विकास और एक Preclinical रोगी व्युत्पन्न ट्यूमर उपन्यास विरोधी कैंसर उपचार की जांच के लिए Xenograft मॉडल का रखरखाव
Summary
एक चमड़े के नीचे preclinical मॉडल में रोगी व्युत्पन्न ट्यूमर का उपयोग उपन्यास चिकित्सा, भविष्य कहनेवाला बायोमार्कर की खोज, और दवा प्रतिरोधी रास्ते की प्रभावकारिता का अध्ययन करने के लिए एक शानदार तरीका है। यह मॉडल, नशीली दवाओं के विकास की प्रक्रिया में, चिकित्सीय जांच करने से पहले कई उपन्यास विरोधी कैंसर चिकित्सा के भाग्य का निर्धारण करने में आवश्यक है।
Abstract
Patient derived tumor xenograft (PDTX) models provide a necessary platform in facilitating anti-cancer drug development prior to human trials. Human tumor pieces are injected subcutaneously into athymic nude mice (immunocompromised, T cell deficient) to create a bank of tumors and subsequently are passaged into different generations of mice in order to maintain these tumors from patients. Importantly, cellular heterogeneity of the original tumor is closely emulated in this model, which provides a more clinically relevant model for evaluation of drug efficacy studies (single agent and combination), biomarker analysis, resistant pathways and cancer stem cell biology. Some limitations of the PDTX model include the replacement of the human stroma with mouse stroma after the first generation in mice, inability to investigate treatment effects on metastasis due to the subcutaneous injections of the tumors, and the lack of evaluation of immunotherapies due to the use of immunocompromised mice. However, even with these limitations, the PDTX model provides a powerful preclinical platform in the drug discovery process.
Introduction
कोलोरेक्टल कैंसर (सीआरसी) संयुक्त राज्य अमेरिका में कैंसर से होने वाली मौतों के लिए एक महत्वपूर्ण योगदान है। 2015 में, वहाँ 49,700 लोगों की मृत्यु 1 के साथ सीआरसी की अनुमानित 132,700 नए मामले थे। हालांकि स्थानीय रोग के साथ रोगियों में रोग का निदान उत्कृष्ट है, उन्नत रोग के साथ रोगियों गरीब परिणाम है, उपन्यास के उपचारों के विकास में यह एक प्रमुख प्राथमिकता बन गया है। देखभाल कीमोथेराप्युटिक परहेजों और नए बायोलॉजिक्स है कि इस रोग के खिलाफ तैनात किए गए हैं के मानक के बावजूद, वहाँ केवल समग्र अस्तित्व में एक वृद्धिशील वृद्धि हुई है। तदनुसार, वहाँ चालक इस रोग में ट्यूमर के विकास को सुविधाजनक बनाने में शामिल रास्ते को समझने में एक महत्वपूर्ण प्रयास है। कैंसर जीनोम एटलस नेटवर्क ने हाल ही में कई मुख्य मार्ग है कि सीआरसी अनियंत्रण में फंसा है और शामिल हैं की पहचान की है: WNT, phosphoinositide 3-kinase (PI3K), रास, बदलने वृद्धि कारक β (TGF- β) और TP53 2। साथ में, जांच ओटी का वर्णन के साथउसकी रास्ते में है कि सीआरसी में विकास को शक्ति महत्वपूर्ण इस रोगी जनसंख्या 3-5 में अस्तित्व में सुधार के उद्देश्य से नए उपचारों के विकास प्रज्वलित है। ऑन्कोलॉजी दवा के विकास में उपयोग preclinical मॉडल इन उपन्यास यौगिकों के नैदानिक गतिविधि की भविष्यवाणी करने में इस प्रक्रिया में आवश्यक किया गया है।
विभिन्न preclinical मॉडल दवा के विकास की प्रक्रिया में उपयोग किया गया है। यह देखते हुए कि preclinical ट्रांसजेनिक पशु मॉडल और अमर सेल लाइनों उपन्यास ऑन्कोलॉजी चिकित्सा के नैदानिक गतिविधि का पता लगाने में असफल रहा है, काफी हद तक मानव ट्यूमर की जटिलता को प्रतिबिंबित करने के लिए अपनी असमर्थता के कारण, रोगी व्युत्पन्न ट्यूमर जेनोग्राफ्ट (PDTX) मॉडल स्थापित किया गया है। इस मॉडल का सबसे बड़ा लाभ यह है कि ट्यूमर विविधता बरकरार है और बारीकी से आणविक विशेषताओं और उद्भव रोगी ट्यूमर 6-9 की clonality को दर्शाता है। PDTX मॉडल विवो में एक उत्कृष्ट प्रदानpreclinical मंच उपन्यास एजेंटों, दवा प्रतिरोध रास्ते, संयोजन रणनीतियों, और कैंसर स्टेम कोशिका जीव विज्ञान में 10 अध्ययन करने के लिए।
