כאן, השתלה אורתוטופית סינגנית ואחריה הליך קטיעה של אוסטאוסרקומה עם גרורות ריאות ספונטניות שניתן להשתמש בהן לחקירה פרה-קלינית של ביולוגיה גרורות ופיתוח של טיפולים חדשניים מתואר.
ההתקדמות האחרונה בטיפול באוסטאוסרקומה (OS) התרחשה בשנות השמונים כאשר הוכח כי כימותרפיה רב-גורמית משפרת את ההישרדות הכללית בהשוואה לניתוח בלבד. כדי לטפל בבעיה זו, מטרת המחקר היא לחדד מודל פחות ידוע של מערכת ההפעלה בחולדות עם גישה היסטולוגית מקיפה, הדמיה, ביולוגית, השתלה וקטיעה כירורגית המאריכה את ההישרדות. השתמשנו במודל עכברושים אימונו-תחרותי, מלידה ספראג-דולי (SD), מודל חולדה סינגנית עם קו תאים מושתל של מערכת ההפעלה UMR106 (שמקורו בחולדה SD) עם שתלי גידול טיבי אורתוטופיים לחולדות זכר ונקבה בנות 3 שבועות כדי לדגמן מערכת הפעלה לילדים. מצאנו שחולדות מפתחות גידולי ריאות ראשוניים ומדסטטיים ניתנים לשחזור, וכי קטיעות גפיים בגיל 3 שבועות לאחר ההשתלה מפחיתות באופן משמעותי את שכיחות גרורות הריאות ומונעות מקרי מוות בלתי צפויים. מבחינה היסטולוגית, מערכות ההפעלה העיקריות והמטאסטטיות בחולדות היו דומות מאוד למערכת ההפעלה האנושית. סקר ביטוי חלבון של תאי מערכת ההפעלה מגלה כי גידולים אלה מבטאים קינאזים משפחתיים של ErbB. מאז קינאז אלה באים לידי ביטוי גם ב- OSs האנושי ביותר, מודל חולדה זה יכול לשמש כדי לבדוק מעכבי מסלול ErbB לטיפול.
אוסטאוסרקומה (OS) הוא הגידול העיקרי הנפוץ ביותר בעצמות אצל ילדים, מתבגרים ומבוגרים צעירים. ההתקדמות האחרונה בטיפול במערכת ההפעלה התרחשה בשנות השמונים כאשר הוכח כי כימותרפיה רב-גורמית משפרת את ההישרדות הכללית בהשוואה לניתוחלבדו 1. מערכת ההפעלה מתפתחת במהלך צמיחת עצם מהירה, המתרחשת בדרך כלל בעצמות צינוריות ארוכות כגון עצם הירך, השוקה, עצם הרחם. הם מאופיינים במראה אוסטיאוליטי, אוסטאובלסטי או מעורב עם תגובה periosteal בולט2. כימותרפיה וחתך כירורגי יכול לשפר את התוצאה עבור חולים עם הישרדות של 5 שנים עבור 65% מהחולים2,3. למרבה הצער, חולי מערכת הפעלה ברמה גבוהה עם מחלה גרורתית יש 20% הישרדות. מערכת ההפעלה פולשת באופן אזורי וגורמת גרורות בעיקר לריאות או לעצמות אחרות והיא נפוצה יותר אצל גברים. הצורך המשכנע ביותר עבור חולים צעירים אלה הוא טיפול חדשני המונע ומבטל את הכדאיות של גרורות רחוקות.
