Модель PDX представляет собой животную модель, в которой опухолевая ткань человека трансплантируется иммунодефицитным мышам и растет в среде, обеспечиваемой мышами1. Традиционные модели опухолевых клеточных линий страдают от ряда недостатков, таких как отсутствие гетерогенности, неспособность сохранить микроокружение опухоли, уязвимость к генетическим вариациям во время повторных пассажей in vitro и плохое клиническое применение 2,3. Основными недостатками генетически модифицированных животных моделей являются потенциальная потеря геномных особенностей опухолей человека, внедрение новых неизвестных мутаций и сложность определения степени гомологии между опухолями мыши и опухолями человека4. Кроме того, подготовка генно-инженерных моделей животных является дорогостоящей, трудоемкой и относительно неэффективной4.
Модель PDX имеет много преимуществ по сравнению с другими моделями опухолей с точки зрения отражения гетерогенности опухоли. С точки зрения гистопатологии, хотя мышиный аналог со временем заменяет строму человека, модель PDX хорошо сохраняет морфологическую структуру первичной опухоли. Кроме того, модель PDX сохраняет метаболомную идентичность первичной опухоли в течение, по крайней мере, четырех поколений и лучше отражает сложные взаимосвязи между опухолевыми клетками и их микроокружением, что делает ее уникальной в моделировании роста, метастазирования, ангиогенеза и иммуносупрессии опухолевой ткани человека 5,6,7. На клеточном и молекулярном уровнях модель PDX точно отражает меж- и внутриопухолевую гетерогенность опухолей человека, а также фенотипические и молекулярные характеристики исходного рака, включая паттерны экспрессии генов, мутационный статус, число копий, метилирование ДНК и протеомику 8,9. Модели PDX с разными пассажами имеют одинаковую чувствительность к лекарственной терапии, что указывает на высокую стабильность экспрессии генов моделей PDX10,11. Исследования показали отличную корреляцию между реакцией модели PDX на лекарственное средство и клиническими реакциями пациентов на этот препарат12,13. Таким образом, модель PDX стала мощной моделью доклинических и трансляционных исследований, особенно для скрининга лекарств и прогнозирования клинического прогноза.
Рак щитовидной железы является распространенной злокачественной опухолью эндокринной системы и представляет собой злокачественное новообразование человека, которое показало быстрый рост заболеваемости в последние14 лет. Анапластическая карцинома щитовидной железы (АТХ) является наиболее злокачественным раком щитовидной железы, при этом средняя выживаемость пациентов составляет всего 4,8 месяца15. Несмотря на то, что только у меньшинства пациентов с раком щитовидной железы ежегодно диагностируется АТХ в Китае, уровень смертности близок к 100%16,17,18. АТХ обычно быстро растет и проникает в соседние ткани шеи, а также в шейные лимфатические узлы, и около половины пациентов имеют отдаленные метастазы19,20. Плоскоклеточный рак головы и шеи (HNSCC) является шестым по распространенности раком в мире и одной из основных причин смерти от рака, при этом, по оценкам, 600 000 человек страдают от HNSCC каждый год21,22,23. HNSCC включает большое количество опухолей, в том числе в носу, пазухах, рту, миндалинах, глотке и гортани24. ATC и HNSCC являются двумя основными злокачественными новообразованиями головы и шеи. Чтобы облегчить разработку новых терапевтических агентов и персонализированных методов лечения, необходимо разработать надежные и продвинутые доклинические модели животных, такие как модели PDX ATC и HNSCC.
В данной статье представлены подробные методы построения подкожной PDX-модели ATC и HNSCC, проанализированы ключевые факторы, влияющие на скорость захвата опухоли в построении модели, и проведено сравнение гистопатологических характеристик между моделью PDX и первичной опухолью. Между тем, в этой работе были проведены фармакодинамические тесты in vivo с использованием успешно построенных моделей PDX с целью проверки их клинической значимости.