyi (HNSCC) jest szóstym najczęstszym nowotworem na świecie i jedną z głównych przyczyn zgonów z powodu raka, szacuje się, że każdego roku na HNSCC cierpi około 600 000 osób21,22,23. HNSCC obejmuje dużą liczbę nowotworów, w tym nowotwory nosa, zatok, jamy ustnej, migdałków, gardła i krtani24. ATC i HNSCC to dwa główne nowotwory złośliwe głowy i szyi. Aby ułatwić opracowywanie nowych środków terapeutycznych i spersonalizowanych metod leczenia, konieczne jest opracowanie solidnych i zaawansowanych przedklinicznych modeli zwierzęcych, takich jak modele PDX ATC i HNSCC.
Ten artykuł przedstawia szczegółowe metody ustalania podskórnego modelu PDX ATC i HNSCC, analizuje kluczowe czynniki wpływające na tempo wchłaniania guza w konstrukcji modelu i porównuje charakterystyki histopatologiczne między modelem PDX a guzem pierwotnym. Tymczasem w niniejszej pracy przeprowadzono testy farmakodynamiczne in vivo przy użyciu pomyślnie skonstruowanych modeli PDX w celu potwierdzenia ich przydatności klinicznej.