Xenotransplantace vzorků primární rakoviny v embryích zebrafish (xenoZ)

V posledních letech se objevil nový koncept personalizované medicíny nazývaný „myší avataři“ nebo „koklinické studie“. Vývoj myších avatarů implikuje implantaci vzorků nádorů pacientů do myší pro použití ve studiích účinnosti léků. Tento model umožňuje provádět předklinické studie souběžně s probíhajícími klinickými studiemi fáze I/II na lidech. Testy na myších a pacientech se provádějí souběžně a informace získané z myšího systému se používají pro klinickou léčbu pacientova nádoru. Výhodou tohoto přístupu je, že každý pacient má svůj vlastní nádor rostoucí v systému in vivo, což umožňuje identifikaci individuálního terapeutického přístupu. Takový přístup eliminuje náklady a toxicitu spojenou s necílenou chemoterapií. V dnešní době je bohužel jasné, že koklinické testy s použitím myších avatarů nejsou cenově dostupné, protože myši jsou drahé a časově náročné. Úkolem studie je zpřístupnit avatary pro každého pacienta a přístup udržitelný pro národní zdravotnické systémy. Pro realizaci tohoto konceptu navrhují vyšetřovatelé nahradit myší avatary avatary zebrafish. Vyšetřovatelé skutečně navrhují provést koklinické studie s použitím embryí zebry. Embrya zebrafish jako model pro xenoimplantáty lidských rakovinných buněk nabízejí několik výhod:

1. Model bez odmítnutí. U zebřiček brzlík nefunguje do 9 dnů po oplodnění (dpf), což umožňuje během tohoto období xenoimplantáty bez rejekce. Ve skutečnosti není použití drahých imunitně permisivních kmenů vyžadováno, v ostrém kontrastu s myším modelem.
2. Velmi nízké náklady na chov.
3. Snížené množství testovacího materiálu. Experimenty se zebrafish vyžadují mnohem méně materiálu k posouzení účinnosti léčiva.
4. Krátký čas na analýzu xenotransplantátů. Doba potřebná pro studii účinnosti léčiva je 5 dní, na rozdíl od několika týdnů nebo měsíců u myšího modelu.
5. Nízké experimentální náklady a jednoduché postupy. Zebřička produkuje velké množství embryí s každým oplodněním (stovky). To poskytuje statistickou sílu pro analýzu a usnadňuje sběr velkého množství dat.
6. Nízký etický dopad. Zebřička je klasifikována jako necitlivá od oplodnění do doby, kdy se embrya stanou schopnými samostatného krmení (120 hodin po oplodnění, hpf); proto po tuto dobu nevyžaduje licenci dle směrnice 2010/63/EU.
7. Údaje shromážděné u zebřiček jsou relevantní pro lidi. Genom zebřičky úzce souvisí s genomem člověka. Pozoruhodná podobnost v procesech molekulární signalizace, buněčné struktuře, anatomii a fyziologii byla například pozorována mezi zebřičkami a jinými obratlovci vysokého řádu, včetně lidí. To odpovídá za exponenciální nárůst používání zebřičky při objevování drog během posledních dvou desetiletí.

Souhrnně tyto body nastiňují pozoruhodné výhody Avatara zebrafish oproti myšímu Avataru, čímž dláždí cestu pro realistickou a nákladově udržitelnou implementaci koklinických testů.

Konkrétně je cílem studie provést observační prospektivní klinickou studii na pacientech operovaných s epato-biliárním-pankreatickým karcinomem a gastrointestinálním karcinomem podstupujícím chemoterapii s cílem prokázat, že zebrafish Avatar je schopen předvídat terapeutický režim s nejlepší účinnost pro každého pacienta. Za tímto účelem bude po dobu 18 měsíců zařazeno 120 pacientů splňujících kritéria pro zařazení do studie. V této studii bude patologem odebrán fragment nádoru z chirurgického vzorku, fragmentován a transplantován do žloutku 48 hpf embryí zebrafish. Účinek různých protirakovinných léčiv a/nebo jejich kombinací na přežití, proliferaci a migraci xenotransplantovaných rakovinných buněk bude hodnocen vystavením xenotransplantovaných embryí rybí vodě modifikované léčivy. Chemoterapeutické režimy, které mají být testovány na xenoimplantovaných embryích, jsou vybrány v souladu s běžnou klinickou praxí, tj.

• fluoropyrimidiny, sloučeniny platiny, irinotekan, taxany (docetaxel) u rakoviny žaludku a jícnu
• fluoropyrimidiny, sloučeniny platiny, irinotekan, gemcitabin, nab paklitaxel u rakoviny pankreatu/žlučových cest
• fluoropyrimidiny, sloučeniny platiny, irinotekan u kolorektálních karcinomů.

Embrya budou analyzována 4, 24 a 48 hodin po injekci (hpi). Primární opatření budou zahrnovat:

• buněčná proliferace
• migrace buněk
• tvorba sekundárních hmot
• indukce neoangiogeneze

Zařazení pacienti po chirurgickém výkonu podstoupí adjuvantní chemoterapii.

Srovnávací hodnocení provedené po uzavření příjmu bude založeno na prospektivně shromážděných údajích o (i) klinickém výsledku a (ii) údajích o citlivosti na chemoterapii shromážděných v modelu zebrafish.