Sürücü yolları için seyir elde hedefe yönelik tedavi direnci: ilaca dirençli Subclone üretimi ve duyarlılık Gene Knock-down tarafından geri yükleme
Summary
Bu kanser yönetimi yüksek karşılanmamış bir tıbbi ihtiyaç olduğu hedeflenen terapötik ajanlar, Edinsel direnç mekanizmaları araştıran bir zaman ve cost effective vitro protokoldür.
Abstract
Son yirmi yılda hedefe yönelik tedavi tıbbi Onkoloji sitotoksik ilaçların bir kayma gördüm. Hedeflenen terapötik ajanlar daha etkileyici klinik etkinliğinin ve geleneksel tedaviler daha simge durumuna küçültülmüş olumsuz etkileri göstermiştir rağmen ilaç direnci kendi yararları için ana sınırlama haline gelmiştir. Preklinik/tüp bebek/içinde vivo modelleri çeşitli klinik pratikte hedeflenen acentelere Edinsel direnç esas olarak iki stratejileri kullanarak geliştirilmiştir: genotip Edinsel direnç ve II) tüp bebek modelleme i) genetik manipülasyon / içinde vivo dayanıklı modeller yelpazesi. Mevcut çalışma, birleştirici bir çerçeve temel mekanizmaları hedeflenen terapötik ajanlar, ilaca dirençli hücresel subclones nesilden açıklaması için başlangıç için Edinsel direnç sorumlu soruşturma için Önerdiğimiz duyarlılık için engelleyici geri yüklemek için kullanılan yordamlar susturmak. Bu basit zaman ve cost effective yaklaşım yaygın olarak uygulanabilir ve kolayca farklı tümör histotypes diğer hedefli tedavi ilaçlara direnç mekanizmaları incelemek için uzun olabilir.
Introduction
Moleküler ve hücre biyolojisi çok önemli keşifler üzerinde takip, bir dizi yeni sentezlenmiş antikanser molekülleri seçmeli olarak tümör türleri geniş bir dizi oncogenic sinyal yollar hedeflemek için geliştirilmiştir. Özellikle, Onkoloji benzersiz özellikleri ile hedeflenen terapötik ajanlar iki kategoriye, yani sentetik kimyasal maddeler ve birleşimler ve rekombinant monoklonal antikorlar, klinik başarı ve önemli ölçüde değişmiş kanser bakımında elde ettik bilinmektedir son yıllarda1,2,3.
Yine de, onların etkileyici ilk tepki rağmen tedavi, kanser hastalarının çoğunluğu ilaç direnci tüm hedeflenen terapötik ajanlar, Monoklonal antikor ve kinaz inhibitörleri ile geliştirdik. Sonuç olarak, ilaç direnci, klasik Anti-kanser ilaçlar4için büyük engel hala gelişmekte olan hedefli tedaviler5,6için büyük bir mücadele var.
Hedefe yönelik tedavi direnci içsel olabilir (örneğin, birincil) veya (örneğin, ikincil) satın aldı. Yanıt-e doğru ilaç tedavisi7bir süre sonra ikincil direnç oluşur, ancak iç direnci tedaviye, yanıt de novo eksikliği açıklar. İkinci veya distal şifreli anatomik nişler içinde yer alan küçük tabur toplu ilkel tümör içindeki tümör hücreleri salgınları neden olduğu, % 90’a kadar sergileyen direnç birine veya daha fazlasına terapötik ajanlar hedef. Moleküler mekanizmalar hedefe yönelik tedavi için bir direnç geliştirme ağırlıklı olarak temel hedef gen mutasyonlarının ve hala tam8çok uzak olan anlayıştır diğer yanlısı hayatta kalma sinyal yolları gereksiz aktivasyonu neden.
