Kasvaimen kasvun ja onkologisen hoidon arviointi CRLM-potilailla käyttämällä seeprakalan alkiomallia (CRLM-Z)

Mahdollisuudet ennustaa onkologista kasvainvastetta yksittäisille potilaille, joilla on GI-pahanlaatuisia kasvaimia yksilöllisen onkologisen hoidon räätälöimiseksi, ovat tällä hetkellä rajalliset. Tämä tarkoittaa, että suurin osa onkologisesta hoidosta päätettäessä käytetystä tiedosta koskee potilasryhmää eikä yksilöitä. Vastaavasti suurin osa käytetyistä kemoterapia-ohjelmista ei ole yksilöllisesti räätälöity, vaikka sen on osoitettu olevan hyödyllinen tietyille potilasryhmille. Kolorektaalisyövässä KRAS (Kirsten rotan sarkooma) ja BRAF-mutaatiostatus ennustavat vasteen lääkkeille, jotka kohdistuvat EGFR/KRAS/BRAF-signalointireitin eri vaiheisiin, kun taas MSI/MMR-status voi ennustaa immuunitarkastuspisteen estäjien tuloksen [1]. Koska kemoterapialla, kuten myös muilla syöpähoidoilla, voi olla vakavia sivuvaikutuksia, hoito voi olla tehotonta, mutta se voi myös aiheuttaa vakavia haittavaikutuksia, jotka jopa lyhentävät potilaan elämää ja estävät parantavan kasvaimen resektion mahdollisuutta. Tästä syystä esikäsittelyvasteen arviointi seeprakalan avatarmallissa olisi arvokkainta.

Kliinisestä näkökulmasta helpoin tilanne on adjuvanttiympäristössä. Tässä vaiheessa koko kasvain on käytettävissä analysoitavaksi ja avatar-mallissa voidaan käyttää suurempia kudospaloja. 5-fluorourasiili tai kapesitabiini (5-FU-aihiolääke) joko yksinään tai yhdessä oksaliplatiinin kanssa on nykyinen vakioadjuvanttihoito vaiheen III paksusuolensyövän ja vaiheen II paksusuolensyövän hoidossa, jossa on 2+ riskitekijää. Muun tyyppiset yhdistelmähoito-ohjelmat mukaan lukien esim. irinotekaani ei ole tähän mennessä osoittanut hyötyä adjuvanttitilanteessa.

Neoadjuvanttihoidossa, eli leikkausta edeltävässä hoidossa potilaille, joilla on resekoitava CRLM, 5-FU:n (tai kapesitabiinin) ja joko oksaliplatiinin tai irinotekaanin yhdistelmät voivat parantaa leikkauksen lopputulosta ja pitkän aikavälin ennustetta. Tällä hetkellä ei tiedetä, mikä hoito-ohjelma on tehokkain yksittäiselle potilaalle.

Vakavimmassa skenaariossa, jossa potilaalla on ei-leikkauskelvoton CRLM, joko palliatiivinen kemoterapia tai kemoterapiaa vähentävä/muunnoshoito on aiheellista. Jälkimmäiselle potilasryhmälle on äärimmäisen tärkeää tarjota mahdollisimman tehokas hoito ensimmäisessä rivissä, koska 10

Terapeuttinen ikkuna on kapea ja kliininen ja/tai radiologinen eteneminen ensilinjan hoidossa voi estää lisäonkologiset ja kirurgiset interventiot. Hyväkuntoiset potilaat voivat hyötyä 5-FU:n, oksaliplatiinin ja irinotekaanin (FOLFOXIRI) tripletistä. Tämä on kuitenkin myrkyllinen hoito-ohjelma, ja vanhemmille tai huonokuntoisille potilaille tarjotaan yleisemmin 5-FU:n ja joko oksaliplatiinin tai irinotekaanin duplettia. Sillä voi olla lisäarvoa, kun kemoterapia yhdistetään vasta-aineisiin, jotka kohdistuvat VEGF:ään tai villityypin KRAS:a ilmentävien kasvainten osalta EGF-reseptoriin.

Mutta ehkä arvokkain ympäristö potilaalle, jolla on etukäteen ei-resekoitavissa oleva kasvaintaakka, olisi ennen hoidon aloittamista.

