O protocolo tem como objetivo descrever um modelo de camundongo para gerar recidivas de leucemia linfoblástica aguda, com base na dinâmica da resposta à quimioterapia de indução.
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Artigo de método
O protocolo tem como objetivo descrever um modelo de camundongo para gerar recidivas de leucemia linfoblástica aguda, com base na dinâmica da resposta à quimioterapia de indução.
A leucemia linfoblástica aguda (LLA) é uma neoplasia de células precursoras linfóides imaturas e uma das neoplasias malignas mais comuns na infância. Embora as taxas de cura na LLA pediátrica se aproximem de 90%, a recidiva e a resistência aos medicamentos continuam sendo desafios. Nesse contexto, o estudo da biologia do câncer in vivo é essencial, e os xenoenxertos derivados de pacientes (PDX) usando modelos murinos são amplamente utilizados para esse fim. No entanto, os PDXs de amostras recidivantes - ou comparados aos diagnósticos - não avaliam totalmente os mecanismos por trás do início e progressão da recaída. Este protocolo baseia-se na geração de recidivas B-ALL PDX em camundongos, permitindo a coleta de células leucêmicas durante todo o processo de aquisição de resistência aos medicamentos. Animais enxertados com células B-ALL PDX são tratados com uma combinação de quatro drogas comumente usadas na terapia de LLA, representando mecanismos de ação distintos: dexametasona, vincristina, L-asparaginase e daunorrubicina. Após uma fase de indução de remissão de 4 semanas, os animais são monitorados quanto a recaídas durante um período de repouso. O ciclo de tratamento e recaída é repetido até que o tempo de recaída diminua, servindo como um substituto para o aumento da resistência aos medicamentos in vivo. Para explorar os mecanismos subjacentes à recidiva e resistência, as células leucêmicas são coletadas antes e depois de cada ciclo de tratamento para análise fenotípica e genética. Para validar o modelo, diferentes amostras pediátricas de LLA foram testadas, incluindo respondedores bons e ruins, conforme avaliado pela presença de blastos no sangue periférico após 7 dias de corticoterapia e por doença residual mínima (MRD) nos dias 15, 33 e 78/96. Os resultados observados em camundongos foram consistentes com os dados do paciente, confirmando a precisão do modelo em imitar a resposta clínica à quimioterapia. Essa abordagem permite o estudo dinâmico da recidiva e da resistência a medicamentos na LLA-B, apoiando investigações mecanicistas e o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas.
A leucemia linfoblástica aguda (LLA) é o câncer mais prevalente em crianças. Apesar das altas taxas de cura alcançadas nas últimas décadas, com sobrevida global em 5 anos chegando a 90% em países de alta renda1 e grandes esforços na busca de novas estratégias terapêuticas, em países desenvolvidos, 15% a 20% dos pacientes apresentam recidiva da doença, para os quais a taxa de sobrevida varia entre 30% e 60%, dependendo se a primeira recidiva ocorre precocemente (menos de 18 meses) ou mais tarde (36 meses) após o diagnóstico2, 3. Diante disso, a LLA refratária e recidivante continua sendo um desafio a ser superado. Em termos de diagnóstico, a LLA refratária distingue-se da recidiva pela baixa sensibilidade à quimioterapia, enquanto a LLA recidivante é caracterizada pela recorrência da doença após um período de remissão. Tal como acontece com outros tipos de câncer, a LLA é caracterizada por anormalidades genéticas, incluindo aneuploidias, rearranjos cromossômicos e várias mutações genéticas que estão associadas a diferentes respostas terapêuticas e risco de recidiva4. Como as recidivas da LLA ocorrem com mais frequência em pacientes de alto risco - que já receberam quimioterapia de intensidade máxima - é improvável que ajustes adicionais nas doses ou combinações de medicamentos sejam suficientes. Em vez disso, os esforços devem ser direcionados para identificar os mecanismos subjacentes à resistência e recaída dos medicamentos.
Diante disso, os pesquisadores tentaram entender como a pressão de seleção exercida pela quimioterapia contribui para o surgimento de células resistentes. A maioria da literatura existente atribui a recidiva à propagação de um subclone maligno resistente que já estava presente no momento do diagnóstico5. No entanto, um estudo recente sugere a existência de mecanismos alternativos, como modificações epigenéticas que regulam os programas transcricionais, que também podem contribuir para a recaída6.