Bu çalışmada, biz vitro mekanizmaları hedeflenen terapötik ajanlar, ilaca dirençli hücresel subclones nesilden damping açıklamaya başlayarak Edinsel direnç araştırmak için bir zaman ve cost effective yaklaşım önerdi duyarlılık engelleyici, test ve çalışma hipotezler doğrulama için kullanılan çok önemli bir aracı geri yüklemek için kullanılan yordamlar. Özellikle, bizim yaklaşım, mide kanseri, direnç mekanizmaları trastuzumab (örneğin, Herceptin), bir insanlaşmış Monoklonal antikor HER2 protein9ekstrasellüler etki alanı hedefleme için araştırmaya kullanıldı. Trastuzumab + kemoterapi yaygın HER2-pozitif metastatik meme kanseri için Standart birinci basamak tedavi olarak kabul edilir. Bu anti-HER2 gösterilen son preklinik çalışmalar sayesinde tedaviler önemli etkinliği içinde her iki vitro var ve in vivo HER2-pozitif mide kanseri10,11modelleri, moleküler uyuşturucu HER2 hedefleme olmuştur kapsamlı klinik çalışmalar incelendiğinde, bazıları Gastroözofageal kanser12,13,14,15olan hastalar üzerinde hala devam etmektedir.
Bu çalışmalar benzer şekilde ne için hedeflenen diğer tedavi inhibitörleri görülmektedir trastuzumab16, direnç karşılaşan hastaların artan sayıda vurgulamıştık. Özellikle, trastuzumab yanıt oranı % 47, ve ortalama genel sağkalım trastuzumab + kemoterapi hastalar için sadece 2,7 ay kemoterapi yalnız17hastalar için daha uzun oldu. Bu birincil trastuzumab direnç yaygın olmakla birlikte, ikincil trastuzumab direnç kaçınılmaz olduğunu ileri sürdü. Bu nedenle, içi tumoral genetik heterojenite bu neoplazi18göz önüne alındığında daha da sorunlu olan mide Kanserinde HER2 hedefli tedavi direnci neden mekanizmaları netleştirmek için acil bir ihtiyaç vardır.
Buna ek olarak, trastuzumab mide Kanserinde direnç mekanizmaları güvenilir preklinik modelleri temsilcisi bu durumun elde zorluk nedeniyle, kısmen açıklamak zor kanıtlamıştır. Oshima ve ark. trastuzumab dayanıklı mide kanseri hücre hatları, küçük bir kalıntı Periton metastaz tekrarlanan bir kültürünün trastuzumab19ile tedavi sonrası oluşan bir vivo içinde seçim yöntemi bildirdi. Ancak, bir muhafaza, belirli hayvan işleme uzmanlık ve hayvan Etik Kurulu onayı ihtiyacı zaman ve maliyet alıcı yöntemi yapmak için katkıda bulunmuştur. Biz bu çalışmada tarif yaklaşım basit ve yaygın olarak uygulanabilir ve kolayca farklı tümör histotypes20tedavi diğer ilaçlara direnç mekanizmaları incelemek için uzun olabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kişiselleştirilmiş ve hedeflenmiş tedaviler büyüyen coşku elicited, bu sözde ‘akıllı’ tedaviler geleneksel kemoterapi ilaçları, Yani, ilaç direnci hızlı ve öngörülemeyen edinimi olarak aynı büyük engel yüz. Hedefe yönelik tedavi sonuçlarını geliştirmek için ilaç direnci sorunları onları neden mekanizmaları daha iyi bir anlayış ile çözülmesi gerekir. Burada, biz hedefe yönelik tedavi ilaçlar kanser hücre satırı modellerinde Edinsel direnç mekanizmaları araştırmak içi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Dr Veronica Zanoni el yazması düzenleme için teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Trizol Reagent | Invitrogen | 15596026 | TRIzol Reagent is a reagent for isolating high-quality total RNA or simultaneously isolating RNA, DNA, and protein from a variety of biological samples |
| ISCRIPT CDNA SYNTHESIS KIT | Bio-Rad | 1708891 | The iScript cDNA synthesis kit is a sensitive and easy-to-use first-strand cDNA synthesis kit for gene expression analysis using real-time qPCR. |
| TaqMan gene expression assay | Life Technologies | 4331182 | Applied Biosystems TaqMan Gene Expression Assays consist of a pair of unlabeled PCR primers and a TaqMan probe with an Applied Biosystems FAM or VIC dye label on the 5’ end and minor groove binder (MGB) and nonfluorescent quencher (NFQ) on the 3’ end. |
| M-PER Mammalian Protein Extraction Reagent | Thermo Scientific | 78501 | Thermo Scientific M-PER Mammalian Protein Extraction Reagent is designed to provide highly efficient total soluble protein extraction from cultured mammalian cells. |
| Halt Protease and Phosphatase Inhibitor Cocktail (100X) | Thermo Scientific | 78440 | Thermo Scientific Halt Protease and Phosphatase Inhibitor Cocktail (100X) provides the convenience of a single solution with full protein sample protection for cell and tissue lysates. |
