מודל העכבר המושרה של הפאציט הנגרמת על ידי מדגם של סרטן הפטאותאי העולה בקביעת דלקת הכבד פיברוזיס
Summary
כאן, אנו מתארים את ההתפתחות של מודל מורטין רלוונטי קלינית של סרטן הכבד לכידה של תכונות החיסונית אופייני של סרטן hepatocellular (HCC).
Abstract
העדר של מודל קליני רלוונטי בעלי חיים התייחסות המאפיינים החיסוניים טיפוסי של סרטן hepatocellular (HCC) יש באופן משמעותי את ההסבר של המנגנונים הבסיסיים ופיתוח של אסטרטגיות חיסוני חדשני. כדי לפתח את המודל החי האידיאלי לחבר את HCC האדם, C57BL זכר המוסמכת/6J העכברים הראשון לקבל פחמן ארבלוריד (CCl4) הזרקה כדי לגרום פיברוזיס בכבד, ולאחר מכן לקבל היסטולוגית נורמלי הפגניים הפטציטים מגבר צעיר SV40 T אנטיגן (תג)-עכברים טרנסגניים (MTD2) על ידי הטחול (ISPL) החיסון. האנדרוגן שנוצר עכברים זכר הנמען בגיל ההתבגרות יוזם ביטוי תג תחת שליטה של מקדם ספציפי לכבד. כתוצאה מכך, hepatocytes הועברו להפוך לתאים סרטניים הגושים הגידול טופס בהגדרה של פיברוזיס בכבד/שחמת. מודל זה הרומן מחקה האדם החניכה HCC והתקדמות בהקשר של פיברוזיס הכבד/שחמת ומשקף את התכונות האופייניות ביותר של HCC האדם כולל תפקוד המערכת החיסונית.
Introduction
סרטן hepatocellular (HCC) הוא הסוג הגדל ביותר במהירות של סרטן בארצות הברית (ארה ב)1,2,3. בכל שנה, כ 850,000 מקרים חדשים מאובחנים4,5 ו 700,000 חולים מתים ממחלה קטלנית זו6,7,8,9,10 , מה שהופך אותו לגורם השני בגובהו של מוות הקשור לסרטן ברחבי העולם. הניהול של HCC כולל כריתת כירורגית, השתלת, אבלציה, chemoembolization, או טיפולים מערכתית, כגון sorafenib11. אבחון וניהול מוקדם עם כריתה כירורגית או השתלת יש יתרון ההישרדות הכולל הגבוה ביותר4. למרבה הצער, רוב המטופלים נוכחים בשלב מאוחר יותר ודורשים ניהול עם אבלציה, chemoembolization או sorafenib12. Sorafenib, קולטן טירופין קינאז מעכב (RTKI), אושרה על ידי מינהל המזון והתרופות בשנת 2008 כמו טיפול תרופתי מערכתית היחיד זמין לטיפול HCC מחדש. למרות התרופה רק מספק גידול צנוע בהישרדות הכללית, מ 7.9 עד 10.7 חודשים13, זה סיפק אסטרטגיה טיפולית חדשה שיכול להיות מנוצל כדי לנהל HCC.
שינוי מערכת החיסון כדי לחסל סרטן הוקמה היא שדה גדל במהירות במחקר סרטן14. מחקרים חיסוניים במחסום יש מתקדם במידה ניכרת פיתוח תרופות חיסוני טיפול בסרטן15,16. ה-FDA אישר את השימוש בנוגדנים (Abs) נגד אנטיגן T-לימפוציט לימפוציטים 4 (CTLA-4), מתוכנת חלבון מוות של תאים 1 (PD-1), ואת הליגוה PD-L1 לטיפול של מלנומה, סרטן ריאות, הראש והצוואר סרטן, וסרטן שלפוחית השתן17, מיכל בן 18 , מיכל בן 19 , 20. ניסויים קליניים של מונותרפיה או טיפול משולב באמצעות נוגדנים אחד או מספר נגד PD-1, pd-L1, או ctla-4 לטיפול HCC מתקדם מתמשך21,22,23, וכמה ניסויים הראו תוצאות חיוביות. ב 2017, ה-FDA העניק אישור מואץ עבור נוגדן anti-PD-1 לטיפול בחולים HCC, מי הם התנגדות sorafenib, אבל את קצב התגובה הכולל של טיפול זה הוא רק 14.3%. אסטרטגיות אחרות לא תורגמו לפרקטיקה קלינית בשלב זה24,25. להתגבר על עמידות החיסונית עמוקה מעמיק כדי לשפר את הטיפול במחסום החיסונית26; ניבוי היעילות של טיפול במחסום החיסון; מניעת תופעות לוואי הקשורות למערכת החיסונית; אופטימיזציה של תוואי האדמיניסטרציה, המינון והתדר; ומציאת שילובים יעילים של טיפולים27,28,29 כולם להישאר מאתגרת מאוד משימות.
