Протокол направлен на описание мышиной модели генерации рецидивов острого лимфобластного лейкоза, основанной на динамике ответа на индукционную химиотерапию.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Протокол направлен на описание мышиной модели генерации рецидивов острого лимфобластного лейкоза, основанной на динамике ответа на индукционную химиотерапию.
Острый лимфобластный лейкоз (ОЛЛ) является новообразованием незрелых лимфоидных клеток-предшественников и одним из наиболее распространенных злокачественных новообразований у детей. Несмотря на то, что показатели излечения при ОЛЛ у детей приближаются к 90%, рецидив и лекарственная устойчивость остаются проблемами. В этом контексте изучение биологии рака in vivo имеет важное значение, и для этой цели широко используются ксенотрансплантаты, полученные от пациентов (PDX) с использованием мышиных моделей. Тем не менее, PDX из образцов с рецидивом или по сравнению с диагностическими образцами не позволяют в полной мере оценить механизмы возникновения и прогрессирования рецидива. Этот протокол основан на генерировании рецидивов B-ALL PDX у мышей, что позволяет собирать лейкозные клетки на протяжении всего процесса приобретения лекарственной устойчивости. Животные, приживленные клетками B-ALL PDX, лечатся комбинацией четырех препаратов, обычно используемых в терапии ОЛЛ, представляющих различные механизмы действия: дексаметазон, винкристин, L-аспарагиназа и даунорубицин. После 4-недельной фазы индукции ремиссии за животными наблюдают на предмет рецидивов в период покоя. Цикл лечения и рецидива повторяется до тех пор, пока время рецидива не сокращается, выступая в качестве суррогата повышенной лекарственной устойчивости in vivo. Чтобы изучить механизмы, лежащие в основе рецидива и резистентности, лейкозные клетки собираются до и после каждого цикла лечения для фенотипического и генетического анализа. Для валидации модели были протестированы различные образцы ОЛЛ у детей, включая как хорошие, так и плохие ответы, что оценивалось по наличию бластов в периферической крови после 7 дней терапии кортикостероидами и по минимальной остаточной болезни (МОБ) на 15, 33 и 78/96 день. Результаты, наблюдаемые на мышах, согласуются с данными пациентов, подтверждая точность модели в имитации клинического ответа на химиотерапию. Этот подход позволяет динамически изучать рецидив и лекарственную устойчивость при B-ОЛЛ, поддерживая механистические исследования и разработку новых терапевтических стратегий.
Острый лимфобластный лейкоз (ОЛЛ) является наиболее распространенным онкологическим заболеванием у детей. Несмотря на высокие показатели излечения, достигнутые в последние десятилетия, с 5-летней общей выживаемостью, достигающей 90%в странах с высоким уровнем дохода1, и значительные усилия по поиску новых терапевтических стратегий, в развитых странах у 15%-20% пациентов случается рецидив заболевания, при этом выживаемость варьируется от 30% до 60% в зависимости от того, произойдет ли первый рецидив рано (до 18 месяцев) или позже (36 месяцев) после постановкидиагноза. 3. В связи с этим, рефрактерность и рецидив ОЛЛ остаются проблемами, которые необходимо преодолеть. С точки зрения диагностики, рефрактерный ОЛЛ отличается от рецидива низкой чувствительностью к химиотерапии, в то время как рецидив ОЛЛ характеризуется рецидивом заболевания после периода ремиссии. Как и для других видов рака, для ОЛЛ характерны генетические аномалии, включая анеуплоидии, хромосомные перестройки и различные генные мутации, которые связаны с различными терапевтическими реакциями и риском рецидива4. Поскольку рецидивы ОЛЛ чаще возникают у пациентов с высоким риском, которые уже получали химиотерапию максимальной интенсивности, дальнейшие корректировки доз или комбинаций препаратов вряд ли будут достаточными. Вместо этого усилия должны быть направлены на выявление механизмов, лежащих в основе лекарственной устойчивости и рецидива.
