Моделирование опухолей головного мозга in vivo с использованием электропорационной доставки плазмидной ДНК, представляющей мутационные сигнатуры пациента
23 июня 2023 г.
Использование иммунокомпетентной, аутохтонной модели опухоли, основанной на распространенных мутациях пациента, для доклинических испытаний имеет решающее значение для иммунотерапевтического тестирования. Этот протокол описывает метод создания мышиных моделей опухолей головного мозга с использованием электропорационной доставки плазмидной ДНК, которая представляет распространенные мутации пациента, что обеспечивает точную, воспроизводимую и согласованную модель мыши.
Метод фокусируется на моделировании профилей мутаций глиобластомы у пациентов на иммунокомпетентной мышиной модели и на том, как эти различные мутации влияют на микроокружение опухоли и ответ на лечение. Геномное секвенирование и секвенирование отдельных клеток показывают, что генетические драйверные мутации глиобластомы связаны с агрессивностью рака и компонентами опухолевого микроокружения, такими как популяция иммунных клеток. Мышиные модели глиобластомы в доклинических испытаниях показали большой успех иммунотерапии, приводящей к излечивающим результатам и отсутствию признаков роста опухоли после лечения.
Однако эти эффекты не отражаются на исходе или выживаемости пациентов. Этот протокол повторяет профили мутаций опухоли глиобластомы у пациента на иммунокомпетентной мышиной модели, что позволяет постепенно увеличивать автохтонную опухоль и лучше прогнозировать эффективность лечения, особенно при иммунотерапии. Эта система моделирования интегрирует ДНК-плазмиды в геном посредством электропорации иммунокомпетентных мышей.
Он позволяет избежать использования вирусов и трансплантации тысяч опухолевых клеток, которые могут иметь свои собственные иммунные эффекты, искажая последующие результаты. Использование иммунокомпетентной мышиной модели, которая повторяет профили мутаций пациента, позволяет более точно оценивать результаты лечения, предотвращая трудоемкую задачу доставки ложноположительных результатов в клинику.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описан метод создания мышиных моделей опухолей головного мозга, которые точно воспроизводят распространенные мутации, встречающиеся у пациентов с глиобластомой. Использование иммунокомпетентной модели аутохтонной опухоли позволяет исследователям более точно прогнозировать эффективность терапии, особенно в случае иммунотерапии.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Онкология
- Иммунотерапия
Теоретические сведения
- Глиобластома характеризуется агрессивным течением рака.
- Генетические драйверные мутации влияют на микроокружение опухоли и ответ на терапию.
- Современные доклинические модели часто не позволяют точно предсказать исходы лечения пациентов.
- Иммунокомпетентные модели обеспечивают более точное воспроизведение заболевания человека.
Цель исследования
- Создание мышиной модели, имитирующей мутации глиобластомы у пациентов.
- Изучение влияния этих мутаций на рост опухоли и ответ на лечение.
- Повышение прогностической значимости доклинических исследований иммунотерапии.
Используемые методы
- Доставка плазмидной ДНК методом электропорации.
- Интеграция плазмид ДНК в геном иммунокомпетентных мышей.
- Моделирование постепенного роста автохтонных опухолей.
- Геномное и одноклеточное секвенирование для анализа мутационного профиля.
Основные результаты
- Успешное моделирование профилей мутаций пациентов с глиобластомой.
- Идентификация популяций иммунных клеток, связанных с поведением опухоли.
- Продемонстрированная эффективность иммунотерапии в доклинических исследованиях.
- Выявленные расхождения между мышиными моделями и результатами лечения пациентов.
Выводы
- Разработанная модель представляет собой надежную платформу для тестирования стратегий иммунотерапии.
- Она позволяет лучше понять взаимодействия в микроокружении опухоли.
- В будущих исследованиях данную модель можно использовать для совершенствования стратегий лечения пациентов.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Доставка специфических для пациента мутационных сигнатур в нейральные стволовые клетки иммунокомпетентных мышей методом электропорации позволяет создавать высокопрогностические модели аутохтонных опухолей головного мозга для доклинической оценки иммунотерапии. Этот подход устраняет трансляционный разрыв между стандартными ксенографтами клеточных линий и клиническими результатами за счет воспроизведения микроокружения опухоли и иммунного контекста. Данная модель способствует обоснованному продвижению препаратов для иммуноонкологии, предоставляя более клинически значимые данные об эффективности и механизмах действия.
Стратегическое применение в исследованиях и разработках биофармацевтики
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет исследовать драйверные мутации глиобластомы и их влияние на биологию опухоли in vivo.
- Обеспечивает функциональную валидацию генетических мишеней в иммунокомпетентной системе, соответствующей патологии заболевания.
- Способствует механистическому снижению рисков путем моделирования профилей мутаций пациентов и иммунных взаимодействий.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает платформу для оценки иммунотерапевтических средств в условиях, имитирующих динамику взаимодействия опухоли и иммунной системы пациента.
- Позволяет получать воспроизводимые количественные показатели роста опухоли и численности популяций иммунных клеток для оценки соединений.
- Способствует стандартизации анализа, исключая искажающие эффекты вирусных векторов или трансплантации клеток.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает соответствие доклинических испытаний эффективности мутационным сигнатурам и иммунному микроокружению, имеющим значение для пациентов.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации программ в области иммуноонкологии.
- Повышает прогностическую достоверность при переходе к клиническим исследованиям за счет моделирования постепенного эндогенного развития опухоли.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данная модель интегрирована в континуум от этапа поиска до доклинических исследований, связывая ранние механистические исследования с трансляционной оценкой иммунотерапии.
- Биология открытий: Обеспечивает проверку гипотез о мутационном туморогенезе и иммунной модуляции.
- Скрининг: Предоставляет количественные, воспроизводимые показатели опухолевых и иммунных клеток для приоритизации кандидатов.
- Аналитика: Позволяет использовать данные геномного и одноклеточного секвенирования для сравнения эффектов мутаций и ответов на лечение.
- Трансляционные исследования: Способствует согласованию с профилями биомаркеров пациентов и иммунными сигнатурами.
- Корпоративное повторное использование: Предлагает многоразовую модульную платформу для различных комбинаций мутаций и методов лечения.
Операционное и организационное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность в исследованиях в области иммуноонкологии.
- Операционная ценность: стандартизирует моделирование опухолей без влияния вирусных или трансплантационных факторов, повышая воспроизводимость.
- Стратегическая ценность: способствует принятию более обоснованных решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет отсеивания ложноположительных результатов до начала клинических испытаний.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию с учетом рисков и продвижение перспективных иммунотерапевтических кандидатов.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с новорожденными мышами, навыки микроинъекций и электропорации.
- Необходим доступ к оборудованию для электропорации и инфраструктуре для геномного анализа.
- Требуется стандартизация между исследовательскими группами для воспроизводимой индукции опухолей и сбора данных.
- Может потребоваться адаптация для различных сигнатур мутаций или подтипов опухолей.
- Практические ограничения включают требования к техническим навыкам и временные затраты на разработку модели.
