अग्नाशय के कैंसर के मॉडल के लिए सिंजेनिक माउस ऑर्थोटोपिक एलोग्राफ्ट्स
Summary
अग्नाशयी डक्टल एडेनोकार्सिनोमा (पीडीएसी) के सिंजेनिक माउस ऑर्थोटोपिक एलोग्राफ्ट्स रोग उपप्रकारों के जीव विज्ञान, फेनोटाइप और चिकित्सीय प्रतिक्रियाओं को पुन: उत्पन्न करते हैं। उनकी तेज, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य ट्यूमर प्रगति के कारण, वे प्रीक्लिनिकल अध्ययनों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। यहां, हम इन मॉडलों को उत्पन्न करने के लिए सामान्य प्रथाओं को दिखाते हैं, अग्न्याशय में सिंजेनिक मुराइन पीडीएसी संस्कृतियों को इंजेक्ट करते हैं।
Abstract
अग्नाशयी डक्टल एडेनोकार्सिनोमा (पीडीएसी) एक बहुत ही जटिल बीमारी है जो एक विषम ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट की विशेषता है जो एक विविध स्ट्रोमा, प्रतिरक्षा कोशिकाओं, वाहिकाओं, तंत्रिकाओं और बाह्य मैट्रिक्स घटकों से बना है। वर्षों से, पीडीएसी के विभिन्न माउस मॉडल इसकी प्रगति, मेटास्टैटिक क्षमता और फेनोटाइपिक विषमता से उत्पन्न चुनौतियों का समाधान करने के लिए विकसित किए गए हैं। पीडीएसी के इम्यूनोकॉम्पिटेंट माउस ऑर्थोटोपिक एलोग्राफ्ट्स ने आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माउस मॉडल की तुलना में अपनी तेज और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य ट्यूमर प्रगति के कारण अच्छा वादा दिखाया है। इसके अलावा, ऑटोक्थोनस पीडीएसी में देखी गई जैविक विशेषताओं की नकल करने की उनकी क्षमता के साथ, सेल लाइन-आधारित ऑर्थोटोपिक एलोग्राफ्ट माउस मॉडल विवो प्रयोगों में बड़े पैमाने पर सक्षम हैं। इस प्रकार, इन मॉडलों का व्यापक रूप से तेजी से जीनोटाइप-फेनोटाइप और दवा-प्रतिक्रिया विश्लेषण के लिए प्रीक्लिनिकल अध्ययनों में उपयोग किया जाता है। इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य सिंजेनिक प्राप्तकर्ता चूहों के अग्न्याशय में प्राथमिक माउस पीडीएसी सेल संस्कृतियों को सफलतापूर्वक इंजेक्ट करने के लिए एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और मजबूत दृष्टिकोण प्रदान करना है। तकनीकी विवरणों के अलावा, महत्वपूर्ण जानकारी दी गई है जिसे इन प्रयोगों को करने से पहले विचार किया जाना चाहिए।
Introduction
हाल ही में, पीडीएसीपश्चिमी दुनिया में कैंसर से संबंधित मौतों का तीसरा प्रमुख कारण बन गया। यह सभी कैंसर में सबसे अधिक मृत्यु दर और ~ 1% की 10 साल की समग्र जीवित रहने की दर का कारण बनता है,जो दशकों से नहीं बदला है। पीडीएसी उपचार में प्रगति की कमी के कारण, यह बीमारीअगले दशक तक कैंसर से संबंधित मौतों का दूसरा प्रमुख कारण बनने की उम्मीद है।
पीडीएसी ट्यूमर एक विविध ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट (टीएमई) की विशेषता वाली जटिल संस्थाएं हैं जो स्ट्रोमा, संवहनी, प्रतिरक्षा और बाह्यमैट्रिक्स घटकों की विषम विधानसभा से बनी होती हैं। टीएमई की संरचना में अंतर रोग के पूर्वानुमान और चिकित्सा की प्रतिक्रिया को प्रभावित करता है 4,5,6. दरअसल, कई अध्ययनों से पता चला है कि पीडीएसी का बेसल जैसा, मेसेनकाइमल उपप्रकार एक अत्यधिक इम्यूनोसप्रेसिव टीएमई से जुड़ा हुआ है और 7,8,9,10,11,12 उपचारों के लिए जीवित रहने और प्रतिक्रिया की कमी को दर्शाता है। इसलिए, टीएमई संरचना में अंतर की गहरी समझ और ये विशेषताएं ट्यूमर जीव विज्ञान को कैसे प्रभावित करती हैं, आणविक रूप से सटीक उपचारों के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण कारक बनी हुई है। इस जटिल फेनोटाइप के पीछे जीव विज्ञान को बेहतर ढंग से समझने और पीडीएसी के टीएमई की बाधा को दूर करने में सक्षम चिकित्सीय रणनीतियों की पहचान करने के लिए, विवो मॉडल में अपरिहार्य हैं।