| Pierce BCA Protein Assay Kit | Thermo Scientific | 23225 | The Thermo Scientific Pierce BCA Protein Assay Kit is a two-component, high-precision, detergent-compatible assay reagent set to measure (A562nm) total protein concentration compared to a protein standard. |
| 4x Laemmli Sample Buffer | Bio-Rad | 1610747 | Use 4x Laemmli Sample Buffer for preparation of samples for SDS PAGE. For reduction of samples, add a reducing agent such as 2-mercaptoethanol to the buffer prior to mixing with the sample. |
| 4–20% Mini-PROTEAN TGX Precast Protein Gels | Bio-Rad | 456-1094 | Long-life TGX (Tris-Glycine eXtended) Gels have a novel formulation and can be used for both standard denaturing protein separations as well as native electrophoresis. |
| Precision Plus Protein WesternC Blotting Standards | Bio-Rad | 1610376 | Precision Plus Protein Prestained Standards are available in Dual Color, All Blue, Kaleidoscope, and Dual Xtra formats. All four have the same gel migration patterns, with 3 high-intensity reference bands (25, 50, and 75 kD). |
| 10x Tris/Glycine/SDS | Bio-Rad | 1610732 | 10x Tris/glycine/SDS is a premixed running buffer for separating protein samples by SDS-PAGE. |
| Trans-Blot Turbo Mini PVDF Transfer Packs | Bio-Rad | 1704156 | Trans-Blot Turbo Mini PVDF Transfer Packs for fast, efficient transfer of proteins from mini gels using the Trans-Blot Turbo Transfer System. Each vacuum sealed, ready-to-use transfer pack contains two buffer-saturated ion reservoir stacks and a prewetted PVDF membrane. |
| Precision Protein StrepTactin-HRP Conjugate | Bio-Rad | 1610381 | StrepTactin-Horseradish Peroxidase (HRP) Conjugate for chemiluminescent or colorimetric detection of Precision Plus Protein Unstained Protein Standards or Precision Plus Protein WesternC Protein Standards on western blots. |
| Immun-Star WesternC solution | Bio-Rad | 5572 | Immun-Star WesternC solution, a method of protein detection , detects mid-femtogram amounts of protein. |
| Universal Negative Control | Invitrogen | 12935300 | Negative Control siRNA has no significant sequence similarity to mouse, rat, or human gene sequences. The control has also been tested in cell-based screens and proven to have no significant effect on cell proliferation, viability, or morphology. |
| opti-MEM Glutamax Medium | Thermo Fisher Scientific | 51985026 | Opti-MEM Medium is an improved Minimal Essential Medium (MEM) that allows for a reduction of Fetal Bovine Serum supplementation by at least 50% with no change in growth rate or morphology. |
| Silencer Select Pre-Designed & Validated siRNA | Ambion | 4390824 | RNA interference (RNAi) is the best way to effectively knock down gene expression to study protein function in a wide range of cell types. |
| Lipofectamine RNAiMAX Transfection Reagent | Invitrogen | 13778075 | Lipofectamine RNAiMAX Transfection Reagent offers an advanced, efficient solution for siRNA delivery. No other siRNA specific transfection reagent provides such easy and efficient siRNA delivery in a wide variety of cell lines including common cell types, stem cells and primary cells, as well as traditionally hard-to-transfect cell types. |
| Mouse anti-IQGAP1 | Invitrigen | 33-8900 | working concentration: 1:400 in 5% milk solution |
| goat anti-mouse IgG-HRP: sc-2005 | Santa Cruz | sc-2005 | working concentration: 1:10000 in 5% milk solution |
| PMSF | Sigma Aldrich | P 7626 | this is an inhibitor of serine proteases and acetylcholinesterase |
| Thermocycler for RT-PCR | MJ Research | MJ Research PTC-200 Thermal Cycler | it allows temperature homogeneity and a ramping speed of up to 3°C/sec. The protocol can be performed also with other thermalcyclers |
| Real Time RT-PCR instrument | Applied Biosystems | 7500 RT-PCR system | This is a five-color platform that uses fluorescence-based polymerase chain reaction (PCR) reagents to provide a relative quantification using comparative CT assay type. The protocol can be performed also with other thermalcyclers |
| Microvolume Spectrophotometers | Thermo Scientific | Nanodrop | It provides an accurate and fast acid nucleid measurement using little volume of sample |
| Blotting system | Bio-Rad | Trans-Blot Turbo system | It perfoms a semy-dry transfer in a few minutes |
| Image acquisition system and gel documentation | Bio-Rad | Chemidoc image system | It is easy to use for chemiluminescent detection |
References
- Gerber, D. E. Targeted therapies: a new generation of cancer treatments. Am Fam Physician. 77 (3), 311-319 (2008).
