إنشاء نماذج Xenograft المستمدة من سرطان المعدة وخطوط الخلايا الأولية
Summary
يصف البروتوكول الحالي طرق إنشاء نماذج xenograft (PDX) المستمدة من المريض وخطوط الخلايا السرطانية الأولية من عينات سرطان المعدة الجراحية. وتوفر هذه الأساليب أداة مفيدة لتطوير المخدرات وبحوث بيولوجيا السرطان.
Abstract
استخدام نماذج ما قبل السريرية لتعزيز فهمنا لبيولوجيا الورم والتحقيق في فعالية العوامل العلاجية هو المفتاح لبحوث السرطان. على الرغم من أن هناك العديد من خطوط خلايا سرطان المعدة الراسخة والعديد من نماذج الماوس المعدلة وراثيا التقليدية للبحوث ما قبل السريرية، ومساوئ هذه في المختبر وفي نماذج الجسم الحي الحد من تطبيقاتها. لأن خصائص هذه النماذج قد تغيرت في الثقافة، فإنها لم تعد نموذج عدم تجانس الورم، واستجاباتها لم تكن قادرة على التنبؤ الاستجابات في البشر. وهكذا، يتم تطوير نماذج بديلة تمثل بشكل أفضل عدم تجانس الورم. تحافظ نماذج xenograft المستمدة من المريض (PDX) على المظهر الهيستولوجي للخلايا السرطانية، وتحافظ على عدم تجانس الورم، وتعكس بشكل أفضل المكونات البشرية ذات الصلة للبيئة الدقيقة للورم. ومع ذلك، عادة ما يستغرق 4-8 أشهر لتطوير نموذج PDX، وهو أطول من البقاء على قيد الحياة المتوقع من العديد من مرضى المعدة. ولهذا السبب، قد يكون إنشاء خطوط الخلايا السرطانية الأولية طريقة تكميلية فعالة لدراسات الاستجابة للأدوية. يصف البروتوكول الحالي طرق إنشاء نماذج PDX وخطوط الخلايا السرطانية الأولية من عينات سرطان المعدة الجراحية. وتوفر هذه الأساليب أداة مفيدة لتطوير المخدرات وبحوث بيولوجيا السرطان.
Introduction
سرطان المعدة هو خامس أكثر أنواع السرطان شيوعًا في جميع أنحاء العالم وثالث سبب رئيسي للوفاة بالسرطان. في عام 2018، تم تشخيص أكثر من 1,000,000 حالة جديدة من سرطان المعدة على الصعيد العالمي، وقتل ما يقدر بـ 783,000 شخص بسبب هذا المرض1. لا يزال معدل الإصابة بسرطان المعدة والوفيات مرتفعة جداً في بلدان شمال شرق آسيا2و3. على الرغم من التقدم الكبير في مجال علاج السرطان، لا يزال تشخيص المرضى الذين يعانون من سرطان المعدة المتقدم ضعيفا، مع معدل البقاء على قيد الحياة لمدة خمس سنوات من حوالي 25٪4،5،6، 7،. وبالتالي، هناك حاجة ملحة لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة لسرطان المعدة
علاج سرطان المعدة هو التحدي بسبب عدم تجانسه عالية8،9. وهكذا، فإن مسألة كيفية التصدي لتحديات عدم تجانس الورم لتحقيق الطب الدقيق أمر أساسي لبحوث السرطان. في المختبر وفي نماذج الجسم الحي تلعب أدوارا حاسمة في توضيح الآليات غير المتجانسة وبيولوجيا سرطان المعدة. ومع ذلك، على الرغم من أن هناك العديد من خطوط خلايا سرطان المعدة والعديد من نماذج الماوس المعدلة وراثيا التقليدية للبحوث ما قبل السريرية، ومساوئ هذه النماذج تحد من تطبيقاتها10. لأن خصائص هذه النماذج قد تغيرت في الثقافة، فإنها لم تعد نموذج عدم تجانس الورم، واستجاباتها لم تكن قادرة على التنبؤ الاستجابات في البشر11. هذه القضايا تحد بشدة من إمكانية تحديد المجموعات الفرعية من مرضى السرطان التي سوف تستجيب للأدوية المستهدفة. الثقافة على المدى القصير من الأورام الأولية يوفر وسيلة سريعة نسبيا وشخصية للتحقيق في الخصائص الدوائية المضادة للسرطان، والتي من المرجح أن تكون السمة المميزة لعلاج السرطان شخصية.
ويفضل xenografts المستمدة من المريض (PDXs) كنموذج بديل قبل السريرية لالتنميط استجابة المخدرات12. وبالإضافة إلى ذلك، نماذج PDX تقدم أداة قوية لدراسة بدء وتطور السرطان13،14. نماذج PDX الحفاظ على المظهر الهيستلوجي للخلايا السرطانية، والاحتفاظ بالتباين داخل الورم، وتعكس بشكل أفضل المكونات البشرية ذات الصلة من الورم microenvironment15،16. ومع ذلك، فإن الحد من نماذج PDX المستخدمة على نطاق واسع هو معدل نجاح منخفض لإنشاء ونشر الأورام الصلبة البشرية بشكل تسلسلي. في هذه الدراسة، يتم وصف أساليب ناجحة بشكل لائق لإنشاء نماذج PDX وخطوط الخلايا الأساسية.
Protocol
Representative Results
Discussion
سرطان المعدة هو مرض عدواني مع خيارات علاجية محدودة. وهكذا، أصبحت نماذج سرطان المعدة موردا حاسما لتمكين الدراسات البحثيةالوظيفية مع الترجمة المباشرة إلى العيادة 4،8،17. هنا، لقد وصفنا أساليب وبروتوكول إنشاء نماذج PDX سرطان المعدة وخطوط الخ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد دعمت هذا العمل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81572392)؛ البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (2016YFC1201704)؛ أفضل المواهب الشبابية العلمية والتقنية المبتكرة لبرنامج قوانغدونغ للدعم الخاص (2016TQ03R614).
