Cadangan pendekatan baru untuk kajian teori dan kegunaan kanser • Vyacheslav Kalinin • Berita Sains mengenai "Unsur" • Onkologi

Pendekatan baru untuk penyelidikan kanser teori dan penggunaan dicadangkan.

Rajah. 1. Kaedah sejagat untuk mengkaji kanser, yang dibangunkan dalam rangka kajian. Bahan dari biopsi pesakit ditransplantasikan orthotoped (iaitu, ke dalam organ yang sama) ke tikus immunodeficient dan menerima xenograft (iaitu, dengan tisu yang dipindahkan dari sejenis organisma, dalam kes ini dari manusia) tumor (PDX, xenograft yang diperolehi pesakit). Kemudian, tumor yang ditanam dalam tikus dianalisis oleh histologi menggunakan mikroskopi elektron, genom mereka disusun, dan set mRNA telah kuantitatif. Sel tumor xenograft boleh disimpan beku untuk digunakan dalam kerja selanjutnya. Adalah sangat penting bahawa penulis telah mencipta repositori terpusat yang boleh diakses oleh penyelidik lain. Gambar dari sinopsis yang popular kepada artikel yang sedang dibincangkan diAlam

Para saintis memperoleh dan mencirikan 67 pemindahan orthotopic daripada 12 jenis kanser kanak-kanak, dan juga menunjukkan bahawa mereka mengekalkan sifat asas tumor asal. Hasil kerja dan budaya sel yang diperoleh dibentangkan dalam gudang data, dibuka untuk digunakan oleh penyelidik lain. Secara kebetulan, ternyata bahawa zat AZD1775, perencat kinase protein WEE1, berkesan terhadap rhabdomyosarcoma.Sistem yang dibangunkan agak murah dan boleh digunakan untuk mengkaji tumor kanser manusia, serta pemilihan pesakit terapi kanser dan ujian pra-klinik ubat anti kanser baru.

Kanser dipelajari di beribu-ribu makmal di seluruh dunia. Kadang-kala terdapat kes-kes lucu apabila, sebagai contoh, kekeliruan atau pencemaran kultur sel oleh sel-sel lain, saintis tidak berfungsi sama sekali dengan sel-sel kanser yang diperlukan. Hasilnya perlu dihantar ke sampah, dan perbelanjaan yang besar untuk mereka tidak sia-sia. Lebih jelas lagi bahawa penyatuan dan penyeragaman penyelidikan mengenai penyakit onkologi diperlukan: mereka harus dijalankan mengikut satu protokol, dengan bahan yang boleh dicirikan dan disahkan. Untuk melakukan ini, usaha penyelarasan pelbagai institut dan makmal membuat repositori (gudang data) sel terperinci dan diuji dengan kemampuan untuk mengakses pangkalan data ini dengan cepat.

Walaupun kadar kelangsungan hidup purata kanak-kanak dengan tumor pepejal (lihat tumor pepejal) adalah lebih daripada 75%, di kalangan kanak-kanak yang mengalami kembung kurang daripada 30%.Pangkalan data yang menerangkan pelbagai jenis tumor tersebut, terutamanya yang jarang ditemui, harus membantu membuat model baru kambuh.

Pengarang artikel dalam jurnal Alam membangunkan sistem yang membolehkan pembiakan kanser kanak-kanak yang mencukupi dalam tikus model. Semasa 2010-2015, mereka mengambil sampel tisu segar dan metastasis daripada 225 kanak-kanak dan mengkaji secara terperinci, membandingkan mereka dengan sampel tisu normal pesakit-pesakit ini. 148 sampel diberikan kepada tikus immunodeficient untuk mendapatkan orthotopic (dalam organ yang sama seperti pesakit) xenograft (alien, dengan tisu dipindahkan dari kanak-kanak yang sakit) tumor (orthotopic patient-xenografts, Rajah 2). Tumor yang dikembangkan pada tikus kemudian dibandingkan dengan tumor pesakit.

