Her beskriver vi udviklingen af en klinisk relevant murine model af leverkræft rekapitulere de typiske immun funktioner af hepatocellulær cancer (HCC).
Fraværet af en klinisk relevant dyremodel, der adresserer de typiske immun karakteristika ved hepatocellulær cancer (HCC), har i væsentlig grad forhindret elucidationen af de underliggende mekanismer og udviklingen af innovative immunterapeutiske strategier. For at udvikle en ideel dyremodel til at rekapitulere Human HCC, immunkompetente mandlige C57BL/6J mus først modtage en Carbon tetrachlorid (CCl4) injektion for at fremkalde lever fibrose, derefter modtage histologisk-normale onkogene hepatocytter fra unge mandlige SV40 T antigen (TAg)-Transgene mus (MTD2) ved intra-splenisk (ISPL) inokulation. Androgen genereret i recipient mandlige mus i puberteten indleder TAg udtryk under kontrol af en lever-specifik promotor. Som et resultat, de overførte hepatocytter bliver kræftceller og danne tumor masser i fastsættelsen af lever fibrose/cirrhose. Denne nye model efterligner Human HCC initiering og progression i forbindelse med lever fibrose/cirrhose og afspejler de mest typiske træk ved humant HCC herunder immun dysfunktion.
Hepatocellulær cancer (HCC) er den mest hastigt voksende type kræft i USA (US)1,2,3. Hvert år diagnosticeres ca. 850.000 nye tilfælde4,5 og 700.000 patienter dør af denne dødeligesygdom 6,7,8,9,10 , hvilket gør den til den næsthøjeste årsag til kræft relateret død verden over. Administration af HCC omfatter kirurgisk resektion, transplantation, ablation, chemoembolization eller systemiske terapier, såsom sorafenib11. Tidlig diagnose og administration med kirurgisk resektion eller transplantation har den højeste samlede overlevelsesfordel4. Desværre, de fleste patienter til stede på et senere tidspunkt og kræver administration med ablation, chemoembolization eller sorafenib12. Sorafenib, en receptor tyrosinkinasehæmmer (RTKI), blev godkendt af Food and Drug Administration i 2008 som den eneste systemiske lægemiddelbehandling, der var tilgængelig til behandling af inoperabel HCC. Selv om stoffet kun giver en beskeden stigning i den samlede overlevelse, fra 7,9 til 10,7 måneder13, det gav en ny terapeutisk strategi, der kunne udnyttes til at forvalte HCC.
Manipulation af immunsystemet for at eliminere etablerede kræftformer er et hastigt voksende felt inden for kræftforskning14. Immun check point studier har betydeligt avanceret immunotherapeutisk lægemiddeludvikling i kræftbehandling15,16. FDA godkendte brugen af antistoffer (ABS) mod cytotoksisk T-lymfocyt antigen 4 (CTLA-4), programmeret celledød protein 1 (PD-1) og dets ligand PD-L1 til behandling af melanom, lungekræft, hoved-og nakke kræft og blærecancer17, 18 , 19 , 20. kliniske forsøg med monoterapi eller kombinationsbehandling med et eller flere antistoffer mod PD-1, PD-L1 eller ctla-4 til behandling af avanceret HCC er i gang21,22,23og nogle forsøg har vist gunstige resultater. I 2017, FDA givet fremskyndet godkendelse for anti-PD-1 antistof til behandling af HCC patienter, der er resistens over for sorafenib, men den samlede responsrate af denne behandling er kun 14,3%. Andre strategier er ikke blevet oversat til klinisk praksis på dette tidspunkt24,25. Overvinde tumor-induceret dyb immuntolerance for at forbedre immun check point terapi26; forudsigelse af effekten af immun check point terapi; forebyggelse af immunrelaterede uønskede hændelser optimering af administrationsvej, dosering og hyppighed; og finde effektive kombinationer af terapier27,28,29 alle forbliver yderst udfordrende opgaver.
Der er flere konventionelle tilgange, der anvendes til at inducere HCC i musemodeller i øjeblikket og udnyttes afhængigt af investigators særlige forskning spørgsmål30. Kemisk inducerede HCC-musemodeller med genotoksiske forbindelser efterligner skade forårsagede maligniteter. Xenograft-modeller gennem enten ektopisk eller ortotopisk implantation af HCC-cellelinjer er velegnede til lægemiddel screening. En række genetisk modificerede mus er blevet konstrueret til at undersøge Patofysiologi af HCC. Transgene mus, der udtrykker virale gener, onkogener og/eller vækstfaktorer gør det muligt at identificere veje involveret i hepatocarcinogenese. På grund af iboende begrænsninger, kan disse modeller ikke rekapitulere de typiske immun karakteristika, der ses i human HCC, som har betydeligt hæmmet belysning af de underliggende mekanismer og udvikling af innovative immunotherapeutiske strategier14 ,15. Vi har for nylig skabt en klinisk relevant murine model. Denne roman model ikke kun efterligner Human HCC initiering og progression, men også afspejler de fleste typiske træk ved sygdomme hos mennesker, herunder immun dysfunktion. Vi har karakteriseret dets biologiske og immunologiske egenskaber. Ved at udnytte denne nye model har vi undersøgt forskellige immun terapeutiske strategier til behandling af HCC31,32,33,34,35,36, 37. denne unikke platform giver os mulighed for at studere mekanismer af tumor-induceret immunotolerance og udvikle proof-of-koncept terapeutiske strategier for HCC mod eventuel klinisk oversættelse.
Med denne protokol har vi etableret en pålidelig og reproducerbar murine model af HCC, der efterligner Human HCC initiering og progression. Klinisk, mange risikofaktorer successivt inducere leverskade, lever fibrose, cirrhose og den sidste fase af HCC. I vores protokol, IP injektion af CCL4 bruges til først at producere lever fibrose i vildtype mus, som gør det muligt for de efterfølgende onkogene hepatocytter til dannelse af tumorer i fastsættelsen af lever fibrose. Vi fandt, at tumordannelse forekom mes…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde støttes af NIH/NCI R01 CA164335-01A1 (K. F. Staveley-O’Carroll, PI) og NIH/NCI R01CA208396 (Mark Kester, Guangfu Li, Kevin F. Staveley-O’Carroll).
Anesthesia machine | VETEQUIP | IMPAC6 | anesthesia machine for surgery |
Butterfly needle | BD | 8122963 | Needle used for liver perfusion |
C57BL/6 mice | Jackson Lab | 000664 | mice used in prototol |
Carprofen | CRESCENT CHEMICAL | 20402 | carprofen for pain release |
Cell Strainer | CORNING | REF 431751 | Cell strainer, 70µm, for hepatocytes isolation |
Centrifuge | Beckman Coulter | Allegra X-30R | centrifuge for cell isolation |
Clips | Teleflex Medical | REF 523700 | Titanium Clips for spleen |
Microscope | Zeiss | Primovert | microscope for cell observation |
Mtd2 mice | N/A | Gift from Dr. William A Held at roswell Park Cancer Institute in 2002, maintained in our lab | |
Needle | BD | REF 305109 | BD precisionglide needle, 27G x 1/2 (0.4mm x 13mm) |
Suture | ETHICON | J303H | coated VICRYL suture |
SV40 T Ag antibody | Abcam | ab16879 | anti-SV40 T-antigen antibody for IHC |
Syringe | BD | REF 309626 | 1 mL TB syringe for cell injection |
Trypan blue | SIGMA | T 8154 | Trypan blue solution for cell viability test |
Wound clips | Reflex | reflex9, Part. No. 201-1000 | stainless steel wound clips for wound close |