ونحن نشكر على وجه التحديد قوانغتشو Sagene التكنولوجيا الحيوية المحدودة للمساعدة في إعداد الأرقام.
Materials
| 40 μm Cell Strainer | Biologix, Shandong, China | 15-1040 | |
| Biological Microscope | OLYMPUS, Tokyo, Japan | OLYMPUS CKX41 | |
| Centrifuge | Eppendorf, Mittelsachsen, Germany. | 5427R | |
| CO2 Incubator | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | HERACELL 150i | |
| DPBS | Basalmedia Technology, Shanghai, China | L40601 | |
| Electro-Thermostatic Water Cabinet | Yiheng, Shanghai, China | DK-8AXX | |
| Fetal bovine serum | Wisent Biotechnology, Vancouver, Canada | 86150040 | |
| Isoflurane | Baxter, China | CN2L9100 | |
| Live Tissue Kit Cryo Kit | Celliver Biotechnology, Shanghai, China | LT2601 | |
| Live Tissue Thaw Kit | Celliver Biotechnology, Shanghai, China | LT2602 | |
| NSG | Biocytogen, Beijing, China | B-CM-002-4-5W | |
| Penicilin&streptomycin | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | 15140122 | |
| Red blood cell lysis buffer | Solarbio, Beijing, China | R1010 | |
| RPMI-1640 medium | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | 8118367 | |
| Surgical Suture Needles with Thread | LingQiao, Ningbo, China | 3/8 arc 4×10 | |
| Tissue-processed molds and auxiliary blades | Celliver Biotechnology, Shanghai, China | LT2603 | |
| Trypsin-EDTA | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | 2003779 | |
| Type 1 collagenase | Thermo Fisher Scientific, Carlsbad, California, USA | 17100017 |
Riferimenti
- Bray, F., et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. Ca-a Cancer Journal for Clinicians. 68 (6), 394-424 (2018).
- Sugano, K. Screening of gastric cancer in Asia. Best Practive & Research in Clinical Gastroenterology. 29 (6), 895-905 (2015).
- Nikfarjam, Z., et al. Demographic survey of four thousand patients with 10 common cancers in North Eastern Iran over the past three decades. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention. 15 (23), 10193-10198 (2014).
- Coccolini, F., et al. Advanced gastric cancer: What we know and what we still have to learn. World Journal of Gastroenterology. 22 (3), 1139-1159 (2016).
- Goetze, O. T., et al. Multimodal treatment in locally advanced gastric cancer. Updates in Surgery. 70 (2), 173-179 (2018).
- Graziosi, L., Marino, E., Donini, A. Multimodal Treatment of Locally Advanced Gastric Cancer: Will the West Meet the East?. Annals of Surgical Oncology. 26 (3), 918 (2019).
- Choi, Y. Y., Noh, S. H., Cheong, J. H. Evolution of Gastric Cancer Treatment: From the Golden Age of Surgery to an Era of Precision Medicine. Yonsei Medical Journal. 56 (5), 1177-1185 (2015).
- Zhang, W. TCGA divides gastric cancer into four molecular subtypes: implications for individualized therapeutics. Chinese Journal of Cancer Research. 33 (10), 469-470 (2014).
- Tirino, G., et al. What’s New in Gastric Cancer: The Therapeutic Implications of Molecular Classifications and Future Perspectives. International Journal of Molecular Sciences. 19 (9), (2018).
- Roschke, A. V., et al. Karyotypic complexity of the NCI-60 drug-screening panel. Ricerca sul cancro. 63 (24), 8634-8647 (2003).
- Wilding, J. L., Bodmer, W. F. Cancer cell lines for drug discovery and development. Ricerca sul cancro. 74 (9), 2377-2384 (2014).
- Siolas, D., Hannon, G. J. Patient-derived tumor xenografts: transforming clinical samples into mouse models. Ricerca sul cancro. 73 (17), 5315-5319 (2013).
- Xu, C., et al. Patient-derived xenograft mouse models: A high fidelity tool for individualized medicine. Oncology Letters. 17 (1), 3-10 (2019).
- Lai, Y., et al. Current status and perspectives of patient-derived xenograft models in cancer research. Journal OF Hematology & Oncology. 10 (1), 106 (2017).
- Kawaguchi, T., et al. Current Update of Patient-Derived Xenograft Model for Translational Breast Cancer Research. Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia. 22 (2), 131-139 (2017).
- Cassidy, J. W., Caldas, C., Bruna, A. Maintaining Tumor Heterogeneity in Patient-Derived Tumor Xenografts. Ricerca sul cancro. 75 (15), 2963-2968 (2015).
- Liu, X., Meltzer, S. J. Gastric Cancer in the Era of Precision Medicine. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. 3 (3), 348-358 (2017).
- Shultz, L. D., et al. . Human cancer growth and therapy in immunodeficient mouse models. (7), 694-708 (2014).
- McDermott, S. P., et al. Comparison of human cord blood engraftment between immunocompromised mouse strains. Blood. 116 (2), 193-200 (2010).
- Ito, M., et al. NOD/SCID/gamma (c) (null) mouse: an excellent recipient mouse model for engraftment of human cells. Blood. 100 (9), 3175-3182 (2002).
- Wege, A. K., et al. Co-transplantation of human hematopoietic stem cells and human breast cancer cells in NSG mice: a novel approach to generate tumor cell specific human antibodies. MAbs. 6 (4), 968-977 (2014).