किसी भी कैंसर प्रीक्लिनिकल मॉडल सिस्टम के लिए एक महत्वपूर्ण पहलू यह है कि इसे मानव फेनोटाइप्स की नकल करनी चाहिए, आनुवंशिक विषमता और टीएमई बनाने वाले स्ट्रोमल और प्रतिरक्षा आबादी की भीड़ को शामिल करने वाले परिवेश दोनों को पुन: परिभाषित करना चाहिए। इसलिए, प्रीक्लिनिकल अनुसंधान के लिए माउस मॉडल चुनते समय, कई पहलुओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए। ट्यूमर-प्रतिरक्षा बातचीत की जांच करने के लिए, हिस्टोकम्पैटिबल कैंसर सेल लाइनों को सिंजेनिक इम्यूनोसक्षम चूहों में इंजेक्ट किया जा सकता है। ज्यादातर मामलों में, इन्हें माउस के फ्लैंक में चमड़े के नीचे इंजेक्ट किया जाता है, जिससे पैल्पेशन या दृश्य निरीक्षण द्वारा आसान ट्यूमर की निगरानी की जा सकती है। हालांकि, परिणामी मॉडल उनके मूल अंग में ट्यूमर कोशिकाओं के विकास की नकल नहीं करते हैं। इसलिए, ऑर्थोटोपिक प्रत्यारोपण एलोग्राफ्ट मॉडल के लिए स्वर्ण मानक बन गया।
माउस ऑर्थोटोपिक एलोग्राफ्ट्स के कई फायदे हैं: वे लागत प्रभावी हैं, अपेक्षाकृत सरल प्रक्रिया के साथ उत्पन्न किए जा सकते हैं, और इसके परिणामस्वरूप ज्ञात आणविक मेकअप के साथ-साथ एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और अनुमानित ट्यूमर प्रगति और फेनोटाइप के साथ मॉडल होते हैं। दरअसल, जबकि रोगी-व्युत्पन्न जेनोग्राफ्ट मॉडल मानव पीडीएसी कोशिकाओं के व्यवहार का सटीक रूप से प्रतिनिधित्व करते हैं, ग्राफ्ट अस्वीकृति से बचने के लिए इम्यूनोडेफिशिएंट चूहों में आरोपण की आवश्यकता ट्यूमर-प्रतिरक्षा और ट्यूमर-स्ट्रोमा इंटरैक्शन के विश्लेषण को सीमित करती है, जिससे शोधकर्ताओं को इन ट्यूमर की जटिलता की केवल आंशिक छवि को पकड़ने की अनुमति मिलती है। आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माउस मॉडल (जीईएमएम) की तुलना में पीडीएसी के सिंजेनिक ऑर्थोटोपिक एलोग्राफ्ट ्स इस संबंध में भी एक लाभ रखते हैं। जीईएमएम मानव पीडीएसी ट्यूमरजेनिसिस और पीडीएसी रोगियों में देखी गई विषमता को सटीक रूप से पुन: परिभाषित करता है। हालांकि, इन विशेषताओं के कारण, जीईएमएम ट्यूमर अपने आनुवंशिक मेकअप, ट्यूमर प्रगति, आक्रामकता, हिस्टोलॉजिकल भेदभाव और टीएमई संरचना में उच्च भिन्नता दिखा सकते हैं। हालांकि यह कुछ अध्ययनों में एक फायदा हो सकता है, यह जीनोटाइप-टू-फेनोटाइप अध्ययन और पीडीएसी फेनोटाइप13 की केंद्रित जांच को सीमित करता है। इसलिए, माउस ऑर्थोटोपिक एलोग्राफ्ट्स विवो में ट्यूमर-होस्ट और उपचार अध्ययन करने के लिए एक अच्छा व्यापार और मॉडल बनाते हैं। यह पेपर माउस अग्न्याशय में मुराइन पीडीएसी कोशिकाओं के ऑर्थोटोपिक प्रत्यारोपण प्रयोगों के लिए एक प्रोटोकॉल की रूपरेखा तैयार करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
सिंजेनिक माउस ऑर्थोटोपिक एलोग्राफ्ट्स उनकी लागत-प्रभावशीलता, प्रजनन क्षमता और अपेक्षाकृत सरलप्रयोगात्मक प्रक्रियाओं के कारण प्रीक्लिनिकल अध्ययनों के लिए एक मजबूत मॉडल का प्रतिनिधि?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम टीयूएम पशु सुविधा और परमाणु चिकित्सा विभाग की इमेजिंग कोर सुविधा, क्लिनिकम रेच्ट्स डेर इसर को उत्कृष्ट तकनीकी सहायता के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं। इस अध्ययन को जर्मन कैंसर कंसोर्टियम (डीकेटीके), ड्यूश फोर्सचुंगस्जेमिनशाफ्ट (डीएफजी एसए 1374/4-2, डीएफजी एसए 1374/6-1, एसएफबी 1321 प्रोजेक्ट-आईडी 329628492 पी06, पी 11 और एस01) द्वारा डी.एस., विल्हेम सैंडर-स्टिफटंग (2020.174.1 और 2017.091.2) द्वारा समर्थित किया गया था 648521।
Materials
| 27 G cannula | B.Braun | 08915992 | |
| Atipamezole (Antisedan 5 mg/mL) | Orion Corporation | 23554.00.00 | |
| Autoclip Stainless Steel Wound Clips, 9 mm | Braintree Scientific | NC9334081 | |
| Dulbecco`s Modified Eagle Medium | Sigma-Aldrich | D5796-500ML | |
| Eye cream (Bepanthen) | Bayer Vital GmbH | 1578675 | |
| FBS | Sigma-Aldrich | S0615 | |
| Fentanyl (50 µg/mL) | Eurovet Animal Health BV | 9113473 | |