В свете этого исследователи попытались понять, как давление отбора, оказываемое химиотерапией, способствует появлению резистентных клеток. Большая часть существующей литературы связывает рецидив с распространением резистентного злокачественного субклона, который уже присутствовал намомент постановки диагноза. Тем не менее, недавнее исследование предполагает существование альтернативных механизмов, таких как эпигенетические модификации, которые регулируют транскрипционные программы, которые также могут способствовать рецидиву6.
Значительные усилия были направлены на создание точных моделей in vivo для изучения ВСЕХ рецидивов. Иммунодефицитные мыши были успешно использованы для приживления ОЛЛ, сохранив исходные признаки заболевания 7,8, что привело к разработке ксенотрансплантатов (PDX), полученных от пациента. Эта модель позволяет осуществлять приживление и пролиферацию исходных опухолевых клеток/клеток лейкемии в совместимом микроокружении. Одним из его основных преимуществ является возможность оценки реакции трансплантированных ОЛЛ клеток на химиотерапию9.
Модели PDX также использовались для имитации и изучения ВСЕХ рецидивов. Например, в протоколе, разработанном Samuels et al.10 , использовались мыши, не страдающие ожирением и тяжелым комбинированным иммунодефицитом (NOD/SCID), которым были трансплантированы клетки лейкемии пациента, для изучения механизмов резистентности к индукционно-подобному режиму химиотерапии. Авторы описали лечение винкристином, дексаметазоном, L-аспарагиназой и даунорубицином (VXLD) и привели примеры количества циклов лечения и сроков рецидива. Тем не менее, модель была сосредоточена на анализе клеток сразу после лечения - тех, которые пережили первоначальную терапию - вероятно, представляя собой минимальную остаточную болезнь (МОБ), а не рецидив.
В более позднем исследовании оценивалось, является ли краткосрочным лечением ОЛЛ-трансплантированного НОД. Мыши с иммунодефицитом Cg-PrkdcscidIl2rg tm1Wjl/SzJ (NOD scid gamma, или NSG) могли прогнозировать рецидив у соответствующих пациентов11. Образцы ОЛЛ промежуточного риска - как от рецидивирующих, так и от нерецидивирующих пациентов - были трансплантированы мышам и обработаны индукционной схемой, состоящей из винкристина, дексаметазона и L-аспарагиназы (VXL). Измеряли и сравнивали время до приживления и рецидивы после лечения. Полученные результаты свидетельствуют о том, что эта PDX-модель может служить прогностическим инструментом для прогнозирования исходов для пациентов. Этот вывод подтверждает полезность мышиных моделей PDX для изучения биологии рецидивов ОЛЛ. Например, рецидивирующие клетки могли быть исследованы в разные моменты времени, чтобы раскрыть механизмы, лежащие в основе рецидива.
В этой рукописи мы представляем усовершенствования модели мышей PDX для изучения рецидива B-ОЛЛ. Мы стремимся изучить рецидив заболевания и характеристики рецидивирующих клеток после их формирования с помощью индукционной химиотерапии. Схема из четырех препаратов, похожая на индукцию - винкристин, дексаметазон, L-аспарагиназа и даунорубицин - была стандартизирована с использованием линии мышей NSG. Известно, что этот штамм имеет ограничения в выдерживании повторных циклов химиотерапии из-за мутации Prkdcscid и повышенной чувствительности к генотоксическому стрессу12. Поэтому масса тела животного контролировалась как маркер токсичности лечения. Модель рецидива B-ALL можно разделить на три основных этапа: (1) трансплантация клеток ALL мышам с целью достижения порога приживления 0,2-1% клеток CD45⁺ человека в периферической крови; (2) 4 недели химиотерапии, за которыми следует период покоя до первого рецидива (R1); и (3) при обнаружении R1 повторные 1-недельные циклы лечения индукционного типа. Последующие рецидивы (R2, R3... RN), и регистрируется интервал между лечением и рецидивом (Δt). Прогрессирующее укорочение Δt интерпретируется как признак приобретенной лекарственной устойчивости. В рамках более глубоких исследований механизмов рецидива клетки B-ALL могут быть собраны до и после различных этапов протокола. Важно подчеркнуть, что в зависимости от времени между возникновением рецидива и восстановлением клеток, присущие этому феномену механизмы могут не сохраняться. В связи с этим крайне важно, чтобы после подтверждения рецидива клетки были собраны быстро. Собранные клетки могут быть использованы для будущих фенотипических и генетических анализов, включая, среди прочего, оценку динамики клеточного цикла, миграции клеток, частоты клеток, инициирующих лейкемию, хромосомных изменений и эпигенетических модификаций.