- Zhang, J., Yang, P. L., Gray, N. S. Targeting cancer with small molecule kinase inhibitors. Nat Rev Cancer. 9 (1), 28-39 (2009).
- Nelson, A. L., Dhimolea, E., Reichert, J. M. Development trends for human monoclonal antibody therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 9 (10), 767-774 (2010).
- Chabner, B. A., Roberts, T. G. Timeline: Chemotherapy and the war on cancer. Nat Rev Cancer. 5 (1), 65-72 (2005).
- Gilbert, L. A., Hemann, M. T. Chemotherapeutic resistance: surviving stressful situations. Cancer Res. 71 (15), 5062-5066 (2011).
- Izar, B., Rotow, J., Gainor, J., Clark, J., Chabner, B. Pharmacokinetics, clinical indications, and resistance mechanisms in molecular targeted therapies in cancer. Pharmacol Rev. 65, 1351-1395 (2013).
- Ellis, L. M., Hicklin, D. J. Resistance to Targeted Therapies: Refining Anticancer Therapy in the Era of Molecular Oncology. Clin Cancer Res. 15 (24), 7471-7478 (2009).
- Asić, K. Dominant mechanisms of primary resistance differ from dominant mechanisms of secondary resistance to targeted therapies. Crit Rev Oncol Hematol. 97, 178-196 (2016).
- Arienti, C., et al. Preclinical evidence of multiple mechanisms underlying trastuzumab resistance in gastric cancer. Oncotarget. 7 (14), 18424-18439 (2016).
- Tanner, M., et al. Amplification of HER-2 in gastric carcinoma: association with Topoisomerase IIalpha gene amplification, intestinal type, poor prognosis and sensitivity to trastuzumab. Ann Oncol. 16 (2), 273-278 (2005).
- Bang, Y. J., et al. Trastuzumab in combination with chemotherapy versus chemotherapy alone for treatment of HER2-positive advanced gastric or gastro-oesophageal junction cancer (ToGA): a phase 3, open-label, randomised controlled trial. Lancet. 376 (9742), 687-697 (2010).
- Shimoyama, S. Unraveling trastuzumab and lapatinib inefficiency in gastric cancer: Future steps (Review). Mol Clin Oncol. 2 (2), 175-181 (2014).
- Kelly, C. M., Janjigian, Y. Y. The genomics and therapeutics of HER2-positive gastric cancer-from trastuzumab and beyond. J Gastrointest Oncol. 7 (5), 750-762 (2016).
- Wong, S. S., et al. Genomic landscape and genetic heterogeneity in gastric adenocarcinoma revealed by whole-genome sequencing. Nat Commun. 5, 5477 (2014).
- Oshima, Y., et al. Lapatinib sensitivities of two novel trastuzumab-resistant HER2 gene-amplified gastric cancer cell lines. Gastric Cancer. 17 (3), 450-462 (2014).
- Pignatta, S., et al. Prolonged exposure to (R)-bicalutamide generates a LNCaP subclone with alteration of mitochondrial genome. Mol Cell Endocrinol. 382 (1), 314-324 (2014).