ישנן מספר גישות קונבנציונליות המשמשות כדי לגרום HCC במודלים העכבר כיום והם מנוצלים בהתאם לשאלה הספציפית של החוקר מחקר30. כימית המושרה מודלים העכבר עם תרכובות גנוטוקסיל לחקות פציעה הנגרמת ממאירות. Xenograft מודלים דרך או השתלת חוץ רחמי או אורתוטופית של קווי תא HCC מתאימים הקרנת סמים. מספר עכברים ששונו גנטית ההונדסים לחקור את הפתופסולוגיה של HCC. עכברים טרנסגניים ביטוי גנים ויראליים, אונגנים ו/או גורמי גדילה מאפשרים זיהוי של מסלולים המעורבים hepatocarcinogenesis. בשל המגבלות הטמונות, מודלים אלה אינם מחדשים את מאפייני החיסון האופייני שנראו ב-HCC האנושי, אשר הייתה מוגבלת באופן משמעותי בהסבר למנגנון הבסיסי ולהתפתחות של אסטרטגיות חיסוני חדשניות14 ,15. לאחרונה יצרנו מודל מורטין רלוונטי קליני. זה מודל הרומן לא רק מחקה האדם התחלה HCC והתקדמות אלא גם משקף את התכונות הטיפוסיות ביותר של המחלה האנושית כולל תפקוד המערכת החיסונית. אנחנו האפיינו את המאפיינים. הביולוגיים והאימונולוגיים שלו מינוף זה מודל הרומן, יש לנו בחנו אסטרטגיות חיסוני שונות לטיפול HCC31,32,33,34,35,36, 37. הפלטפורמה הייחודית הזאת מאפשרת לנו ללמוד מנגנונים של עמידות חיסוני הנגרמת על ידי הגידול ולפתח אסטרטגיות טיפול הוכחה של HCC כלפי בסופו של דבר תרגום קליני.
Protocol
Representative Results
Discussion
עם פרוטוקול זה, הקמנו מודל מורטין אמין ומהימן של HCC כי מחקה את האדם החניכה של HCC והתקדמות. קלינית, גורמי סיכון רבים לגרום לפציעה בכבד, הכבד פיברוזיס, שחמת והשלב הסופי של HCC. בפרוטוקול שלנו, הזרקת IP של CCl4 משמש לייצר הראשון פיברוזיס של הכבד בעכברים סוג פראי, אשר מאפשר הhepatocytes הבאים ליצור את …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי NIH/NCI R01 CA164335-01A1 (K. F. סטיילי-או’קארול, PI) ו-NIH/NCI R01CA208396 (מארק Kester, Guangfu לי, קווין פ. סטיילי-או’קרול).
Materials
| 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 |
References
- O’Connor, S., Ward, J. W. Hepatocellular carcinoma – United States. Morbidity and Mortality Weekly Report. 59, 517-520 (2010).
- Petrick, J., Kelly, S., Altekruse, S., McGlynn, K., Rosenberg, P. Future of Hepatocellular Carcinoma Incidence in the United States Forecast Through 2030. Journal of clinical oncology: official journal of the American Society of Clinical Oncology. 34, 1787-1794 (2016).
- Greten, T., Lai, C., Li, G., Staveley-O’Carroll, K. Targeted and Immune-based Therapies for Hepatocellular Carcinoma. Gastroenterology. 156, 510-524 (2019).
- Llovet, J., Zucman-Rossi, J., Pikarsky, E., Sangro, B., Schwartz, M., Sherman, M., Gores, G. Hepatocellular Carcinoma. Nature reviews. Disease primers. 2, 16018 (2016).
- Ding, X., et al. Precision medicine for hepatocellular carcinoma: driver mutations and targeted therapy. Oncotarget. 8, 55715-55730 (2017).
- Colombo, M., Maisonneuve, P. Controlling liver cancer mortality on a global scale: still a long way to go. Journal of Hepatology. 67, 216-217 (2017).
- Llovet, J., Burroughs, A., Bruix, J. Hepatocellular carcinoma. Lancet. 362, 1907-1917 (2003).
- Parkin, D., Bray, F., Ferlay, J., Pisani, P. Estimating the world cancer burden: Globocan 2000. International Journal of Cancer. 94, 153-156 (2001).
- Thomas, M., Zhu, A. Hepocellular carcinoma: the need for progress. Journal of Clinical Oncology. 23, 2892-2899 (2005).
- Llovet, J., Bruix, J. Molecular targeted therapies in hepatocellular carcinoma. Hepatology. 48, 1312-1327 (2008).
- Bruix, J., Sherman, M. Management of hepatocellular carcinoma: an update. Hepatology. 53, 1020-1022 (2011).
- Pang, T., Lam, V. Surgical management of hepatocellular carcinoma. World Journal of Hepatology. 7, 245-252 (2015).