Rajah. 2 Lokasi jenis kanser yang paling biasa dikaji di badan manusia dan tikus (neuroblastoma, osteosarcoma, rhabdomyosarcoma, retinoblastoma, tumor Wilms, sarcoma Ewing). Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Banyak kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa ia adalah semasa transplantasi orthotopic (berbeza dengan transplantasi yang biasa digunakan di bawah kulit) bahawa sifat sel-sel yang dipindahkan terpelihara dengan baik.

Sejumlah 15 jenis sel tumor yang dipindahkan: neuroblastomas (41 sampel), osteosarcomas (31), rhabdomyosarcomas (20), retinoblastomas (10), tumor Wilms (9), karsinoma sel bulat desmoplastic (9, ), Sarkoma Ewing (7), sarkoma sangat malignan (6), karsinoma adrenokortikal (5). Di samping itu, 10 pemindahan enam jenis kanser sangat jarang berlaku. Sel-sel tumor pelbagai berakar dengan tahap keberkesanan (purata, 45%). Sebanyak 67 sampel tumor xenograf orthotopic yang terdiri daripada 12 jenis kanser telah diperolehi (Rajah 3). Ia adalah mungkin untuk mendapatkan budaya sel daripada mereka, menjalankan manipulasi genetik dengan mereka, membekukan mereka untuk penyimpanan, dan menggunakannya untuk pemindahan berulang ke dalam tikus.

Rajah. 3 Keberkesanan implantasi orthotopic sel-sel pelbagai tumor dalam tikus immunodeficient. DSRCT – karsinoma sel bulat desmoplastik, EWS – sarcoma Ewing, HGS – sarcoma tinggi malignan, NB – neuroblastoma, OS – osteosarcoma, RB – retinoblastoma, RMS – rhabdomyosarcoma, WT – tumor Wilms. Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Sel-sel dari tumor tikus yang dihasilkan sekali lagi tertakluk kepada kajian terperinci, dan hasilnya dibandingkan dengan ciri-ciri yang bersamaan sampel dari pesakit.Menurut kajian imunohistologi, 48 daripada 49 tumor tikus hampir sama dengan tumor pesakit yang sama. Mikroskop elektron 36 tumor xenograf dikaji menunjukkan kehadiran struktur intrasel dan intraselular yang sama di dalamnya sama seperti pada tumor asal.

Untuk mengetahui sama ada tumor xenograft mengekalkan mutasi somatik tumor asal, penjujukan lengkap genom dan urutan pengekodan (exomes) 51 tumor xenograft / tumor asal dilakukan. Dalam beberapa kes yang jarang berlaku, mutasi yang tidak terdapat dalam tumor asal didapati dalam tumor xenograft, dan sebaliknya. Ini mungkin disebabkan oleh mutasi yang berlainan yang boleh berlaku di beberapa bahagian tumor – heterogenitas tumor sudah diketahui, dan juga dengan pencemaran tisu tumor dengan tisu biasa. Pada amnya, set mutasi dalam tumor xenograft sepadan dengan baik dengan set mereka dalam tumor asal. Dengan transplantasi berulang, sel-sel "xenograft" terus berkembang dan perlahan-lahan mengumpul mutasi baru, tetapi set permulaan asasnya dikekalkan.Penentuan kuantitatif set mRNA telah menunjukkan bahawa profil ekspresi gen juga dipelihara dalam tumor xenograft. Pemendakan chromatin dengan antibodi terhadap sejumlah histoni, diikuti oleh penjujukan kawasan DNA yang dilindungi oleh histones ini, menunjukkan bahawa sel-sel "xenograft" mengekalkan set gen-gen yang wujud dalam tumor asal yang terbuka dan ditutup untuk ekspresi. Dalam erti kata lain, sifat-sifat tumor dipelihara di peringkat epigenetik.