PDTX प्रक्रिया की एक सामान्य अवलोकन चित्रा 1 में सचित्र है। यह क्लिनिक में शुरू होता है रोगियों की सहमत उनके अतिरिक्त ट्यूमर के ऊतक के कुछ इस शोध के लिए इस्तेमाल किया जा करने की अनुमति है। अगले, सर्जरी में, ट्यूमर का एक टुकड़ा एक पैथोलॉजिस्ट ने कमाई की और अनुसंधान कर्मियों के लिए ले जाया जा करने के लिए मीडिया में डाल दिया है। इसके तुरंत बाद, ट्यूमर के एक वर्ग छोटे टुकड़ों में काट और subcutaneously immunodeficient चूहों में प्रत्यारोपित किया जाता है। एक बार ट्यूमर बढ़ता है, यह क्रम में ट्यूमर 10 बनाए रखने के लिए चूहों के विभिन्न पीढ़ियों में passaged है। आमतौर पर, F3 पीढ़ी के बाद ट्यूमर एक इलाज के अध्ययन जहां उपन्यास यौगिकों और / या संयोजन के उपचारों मूल्यांकन कर रहे हैं में विस्तार किया जा सकता है। उपयोग अगले जनरल Seq (exome Seq, आरएनए Seq और एसएनपी सरणी) संभावित भविष्य कहनेवाला बायोमार्कर की खोज कर रहे हैंएड कि रोगियों है कि एक विशेष उपचार से लाभ प्राप्त कर सकते हैं के चयन में सहायता करते हैं।
1) एकल एजेंट के रूप में या संयोजन में उपन्यास के उपचारों की प्रभावकारिता का मूल्यांकन और 2) संवेदनशीलता या चिकित्सीय जांच के लिए पूर्व प्रतिरोध का भविष्य कहनेवाला बायोमार्कर की पहचान: PDTX मॉडल का उपयोग करने के व्यापक लक्ष्यों के लिए कर रहे हैं। इस पांडुलिपि में, हम दीक्षा और एक सीआरसी PDTX बैंक के रखरखाव में कार्यप्रणाली प्रदान करते हैं और फायदे और दवा के विकास की खोज में इस मॉडल की सीमाओं को प्रदान करते हैं।
चित्रा 1. सीआरसी PDTX मॉडल प्रोटोकॉल का अवलोकन। एक मरीज को निकाली गई ट्यूमर सर्जरी से प्राप्त होता है और तुरंत subcutaneously athymic नग्न चूहों में इंजेक्शन। एक बार ट्यूमर बढ़ता है यह बाद की पीढ़ियों में विस्तार किया जाता है और अंत में इलाज के अध्ययन के लिए विस्तार किया। उपचार respoNSES मूल्यांकन कर रहे हैं और भविष्य कहनेवाला बायोमार्कर की पहचान कर रहे है कि मरीज को चयन में सहायता कर सकते हैं। कृपया यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
Protocol
Representative Results
Discussion
PDTX दवाओं की खोज मंच है कि उपन्यास यौगिकों के नैदानिक गतिविधि की भविष्यवाणी करने में अविश्वसनीय हैं अन्य preclinical मॉडल की कमियों के लिए एक बेहतर मॉडल प्रदान करता है। महत्वपूर्ण बात है, इस मॉडल में ट्यूमर ज…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by grant 1R01CA152303-01.
Materials
| RPMI or DMEM | Corning | 10-040-CV | |
| Penicillin-Streptomycin | Corning | 30-002-CI | |
| Non-essential Amino Acids | Corning | 25-025-CI | |
| Fetal Bovine Serum | Corning | 35-010-CV | Thaw in -4 °C, then activate for 30 minutes at 60 °C water bath |
| CPT blood tube | BD vacutainer | 362761 | |
| Microcentrifuge tube | Surelock | A-7002 | |
| Phospate-Buffered Saline | Corning | 21-040-CV | |
| Cyrogenic vials | Cyroking | C0732901 | |
| Plastic tumor cutting dish | Trueline | TR4001 | |
| Scissors | Roboz | RS-5881 | |
| Forceps | Roboz | RS-5135 | |
| Matrigel (gelatinous protein mixture) | Corning | 354234 | Store at -20 or -80 °C, then thaw on ice, do not leave at room temperature |
| 10% Formalin cups | Protocol | 032-059 | |
| Liquid Nitrogen Dewar Storage | Thermolyne | CY50900 | |
| Portable liquid nitrogen dewar | Nalgene | 4150-2000 | |
| Dimethyl Sulfoxide | Fischer | 67-68-5 | |
| Freezing container: Mr Frosty | Nalgene | 5100-0001 | |
| Isopropyl Alcohol | Decon | 64-17-5 | |
| Trocars | Innovative Research of America | MP-182 | |
| Anesthesia machine | Patterson Veterinary | none | |
| Anesthesia box | Patterson Veterinary | none | |
| Isoflurane | Vet one | 1038005 | |
| F-Air Canister | Bickford Omnicon | 80120 | |
| Meloxicam | Vet one | 5182-90C | |
| Calipers | Fowler | 54-100-167 | |
| Weight scale | Ohaus | Scout Pro SP601 |
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