Um esforço substancial tem sido dedicado à criação de modelos in vivo precisos para estudar TODAS as recaídas. Camundongos imunodeficientes têm sido usados com sucesso para enxerto de LLA, preservando as características originais da doença 7,8, levando ao desenvolvimento de xenoenxertos derivados de pacientes (PDXs). Este modelo permite o enxerto e proliferação de células tumorais / leucemias originais em um microambiente compatível. Uma de suas principais vantagens é a capacidade de avaliar a resposta das células transplantadas do LLA à quimioterapia9.
Modelos PDX também foram empregados para imitar e estudar TODAS as recaídas. Por exemplo, um protocolo desenvolvido por Samuels et al.10 usou camundongos não obesos diabéticos/imunodeficientes combinados graves (NOD/SCID) transplantados com células de leucemia de pacientes para investigar mecanismos de resistência a um regime de quimioterapia semelhante à indução. Os autores descreveram o tratamento com vincristina, dexametasona, L-asparaginase e daunorrubicina (VXLD) e forneceram exemplos do número de ciclos de tratamento e do momento da recidiva. No entanto, o modelo se concentrou na análise de células imediatamente após o tratamento - aquelas que sobreviveram à terapia inicial - provavelmente representando doença residual mínima (MRD) em vez de recidiva.
Um estudo mais recente avaliou se o tratamento em curto prazo de NOD transplantado para LLA. Camundongos imunodeficientes Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl / SzJ (NOD scid gamma ou NSG) podem prever recidiva em pacientes correspondentes11. Amostras de LLA de risco intermediário - de pacientes recidivantes e não recidivantes - foram transplantadas para camundongos e tratadas com um regime semelhante à indução que consiste em vincristina, dexametasona e L-asparaginase (VXL). O tempo para enxerto e as recidivas pós-tratamento foram medidos e comparados. Os resultados sugeriram que esse modelo PDX poderia servir como uma ferramenta prognóstica para prever os resultados dos pacientes. Essa descoberta apóia a utilidade dos modelos de camundongos PDX no estudo da biologia das recaídas de LLA. Por exemplo, células recidivantes poderiam ter sido examinadas em diferentes momentos para descobrir os mecanismos subjacentes à recaída.
Neste manuscrito, apresentamos melhorias no modelo de camundongos PDX para estudar a recidiva da LLA-B. Nosso objetivo é estudar a recorrência da doença e as características das células recidivantes após sua formação por quimioterapia de indução. Um regime de quatro medicamentos, semelhante à indução - vincristina, dexametasona, L-asparaginase e daunorrubicina - foi padronizado, usando a cepa de camundongos NSG. Sabe-se que essa cepa tem limitações em suportar ciclos repetidos de quimioterapia devido à mutaçãoPrkdc scid e aumento da sensibilidade ao estresse genotóxico12. Portanto, o peso corporal dos animais foi monitorado como marcador de toxicidade do tratamento. O modelo de recidiva B-ALL pode ser dividido em três etapas principais: (1) transplante de células LLA em camundongos, visando um limiar de enxerto de 0,2-1% de células CD45⁺ humanas no sangue periférico; (2) 4 semanas de tratamento quimioterápico, seguidas de um período de repouso até a primeira recidiva (R1); e (3) após a detecção de R1, ciclos de tratamento repetidos do tipo indução de 1 semana. As recidivas subsequentes (R2, R3... RN) e o intervalo entre o tratamento e a recidiva (Δt) é registrado. Um encurtamento progressivo de Δt é interpretado como uma indicação de resistência adquirida a medicamentos. Como parte de investigações mais aprofundadas sobre os mecanismos de recidiva, as células B-ALL podem ser coletadas antes e depois de diferentes estágios do protocolo. É importante ressaltar que, dependendo do tempo entre a ocorrência da recidiva e a recuperação celular, os mecanismos inerentes a esse fenômeno podem não ser conservados. Em vista disso, é extremamente importante que as células de recidiva sejam coletadas rapidamente após a confirmação da recidiva. As células coletadas podem ser usadas para futuras análises fenotípicas e genéticas, incluindo avaliações da dinâmica do ciclo celular, migração celular, frequência celular iniciadora de leucemia, alterações cromossômicas e modificações epigenéticas, entre outras.