| Flumazenile (Flumazenil-hameln 0.1 mg/mL) | Hameln pharma | 09611975 | |
| Medetomidine (Sedator 1 mg/mL) | Eurovet Animal Health BV | 400926.00.00 | |
| Meloxicam (Metacam 5 mg/mL) | Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH | 3937902 | |
| Microliter syringe | Hamilton | HT80908 | |
| Midazolam (5 mg/mL) | Hexal | 00886423 | |
| NaCl | B. Braun | 2737756 | |
| Naloxone (Naloxon-hameln 0.4 mg/mL) | hameln pharma | 04464535 | |
| PBS | Sigma-Aldrich | P7059-1L | |
| Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333-100ML | |
| Suture (Ethilon) | Ethicon | 9999034 | |
| TrypZean Solution 1x | Sigma-Aldrich | T3449 |
References
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics, 2020. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 70 (1), 7-30 (2020).
- Quaresma, M., Coleman, M. P., Rachet, B. 40-year trends in an index of survival for all cancers combined and survival adjusted for age and sex for each cancer in England and Wales, 1971-2011: A population-based study. Lancet. 385 (9974), 1206-1218 (2015).
- Rahib, L., Wehner, M. R., Matrisian, L. M., Nead, K. T. Estimated projection of US cancer incidence and death to 2040. JAMA Network Open. 4 (4), 214708 (2021).
- Schneider, G., Schmidt-Supprian, M., Rad, R., Saur, D. Tissue-specific tumorigenesis: Context matters. Nature Reviews Cancer. 17 (4), 239-253 (2017).
- Olive, K. P., et al. Inhibition of Hedgehog signaling enhances delivery of chemotherapy in a mouse model of pancreatic cancer. Science. 324 (5933), 1457-1461 (2009).
- Ruscetti, M., et al. Senescence-induced vascular remodeling creates therapeutic vulnerabilities in pancreas cancer. Cell. 181 (2), 424-441 (2020).
- Aung, K. L., et al. Genomics-driven precision medicine for advanced pancreatic cancer: Early results from the COMPASS trial. Clinical Cancer Research. 24 (6), 1344-1354 (2018).
- Chan-Seng-Yue, M., et al. Transcription phenotypes of pancreatic cancer are driven by genomic events during tumor evolution. Nature Genetics. 52 (2), 231-240 (2020).
- Kalimuthu, S. N., et al. Morphological classification of pancreatic ductal adenocarcinoma that predicts molecular subtypes and correlates with clinical outcome. Gut. 69 (2), 317-328 (2020).
- Hayashi, A., et al. A unifying paradigm for transcriptional heterogeneity and squamous features in pancreatic ductal adenocarcinoma. Nature Cancer. 1 (1), 59-74 (2020).
- Mueller, S., et al. Evolutionary routes and KRAS dosage define pancreatic cancer phenotypes. Nature. 554 (7690), 62-68 (2018).
- Falcomata, C., et al. Selective multi-kinase inhibition sensitizes mesenchymal pancreatic cancer to immune checkpoint blockade by remodeling the tumor microenvironment. Nature Cancer. 3 (3), 318-336 (2022).
- Erstad, D. J., et al. Orthotopic and heterotopic murine models of pancreatic cancer and their different responses to FOLFIRINOX chemotherapy. Disease Models & Mechanisms. 11 (7), (2018).
- von Burstin, J., et al. E-cadherin regulates metastasis of pancreatic cancer in vivo and is suppressed by a SNAIL/HDAC1/HDAC2 repressor complex. Gastroenterology. 137 (1), 361-371 (2009).
- Mallya, K., Gautam, S. K., Aithal, A., Batra, S. K., Jain, M. Modeling pancreatic cancer in mice for experimental therapeutics. Biochimica et Biophysica Acta – Reviews on Cancer. 1876 (1), 188554 (2021).