В рамках данной статьи мы сосредоточимся на описании модели мыши с рецидивом. Подробная информация будет предоставлена для трех экспериментальных фаз - трансплантации, лечения до первого рецидива (R1) и циклического лечения до множественных рецидивов (R2, R3...). Мы надеемся, что эта модель позволит исследователям создавать устойчивые к химиотерапии B-ALL клетки из различных подтипов, что позволит глубже изучить клеточные и молекулярные изменения, связанные с рецидивом. В конечном счете, это может способствовать лучшему пониманию механизмов резистентности и способствовать разработке более эффективных и персонализированных методов лечения.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все эксперименты на животных проводились в соответствии с правилами и этическими принципами Comissão de Ética no Uso de Animais из Centro Infantil Boldrini (CEUA/Boldrini 0047-2024). Образцы лейкемии, использованные в этом исследовании, были получены из биобанков флаконов пациентов, проходивших лечение в Centro Infantil Boldrini, которые разрешили использование своих клеток через форму информированного согласия. Проект был одобрен Комитетом по институциональной этике (CAAE 34601120.7.0000.5376).
1. Трансплантация клеток лейкемии и мониторинг приживления
2. Лечение мышей
3. Повторные циклы лечения до появления резистентных клеток
4. Восстановление лейкозных клеток путем забора органов
5. Выделение лейкозных клеток методом градиентного центрифугирования
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В контексте наших исследований образцы ОЛЛ-предшественников В-клеток были отобраны из двух групп пациентов: одна, которая продемонстрировала благоприятный ответ, что определялось отсутствием лейкозных клеток в периферической крови на 8-й день и отсутствием остаточных лейкозных клеток в костном мозге на 15, 33 и 78/96 день. Другая группа была сформирована ОЛЛ, которые соответствовали молекулярным подгруппам предыдущих, полученных от пациентов с плохим клин...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Понимание биологических механизмов, лежащих в основе опухолевых заболеваний, имеет важное значение для разработки более эффективных методов лечения и улучшения результатов лечения пациентов. При таких состояниях, как острый лимфобластный лейкоз у детей, эти исследовательские подходы не только актуальны для повышения показателей излечения, но и имеют особую ценность для пациентов, у которых стандартные методы лечения достигли пределов терапевтической интенсивности и переносимости. В услов...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Мы благодарим Centro Infantil Boldrini и всех пациентов, которые пожертвовали свои образцы для исследования. Мануэлла М. Хофф получила стипендию от Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) от Исследовательского фонда Сан-Паулу (FAPESP, 2024/ 03383-2). Хосе А. Юнес получил стипендию в области продуктивности от Национального совета по технологическому и научному развитию (CNPq, 308399/2021-8). Эта работа была поддержана финансированием исследований от Министерства здравоохранения Бразилии в рамках программы PRONON (Programa Nacional de Apoio à Atenção Oncológica, NUP 25000.211174/2019-45).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 1 mL шприц | BD | #309628 | Извлечение органов |
