Используя опухоли пациента, полученных в подкожный доклинической модели является отличным способом для изучения эффективности новых методов лечения, открытие предиктивного биомаркеров и путей лекарственной устойчивостью. Эта модель, в процессе разработки лекарственных средств, имеет важное значение в определении судьбы многих новых видов лечения противоопухолевыми до клинического исследования.
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.
Колоректальный рак (CRC) является существенным фактором смерти от рака в Соединенных Штатах. В 2015 году насчитывалось 132,700 новых случаев КПР с 49,700 смертей 1. Хотя прогноз у пациентов с локализованным заболеванием превосходна, у пациентов с прогрессирующим заболеванием имеют плохие результаты, делая это основным приоритетом в разработке новых видов лечения. Несмотря на стандарт медицинской помощи химиотерапевтических препаратов и новых биопрепаратов, которые развернуты против этого заболевания, наблюдается лишь постепенное увеличение общей выживаемости. Соответственно, существует значительное усилие в понимании путей водителей, участвующих в обеспечении роста опухоли при этом заболевании. Атлас генома рака Сеть недавно выявила многочисленные основные пути , которые вовлечены в CRC дерегуляции и включают: WNT, фосфоинозитидного 3-киназы (PI3K) РАН, трансформирующий фактор роста β (TGF – β) и TP53 2. Вместе с исследованиями с описанием OTее пути , которые потенцируют рост в КПР зажгли развитие новых методов лечения , направленных на существенное улучшение выживаемости в этой популяции пациентов 3-5. Использу доклинические модели развития онкологической наркотиков имели важнейшее значение в этом процессе в прогнозировании клинической активности этих новых соединений.
Различные доклинические модели были использованы в процессе разработки лекарственных средств. Учитывая, что доклинические трансгенные животные модели и увековечены клеточные линии были неудачны в определении клинической активности новых онкологических терапии, в основном из-за их неспособности отразить сложность человеческих опухолей, были созданы пациента происхождения опухоли ксенотрансплантата (PDTX) модели. Самым большим преимуществом этой модели является то , что опухоль гетерогенность остается неповрежденным и точно отражает молекулярные характеристики и клональности от инициирующего опухоли пациента 6-9. Модели PDTX обеспечивают превосходную в естественных условияхдоклинические платформа для изучения новых агентов, путей лекарственной устойчивости, комбинационные стратегии и биологии стволовых клеток рака 10.
Общий обзор процесса PDTX показан на рисунке 1. Она начинается в клинике, по обоюдному согласию пациентов , чтобы некоторые из их избыточной ткани опухоли , которые будут использоваться для этого исследования. Далее, во время операции, часть опухоли грязными патологоанатомом и положить в средствах массовой информации, которые будут перевезены в научных кадров. Сразу же после этого, участок опухоли нарезают на мелкие кусочки и трансплантировали в иммунодефицитных мышей подкожно. После того , как опухоль растет, она пассируют в разных поколений мышей с целью поддержания опухоли 10. Как правило, после F3 поколения опухоль может быть расширена в исследовании лечения, где новые соединения и / или комбинационные терапии оцениваются. Использу Next Gen Seq (ExoME Seq, Секвенирование РНК и SNP массив) потенциальные прогностические биомаркеры обнаружитье изд, которые помогают в отборе пациентов, которые могут получить выгоду от конкретного лечения.
Общие цели использования моделей PDTX заключаются в следующем: 1) оценить эффективность новых методов лечения как монотерапии или в комбинации и 2) определить прогностические биомаркеры чувствительности или устойчивости до клинического исследования. В этой рукописи, мы предлагаем методологию в инициации и поддержании банка CRC PDTX и обеспечивают преимущества и недостатки этой модели в открытии разработки лекарственных средств.
Рисунок 1. Обзор типового протокола CRC PDTX. Пациент получен опухоль , полученная от операции и сразу же вводили в бестимусных голых мышей подкожно. После того, как опухоль растет она раскрывается в последующих поколениях, и в конечном итоге расширить для исследований лечения. Лечение RespoNSES оцениваются и прогностические биомаркеры идентифицированы , которые могут помочь в отборе пациентов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Платформа открытия препарата PDTX предлагает улучшенную модель к недостаткам других доклинических моделей, которые являются ненадежными при прогнозировании клинической активности новых соединений. Важно отметить, что опухоли в этой модели являются биологически стабильными, сохраняю…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by grant 1R01CA152303-01.
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 |