Большинство смертей от рака молочной железы можно отнести к рецидивирующим заболеваниям, устойчивым к традиционным методамлечения 1,2. Меж- и внутриопухоляюмная гетерогенность рака молочной железы способствует резистентности к терапии. Кроме того, гетерогенность опухоли может посягнуть на точный прогноз и бросить вызов управлению заболеваниями3,4. Идентификация прогностических биомаркеров ответа позволит значительно улучшить клинические исходы пациенток с раком молочной железы. Несмотря на то, что большинство типов рака молочной железы являются иммунологически «холодными» опухолями, которые, вероятно, не реагируют на иммунотерапию, ингибиторы иммунных контрольных точек показали многообещающие результаты в клинических испытаниях2,5. Например, исследование III фазы показало улучшение выживаемости без заболевания (DFS) и предварительные доказательства того, что атезолизумаб (моноклональное антитело против PD-L1) в сочетании с наб-паклитакселом может обеспечить общее преимущество выживаемости по сравнению с наб-паклитакселом в одиночку при опухолях с окрашиванием ≥1% PD-L16. Разработка методов лечения, которые сенсибилизируют опухоли молочной железы к иммунотерапии, произведет революцию в схемах лечения.
Доклинические модели, которые точно повторяют гетерогенность рака молочной железы человека и реакцию на лекарства, имеют решающее значение для изучения биологии опухоли и выявления потенциальных биомаркеров для таргетной терапии. Увековеченные клеточные линии широко используются для исследований рака молочной железы, поскольку эти клеточные линии легко выращивать и генетически модифицировать для изучения молекулярных механизмов. Однако из-за селективного давления от долгосрочной клеточной культуры in vitro со временем может произойти генетический дрейф, и клеточные линии рака молочной железы могут нести специфические для клеточных линий геномные изменения, которые отличаются от аберраций в первичных опухолях молочной железы7,8,9.
Опухолевые куски ксенотрансплантата (PDX), полученные от пациента, способны рекапитулировать гетерогенность заболевания человека и гистологически и иммуногистохимически похожи на опухоль происхождения10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29. Важно отметить, что модели PDX фенотипически стабильны при множественных трансплантациях, о чем свидетельствуют гистология, транскриптом, протеом и геномный анализ10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29. Модели PDX показывают ответы на лечение, сопоставимые стеми,которые наблюдаются клинически10,11, 12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29. Были созданы модели PDX для положительных рецепторов эстрогена (ER+),положительных рецепторов прогестерона (PR+),эпидермального фактора роста 2 положительных (ERBB2+,HER2+) и тройного отрицательного рака молочной железы (TNBC) PDX и обеспечивают отличную платформу для тестирования эндокринной, химио- и таргетной терапии. Тем не менее, одним из основных предостережений моделей PDX в настоящее время является отсутствие функциональной иммунной системы у мыши.
Генетически модифицированные мышиные модели (GEMM), такие как модели сверхэкспрессии Trp53 homozygous null, cMyc, Wnt1, PyMT или Her2, позволяют изучать спонтанное инициирование, прогрессирование и метастазирование опухоли в контексте интактной иммунной системы. Однако латентность опухоли длительная, что затрудняет проведение доклинических исследований с несколькими руками30,31. Тем не менее, GEMM может быть трансплантирован сингенным хозяевам для создания достаточного количества опухолей, которые точно рекапитулируют опухоли человека32,33, 34,35,36, 37,38,39,40,41,42,43,44,45, 46,47,48,49,50,51,52,53,54,55. Например, эпителий молочной железы от p53-нулевой мыши BALB/c был пересажен в очищенные жировые подушечки сингенных мышей-реципиентов дикого типа с образованием первичных опухолей, которые могут быть дополнительно пересажены в сингенные хозяева56,57. Опухоли p53-null рекапитулировали различные подтипы опухолей человека.
Комбинация моделей PDX и трансплантируемого GEMM предоставляет ценные доклинические инструменты для изучения биологии опухоли молочной железы, лекарственного ответа и противоопухоляевого иммунитета. В действующем протоколе описан метод ортотопической трансплантации фрагментов опухолей PDX и GEMM в жировую прокладку молочной железы мыши. Эти модели поддаются последовательным прохождениям и обычно сохраняют стабильный фенотип. Чтобы снизить риск генетического дрейфа или потери гетерогенности между проходами с течением времени, несколько фрагментов ткани криоконсервируются на каждом проходе для последующей трансплантации в том случае, если биологические или морфологические изменения наблюдаются с течениемвремени 29,58.