Untuk menentukan sensitiviti jenis tumor xenograft yang berbeza kepada ubat-ubatan, 30 daripada mereka digunakan untuk mendapatkan budaya sel yang mudah terdedah kepada 156 ubat terapeutik. Antara sebatian yang diuji, sebatian kimia AZD1775, yang belum diluluskan untuk kegunaan di klinik untuk rawatan rhabdomyosarcoma, adalah kepentingan khusus. Ia adalah perencat WEE1 – salah satu pengawal selia utama pertumbuhan sel. AZD1775 berkesan menindas pertumbuhan sel dalam budaya. Kemudian, sel-sel dari rhabdomyosarcoma xenograft menandakan gen luciferase protein luminescent, dan selepas transplantasi orthotopic pada tikus, kesan rawatan dengan kombinasi pelbagai ubat diperhatikan.Hasil terbaik diperolehi dalam kes kombinasi irinotecan + vincristine + AZD1775 (Rajah 4).

Rajah. 4 Ujian pra-praktikal menggunakan model tumor xenograft tetikus. Tikus dirawat untuk rhabdomyosarcoma yang divaksinasi dengan pelbagai bahan antitumor (singkatan: IRN – irinotecan, VCR – vincristine). Menurut pendarfluor luciferase, seseorang dapat menilai kejayaan pelbagai kombinasi bahan: PD telah berkembang, penguncupan PR – sebahagian daripada tumor, CR – tumor tidak dikesan. Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Kombinasi ini ternyata lebih berfaedah dari sudut pandangan kadar kelangsungan hidup tikus berbanding gabungan irinotecan + vincristine dan penggunaan AZD1775 sahaja (Rajah 5) untuk rawatan penyakit ini.

Rajah. 5 Kehidupan tikus dalam rawatan rhabdomyosarcoma vaksin dengan pelbagai sebatian antitumor. Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Teknik penghasilan tumor xenograft orthotopic sudah maju dengan baik, dan pemindahan biasanya berjalan dengan jayanya. Kaedah yang diterangkan dalam artikel yang dibincangkan adalah agak mudah dan murah, dan penggunaannya, serta repositori yang tersedia tanpa pengarang bersama dan bebas untuk penyelidik lain,dengan ketara dapat memajukan kajian kanser di banyak makmal, yang membolehkan pembangunan kanser baru yang lebih cepat dan kurang mahal.

Kelebihan yang paling ketara pendekatan yang diterangkan adalah penciptaan sampel yang mudah untuk penyelidikan lanjut tanpa kehilangan sifat tumor. Apa yang sangat berharga, anda boleh membuat model untuk pemilihan rawatan untuk kanser, yang mana tidak ada garis tetikus yang direka oleh genetik. Makmal sudah mempunyai kira-kira 1,000 model xenograft "keras" dan kanser hematologi pada kanak-kanak dan orang dewasa. Pengarang kerja yang sedang dibincangkan membuat sumbangan yang signifikan terhadap kajian-kajian semacam itu dengan membuat 148 ular masa kanak-kanak, termasuk yang sangat jarang.

Adalah penting untuk pertama kali analisis terperinci mengenai tumor xenograft telah dijalankan, yang menunjukkan tahap keserupaan yang tinggi dengan tumor asal. Pemindahan semula sel xenograf beku juga menunjukkan tahap keserupaan tumor sekunder yang tinggi dengan yang asal. Rangkaian Tumor Solidariti Kanak-kanak Konsortium, yang anggotanya adalah pengarang kerja yang dibincangkan, telah menyediakan akses kepada repositori kepada lebih daripada 120 makmal di 11 negara.Pada masa akan datang, aktiviti konsortium ini dan lain-lain mungkin akan dibangunkan, repositori akan berkembang, dan model xenograft baru akan muncul menggunakan teknik standard.

Sumber:
1) E. Stewart et al. Xenograf yang berasal dari pesakit Orthotopic tumor pepejal pediatrik // Alam. 2017. DOI: 10.1038 / nature23647.
2) Mark A. Murakami & David M. Weinstock. Model kanser: Perkara terbaik seterusnya // Alam. 2017. (Sinopsis popular kepada artikel yang dibincangkan.)

Vyacheslav Kalinin


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: