Успешное создание модели ксенотрансплантата (CDX) из клеточной линии ортотопических нейрофибром у мышей NSG представляет собой значительный прогресс в исследованиях NF1, устраняющий ключевые ограничения существующих моделей. Протокол подтверждает, что иммортализированные NF1-ассоциированные шванновские клетки человека (ipNF04.4)14,15,16 могут быть эффективно внедрены в седалищный нерв мышей с иммунодефицитом, что приводит к воспроизводимому развитию опухоли в физиологически значимом микроокружении. Ортотопические ксенотрансплантаты шванновских клеточных линий были упомянуты в оригинальных исследованиях по созданию шванновских клеточных линийчеловека 14,15, и подробный протокол представлен здесь.
Ключом к успеху этого протокола стала тщательная подготовка и мониторинг как клеточных компонентов, так и животных-хозяев. Во время процедуры анестезия тщательно контролировалась, что гарантировало, что мыши поддерживаются в надлежащем состоянии анестезии без значительного стресса. Чтобы свести к минимуму любое потенциальное повреждение, седалищный нерв не растягивали зажимами или щипцами, а также соблюдали большую осторожность, чтобы избежать механического воздействия на ткани. Использование BLI на основе люциферазы позволило проводить неинвазивный лонгитюдный мониторинг роста опухоли, обеспечивая количественные и воспроизводимые данные. Эта стратегия визуализации не только подтвердила жизнеспособность трансплантата, но и позволила выявить ранние отклонения в динамике опухоли. Отсутствие значительной потери веса (Дополнительный рисунок 1), двигательной дисфункции или других признаков дистресса у мышей подчеркивает совместимость этого протокола с этическими принципами благополучия животных и 3R (Замена, Сокращение, Уточнение).
По сравнению с GEMM, которые полагаются на условную инактивацию Nf1 6,7,9, этот подход имеет несколько явных преимуществ. GEMM требуют специфических генетических модификаций, но они могут не полностью воспроизводить сложные взаимодействия опухоли и стромы, наблюдаемые при нейрофибромах человека 1,17. Эта модель позволяет проводить прямое исследование шванновских клеток человека в их родной нервной нише, сохраняя клеточныевнешние факторы4. В отличие от ГЭММ, где опухоли развиваются непредсказуемо с течением времени, модель ксенотрансплантата позволяет осуществлять точный пространственно-временной контроль над образованием опухоли. Эта модель обеспечивает быструю и воспроизводимую платформу для тестирования кандидатных методов лечения, а BLI позволяет в режиме реального времени отслеживать прогрессирование опухоли и ответ на лечение.
Кроме того, эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями МПНСТ, в которых было показано, что ортотопическая ксенотрансплантация повышает точность моделей опухолей5. Тем не менее, доброкачественные нейрофибромы представляют собой уникальные проблемы, поскольку их рост в значительной степени зависит от специфических нервных взаимодействий, которые обычные методы подкожной трансплантации не могут восполнить6. Полученные результаты подтверждают, что интраневральная инъекция обеспечивает оптимальную среду для устойчивого развития нейрофибромы.
Таким образом, эту модель in vivo можно рассматривать как актуальную дополнительную альтернативу GEMM для доклинических терапевтических испытаний. Однако у модели есть ограничения. Шванновские клетки человека, полученные из нейрофибром, были увековечены и демонстрируют фенотип опухоли, который можно считать более агрессивным, чем у плексиформной нейрофибромы, с плотной пролиферацией клеток (рис. 2). У животных не наблюдалось никаких признаков отдаленного распространения, а полная злокачественная трансформация не продемонстрирована. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы показать, может ли клеточный фенотип соответствовать «промежуточному» фенотипу, напоминающему об атипичной нейрофиброме, такой как атипичные нейрофиброматозные новообразования с неизвестным биологическим потенциалом (ANNUBP)18. Еще одно критическое ограничение модели заключается в ее зависимости от иммунодефицитных мышей. Отсутствие адаптивной иммунной системы у мышей NSG ограничивает изучение иммунно-опухолевых взаимодействий, которые все чаще признаются ключевыми факторами биологии нейрофибромы 7,19,20,21. Будущие усовершенствования могут включать в себя гуманизированные мышиные модели или альтернативные стратегии для лучшего отражения иммунологических аспектов заболевания. Кроме того, использование экспрессии люциферазы для мониторинга опухолей, хотя и является высокоэффективным, может ограничить применимость этого протокола к экспериментальным установкам, не имеющим доступа к оборудованию BLI. Несмотря на то, что БЛИ является чувствительным и неинвазивным методом, он не дает прямого представления о гистопатологических изменениях. Дополнительные анализы, такие как МРТ или расширенная гистология, могут еще больше улучшить характеристику прогрессирования нейрофибромы.
Несколько процедурных этапов могут потребовать оптимизации для обеспечения успешного приживления опухоли. Неудача инъекции может быть результатом неправильного расположения иглы или чрезмерной утечки клеточной суспензии. Чтобы смягчить это, игла должна быть осторожно введена параллельно седалищному нерву и медленно извлекаться после инъекции. Вариабельность сигналов биолюминесценции может возникать из-за непостоянной дозировки люциферина или смещения во время визуализации. Рекомендуется стандартизировать время введения люциферина (10 минут) и поддерживать одинаковые настройки визуализации для всех животных. Если вариабельность роста опухоли остается высокой, подтвердите жизнеспособность клеток перед инъекцией и минимизируйте стресс животного во время работы.
В заключение следует отметить, что данное исследование создает новую и воспроизводимую модель ксенотрансплантата ортотопической нейрофибромы, предлагающую эффективную доклиническую платформу для изучения доброкачественных опухолей, ассоциированных с NF1. Используя шванновские клетки человека в их естественном нервном микроокружении, эта модель точно имитирует биологию нейрофибромы человека, обеспечивая при этом мониторинг опухолей в режиме реального времени и контролируемые терапевтические вмешательства. Эта модель представляет собой важный шаг между GEMM и моделями, полученными от пациента (PDX), прокладывая путь к более клинически значимым подходам к исследованию и лечению нейрофибромы.
Будущие усовершенствования должны быть направлены на интеграцию иммунных компонентов, таких как гуманизированные модели мышей, для изучения роли микроокружения опухоли6. Расширение методов визуализации, включая МРТ или ПЭТ, может дополнить БИ структурными и метаболическими знаниями22. Продление сроков экспериментов будет иметь важное значение для изучения долгосрочного развития нейрофибромы и потенциальных рисков злокачественной трансформации. Преодолевая разрыв между моделями GEMM и PDX, эта платформа расширяет трансляционные исследования в области NF1, предлагая новые возможности для терапевтических инноваций при доброкачественных опухолях оболочки периферических нервов.