| 10 мл стерильной воды для инъекции | Halex Istar Indú stria Farmaceutica LTDA | https://www.medstoremaringa.com.br/produtos/agua-destilada-10ml-pack-c-5un-isofarma/ | Восстановление препарата |
| 10-кратное решение лизиса эритроцитов | BioLegend | #420302 | Обработка образцов крови мышей |
| 5-канальный анализатор ячейки | BD Biosciences | 658226R1 | Потоковый цитометр и bbsp; |
| 70 мкМ фильтр | Falcom | #352350 | Извлечение органов |
| Ацепромазин малеат Inj | Vetnil LTDA | https://vetnil.com.br/produto/acepran-r-1 | Анестезия для мышей |
| APC анти-человеческий CD45 - изотип мыши IgG1 - клон HI30 | BioLegend | #304037 | Окрашивание лимфоцитов |
| Аспарагиназа 10000 U | Агиназа/медак | #88660100 | Лечение мышей |
| Brilliant-Violet 605 антимышиный CD45 - изотип мыши IgG2 - клон 30-F11 | BioLegend | #103139 | Окрашивание лимфоцитов |
| Даунорубицин | Фармарин | #116880025 | Лечение мышей |
| Дексаметазон | Остро; | #00000066 | Лечение мышей |
| Диметилсульфоксид | Сигма-Олдрич | #589569 | Криоконсервация лимфоцитов |
| Одноразовая игла — 0,60 x 25 мм (23G x 1') ’) | BD | #300388 | Извлечение органов |
| Esterile одноразовый ланцет | Yancheng Huida Medical Instruments | https://www.cralplast.com.br/produto/lanceta-manual/ | Сбор крови мышей |
| Этилендиаминитетретретретическая кислота | Жизненные технологии | #15576-O28 | Решение EDTA |
| Сыворотка плода для быка | Культилаб | #F083 | Криоконсервация лимфоцитов |
| Анализ программного обеспечения для цитометрии потока — версия 10.10.0 | BD Biosciences | https://www.flowjo.com/ | Анализ потоковой цитометрии |
| Анализ программного обеспечения для графов и построения графиков — версия 9.5.1 | Дотматика | https://www.graphpad.com/features | Построение графиков и анализ графиков |
| Инсулиновый шприц с прикреплённой иглой 1 мл FX 12,7 мм X 0,33 мм | Descarpack | e0342101 | Трансплантация мышей и введение лекарств |
| Кетамин Индж | Sespo Indú stria e comé rcio LTDA | https://www.bassopancotte.com.br/produto/dopalen-pecuaria/ | Анестезия для мышей |
| Многофункциональная хирургическая платформа для грызунов | Kent Scientific Corporation | https://www.kentscientific.com/products/surgisuite/ | Хирургические процедуры на мышах |
| ПЭ-анти-человеческий CD19 — изотип мыши IgG1 — клон HIB19 | BioLegend | #302208 | Окрашивание лимфоцитов |
| Хлорид калия | Сигма-Олдрич | P3911-1KG | Решение PBS |
| Калийфосфат дибазичный | Сигма-Олдрич | P0662-1KG | Решение PBS |
| Реагент для выделения лимфоцитов | Цитива | #17-1440-02, упаковка из 6 и раз; 100 мл | Изоляция лимфоцитов из извлекаемых органов |
| Хлорид натрия | Сигма-Олдрич | S9888-1kg | Решение PBS |
| Натрий фосфат дибазовый | Сигма-Олдрич | S9763-1KG | Решение PBS |
| Пинцеты для стерильного анатомического рассечения — 12 см ABC 0170 | Лаборатория Lí Дер | 120 | Хирургические процедуры на мышах |
| Стерильные ножницы 12 см — ABC 0321 | Лаборатория Lí Дер | 136 | Хирургические процедуры на мышах |
| Винкристин | Либбс | #7896094208483 | Лечение мышей |
| Ксилазин Индж | Sespo Indú stria e comé rcio LTDA | https://www.bassopancotte.com.br/produto/anasedan-10-ml-bovinos-e-equinos/ | Анестезия для мышей |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.