Para os fins deste artigo, vamos nos concentrar em descrever o modelo de camundongo com recaída. Serão fornecidas informações detalhadas para as três fases experimentais - transplante, tratamento até a primeira recidiva (R1) e tratamento cíclico até múltiplas recidivas (R2, R3...). Esperamos que este modelo permita aos pesquisadores gerar células B-ALL resistentes à quimioterapia a partir de diversos subtipos, permitindo uma investigação mais profunda das alterações celulares e moleculares associadas à recaída. Em última análise, isso pode contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos de resistência e facilitar o desenvolvimento de terapias mais eficazes e personalizadas.
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Todos os experimentos em animais foram realizados de acordo com as normas e diretrizes éticas da Comissão de Ética no Uso de Animais do Centro Infantil Boldrini (CEUA/Boldrini 0047-2024). As amostras de leucemia utilizadas neste estudo foram obtidas de frascos de biobanco de pacientes atendidos no Centro Infantil Boldrini, que permitiram o uso de suas células por meio de um termo de consentimento livre e esclarecido. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética da Instituição (CAAE 34601120.7.0000.5376).
1. Transplante de células de leucemia e monitoramento de enxerto
2. Tratamento de camundongos
3. Ciclos repetidos de tratamento até o surgimento de células resistentes
4. Recuperação de células leucêmicas por meio da extração de órgãos
5. Isolamento de células leucêmicas por centrifugação por gradiente
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No contexto de nossos estudos, amostras de LLA de células B precursoras foram selecionadas de dois grupos de pacientes: um que exibiu uma resposta favorável, conforme determinado pela ausência de células leucêmicas no sangue periférico do dia 8 e ausência de células leucêmicas residuais na medula óssea nos dias 15, 33 e 78/96. O outro grupo foi formado por LLAs que correspondiam aos subgrupos moleculares dos anteriores, obtidos de pacientes que tiveram um...
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Compreender os mecanismos biológicos subjacentes às doenças neoplásicas é essencial para o desenvolvimento de terapias mais eficazes e para melhorar os resultados dos pacientes. Em condições como a leucemia linfoblástica aguda pediátrica, essas abordagens investigativas não são apenas relevantes para aumentar as taxas de cura, mas também têm um valor particular para pacientes nos quais os tratamentos padrão atingiram os limites de intensidade terapêutica e tolerabilidade. No cenário de r...
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Os autores declaram não haver conflitos de interesse.
Agradecemos ao Centro Infantil Boldrini e a todos os pacientes que doaram suas amostras para o estudo. Manuella M. Hoff recebeu bolsa da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP, 2024/ 03383-2). José A. Yunes recebeu bolsa de produtividade do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, 308399/2021-8). Este trabalho foi apoiado pelo financiamento de pesquisa do Ministério da Saúde do Brasil pelo programa PRONON (NUP 25000.211174/2019-45).
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
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| Solução de Lise de 10X para glóbulos vermelhos | BioLegend | #420302 | Processamento de amostras de sangue de camundongos |
| Analisador de células de 5 canais | BD em Biociências | 658226R1 | Citômetro de Fluxo |
| Filtro de Célula de 70 uM | Falcom | #352350 | Colheita de órgãos |
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| Asparaginase 10000 U | Aginase/medac | #88660100 | Tratamento com camundongos |
| Brilliant-Violet 605 anti-mouse CD45 - isotipo de camundongo IgG2 - clone 30-F11 | BioLegend | #103139 | Coloração linfócita |
| Daunorubicina | Farmarin | #116880025 | Tratamento com camundongos |
| Dexametasona | Aché | #00000066 | Tratamento com camundongos |
| Dimetil sulfóxido | Sigma-Aldrich | #589569 | Criopreservação de linfócitos |
| Agulha descartável - 0,60 x 25 mm (23G x 1' ’) | BD | #300388 | Colheita de órgãos |
| Lanceta descartável estéril | Yancheng Huida Medical Instruments & nbsp; | https://www.cralplast.com.br/produto/lanceta-manual/ | Coleta de sangue de camundongos |
| Ácido etilenediaminatetracetante | Tecnologias de vida | #15576-O28 | Solução EDTA |
| Soro Fetal Bovino | Cultilab | #F083 | Criopreservação de linfócitos |
| Análise de Software de Citometria de Fluxo - Versão 10.10.0 | BD em Biociências | https://www.flowjo.com/ | Análise de citometria de fluxo |
| Análise de Software de Gráficos e Plotamento - Versão 9.5.1 | Dotmatics | https://www.graphpad.com/features | Plotagem e análise de gráficos |
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