מודלים פרה-קליניים של מערכת ההפעלה נבדקו4,5,6,7 ומעט דגמים חיסוניים זמינים באמצעות כריתה של מערכת ההפעלה האורתוטופית פותחו. בשנת 2000 פותח דגם חשוב באמצעות עכברי BALB/c עם מערכת הפעלה סינגנית אורתוטופית וקטיעה8. בהשוואה למודל העכבר הזה, מודל החולדות מבוסס על בעלי חיים גדולים פי 10 מהמובילים ליתרונות מסוימים. מודל UMR106 החולדה פותח מערכת הפעלה המושרה 32P בחולדה ספראג דולי (SD), אשר נגזר לתוך קו תא9. בשנת 2001, השתלה אורתוטופית של UMR106-01 תוארה לראשונה בשוקה מושתלת של עכברים אתימיים עם התפתחות גידול ראשונית מהירה ועקבית ותכונות רדיולוגיות, היסטולוגיות במשותף עם מערכת ההפעלה בבני אדם. גרורות ריאתיות התפתחו והיו תלויות במיקום האורתופולוגי של UMR106 לתוך מיקרו-סביבה בעצמות10. בשנת 2009, יו ואח‘ 11 הקים מודל עכברוש עצם הירך האורתוטופית לשחזור באמצעות תאי UMR106 בחולדות SD זכריות גדולות יותר. השתלות הגידול המוצלחות וקצב גרורות הריאות בחולדות ללא קטיעה היו דומים לנתונים שהוצגו כאן. במחקר זה בוצעה קטיעה נוספת למודל באמצעות חולדות צעירות, מה שהציע כי התזמון של הסרת הגידול העיקרי הוא קריטי בדוגמנות מערכת ההפעלה, הקשורה במיוחד להתקדמות גרורתית. עם עידון זה, קטיעה והדמיה in vivo לשפר את המודל הזה עבור מחקרים פרה קליניים להערכת תרופות חדשניות עבור מערכת ההפעלה.
חולדות עם שתלים טיביים של מערכת ההפעלה מפתחות גידולים מדידים ב-3 שבועות לאחר ההשתלה. אם גפיים עם גידולים נקטעים 3 שבועות לאחר ההשתלה, השכיחות של גרורות ריאות מופחתת באופן משמעותי. מערכות יס הן אוסטיאולטיות ואוסטאובלסטיות. חולדות ללא קטיעה לפתח גרורות ריאות כי הם מרובים ומגוון בגודל, נצפתה ?…
The authors have nothing to disclose.
מימון NIH באמצעות המכון הלאומי לסרטן, מענק # CA228582. שון אישיאמה מקבל בימים אלה מענק ממשרד תומרי מדיקל בע”מ
AKT | Cell Signaling TECHNOLOGY | 4685S | |
absorbable suture | Ethicon | J214H | |
β-actin | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-47778 | |
β2-AR antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-569 | replaced by β2-AR (E-3): sc-271322 |
Bis–Tris gels | Thermo Fisher | NP0321PK2 | |
Buprenorphine SR Lab | ZooPharm | IZ-70000-201908 | |
CD3 antibody | Dako | #A0452 | |
CD68 antibody | eBioscience | #14-0688-82 | |
Chemiluminescent substrate | cytiva | RPN2232 | |
CL-Xposure film | Thermo Fisher | 34089 | |
Complete Anesthesia System | EVETEQUIP | 922120 | |
diaminobenzidine | VECTOR LABORATORIES | SK-4100 | |
Doxorubicin | Actavis | NDC 45963-733-60 | |
EGFR antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-03 | replaced by EGFR (A-10): sc-373746 |
ERBB2 antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-284 | replaced by Neu (3B5): sc-33684 |
ERBB4 antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-283 | replaced by ErbB4 (C-7): sc-8050 |
ERK antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-514302 | |
eye lubricant | PHARMADERM | NDC 0462-0211-38 | |
Hamilton syringe (100 µL) | Hamilton | Model 1710 SN SYR | |
horseradish peroxidase-linked secondary antibody | cytiva | NA934 | |
HRP polymer detection kit | VECTOR LABORATORIES | MP-7401 | |
HRP polymer detection kit | VECTOR LABORATORIES | MP-7402 | |
isoflurane | BUTLER SCHEIN | NDC 11695-6776-2 | |
isoflurane vaporizer | EVETEQUIP | 911103 | |
UMR-106 cell | ATCC | CRL-1661 | |
X-ray | Faxitron | UltraFocus | |
X-ray processor | Hope X-Ray Peoducts Inc | MicroMax X-ray Processor | Hope Processors are not available in USA anymore |
wound clips | BECTON DICKINSON | 427631 |