- Llovet, J., et al. Design and endpoints of clinical trials in hepatocellular carcinoma. Journal of the National Cancer Institution. 100, 698-711 (2008).
- Mueller, K. Cancer immunology and immunotherapy. Realizing the promise. Introduction. Science. 348, 54-55 (2015).
- Gajewski, T., Schreiber, H., Fu, Y. Innate and adaptive immune cells in the tumor microenvironment. Nature Immunology. 14, 1014-1022 (2013).
- Ribas, A., Wolchok, J. Combining cancer immunotherapy and targeted therapy. Current Opinion in Immunology. 25, 291-296 (2013).
- Postow, M., Callahan, M., Wolchok, J. Immune checkpoint blockade in cancer therapy. Journal of Clinical Oncology: Official Journal of the American Society of Clinical Oncology. 33, 1974-1982 (2015).
- Gao, J., et al. VISTA is an inhibitory immune checkpoint that is increased in ipilimumab therapy in patients with prostate cancer. Nature Medicine. 23, 551-555 (2017).
- Hahn, A., Gill, D., Pal, S., Agarwal, N. The future of immune checkpoint cancer therapy after PD-1 and CTLA-4. Immunotherapy. 9, 681-692 (2017).
- Remon, J., Besse, B. Immune checkpoint inhibitors in first-line therapy of advanced non-small cell lung cancer. Current Opinion in Oncology. 29, 97-104 (2017).
- Kudo, M. Immune checkpoint blockade in hepatocellular carcinoma: 2017 update. Liver Cancer. 6, 1-12 (2017).
- Kudo, M. Immune checkpoint inhibition in hepatocellular carcinoma: Basics and ongoing clinical trials. Oncology. 92, 50-62 (2017).
- Breous, E., Thimme, R. Potential of immunotherapy for hepatocellular carcinoma. Journal of Hepatology. 54, 830-834 (2011).
- Sprinzl, M., Galle, P. Facing the dawn of immunotherapy for hepatocellular carcinoma. Journal of Hepatology. 59, 9-10 (2013).
- Liu, D., Staveley-O’Carroll, K., Li, G. Immune-based therapy clinical trials in hepatocellular carcinoma. Journal of Clinical Cell Immunology. 6, 376 (2015).
- Greten, T., Wang, X., Korangy, F. Current concepts of immune based treatments for patients with HCC: from basic science to novel treatment approaches. Gut. 64, 842-848 (2015).
- Koster, B., de Gruijl, T., van den Eertwegh, A. Recent developments and future challenges in immune checkpoint inhibitory cancer treatment. Current Opinion in Oncology. 27, 482-488 (2015).
- Johnson, D., Sullivan, R., Menzies, A. Immune checkpoint inhibitors in challenging populations. Cancer. 123, 1904-1911 (2017).
- Li, H., et al. Programmed cell death-1 (PD-1) checkpoint blockade in combination with an mTOR inhibitor restrains hepatocellular carcinoma growth induced by hepatoma cell-intrinsic PD-1. Hepatology. 66, 1920-1933 (2017).
- Heindryckx, F., Colle, I., van Vlierberghe, H. Experimental mouse models for hepatocellular carcinoma research. International Journal of Experimental Pathology. 90, 367-386 (2009).
- Qi, X., et al. Development of inCVAX, in situ cancer vaccine, and its immune response in mice with hepatocellular cancer. Journal of Clinical and Cellular Immunology. 7, 438 (2016).
- Qi, X., et al. Development of a radiofrequency ablation platform in a clinically relevant murine model of hepatocellular cancer. Cancer Biology and Therapy. 16, 1812-1819 (2015).
- Liu, D., et al. Sunitinib represses regulatory T cells to overcome immunotolerance in a murine model of hepatocellular cancer. Oncoimmunology. 7, 1372079 (2017).
- Staveley-O’Carroll, K., et al. In vivo ligation of CD40 enhances priming against the endogenous tumor antigen and promotes CD8+ T cell effector function in SV40 T antigen transgenic mice. Journal of Immunology. 171, 697-707 (2003).
- Avella, D., et al. Regression of established hepatocellular carcinoma is induced by chemoimmunotherapy in an orthotopic murine model. Hepatology. 55, 141-152 (2012).
- Li, G., et al. Successful chemoimmunotherapy against hepatocellular cancer in a novel murine model. Journal of Hepatology. 66, 75-85 (2017).
- Li, G., et al. Nanoliposome C6-ceramide increases the anti-tumor immune response and slows growth of liver tumors in ice. Gastroenterology. 154, 1024-1036 (2018).
- Held, W., et al. T antigen expression and tumorigenesis in transgenic mice containing a mouse major urinary protein/SV40 T antigen hybrid gene. EMBO Journal. 8, 183-191 (1989).
- Hanahan, D., Weinber, R. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646-674 (2011).