Jopa 50 %:lle paksusuolen ja peräsuolen syöpää sairastavista potilaista kehittyy maksametastaaseja joko synkronisesti tai metakronisesti primaarisen kasvaimen havaitsemiseen verrattuna[2]. Hoidon peruspilari on nykyään yhdistelmä metastaasien resektiota +/-ablaatiota, joko ennen leikkausta maksan tilavuuden lisäämisen ja kemoterapian kanssa tai ilman sitä yhdessä vasta-aineiden kanssa[3].

Useita negatiivisia prognostisia tekijöitä on tunnistettu sekä kasvainten kasvun että kasvaimien onkogeenien rakenteessa[4]. Silti yksi tärkeimmistä tekijöistä on metastaasien vaste kemoterapiaan sekä radiologisesti että myös kasvainmarkkerien vähenemisessä (CEA, CA19/9)[5, 6].

Silti meillä on hyvin vähän tietoa siitä, reagoivatko etäpesäkkeet annettuun hoitoon vai eivät. Kasvain, jossa on KRAS-mutaatio, ei reagoi Erbitux-hoitoon, ja limakasvaimet ovat yleensä vastustuskykyisempiä mille tahansa kemoterapialle[7].

Kasvainspesifisen hoitovasteen arvioimiseksi on tutkittu erilaisia ​​malleja, mutta useimmat ovat hitaita tai ovat osoittaneet ristiriitaisia ​​tuloksia[8]. Nykyään PDX-malli on eniten käytetty ja validoitu ennustamaan hoitovastetta, mutta onkologisen hoidon arviointi kestää kuukausia [9]. Siksi hiiren PDX-mallia ei voida käyttää kliiniseen päätöksentekoon. Organoidiviljelmät, joissa käytetään potilaista peräisin olevia syöpiä, on hyvin käytetty in vitro -seulontatyökalu, jolla on lupaavia tuloksia erilaisissa kasvaimissa[10]. Organoidit säilyttävät alkuperäisen kasvainkudoksen geneettiset ominaisuudet. Silti nämä mallit ovat hitaita, kun on kyse potilaiden kudoksen arvioinnista hoitopäätöksiä varten, ja niiltä puuttuu kyky arvioida metastaattisia tai angiogeenisiä mahdollisuuksia.

Viime aikoina seeprakalan alkioita on käytetty ihmisen syövän avatareina, ensin hematogeenisissa syövissä, mutta viime aikoina myös kiinteissä syövissä, kuten PDAC, rintasyöpä ja paksusuolensyöpä[11-14].

Mallilla on useita etuja, vahvin on vasteen arviointi vasta 3-5 päivää kasvainkudoksen istuttamisen jälkeen alkioihin. Alkiot ovat läpinäkyviä, joten kasvaimen kasvu ja leviäminen voidaan visualisoida yksityiskohtaisesti ja kvantifioida puoliautomaattisella tavalla[15]. Koska seeprakalojen alkioiden oma immuunijärjestelmä reagoi vasta 8. päivänä [14], miksi immuunivaste kasvainta vastaan ​​tulee potilaan omista immuunisoluista, tämä on myös syy siihen, miksi ksenograftisiirrännäinen toimii tässä mallissa. Toisaalta. Toistaiseksi biopsiakudos ei riitä, mutta näiden avatarien luomiseen tarvitaan vähintään kuutiosenttimetriä kasvainkudosta. Tästä syystä neulabiopsiat eivät tarjoa tarpeeksi materiaalia, mutta nykyisissä protokollissa tarvitaan resektoituja maksakasvainkudoksia.

Seeprakalan alkioissa kolorektaalisten syöpäsolujen on osoitettu kasvavan, ja eri kemoterapiayhdistelmien vastearvioinnit ovat olleet onnistuneita, ja ne ovat korreloineet erittäin hyvin ihmisten vasteen kanssa[14]. Kliinisiä tutkimuksia kolorektaalisista maksametastaaseista ei ole toistaiseksi tehty.

Kalat säilytetään keskimäärin 28 °C:n lämpötilassa kierrätysjärjestelmässä, jossa on 14:10 tunnin valosta pimeään -kierto. Seeprakalan hedelmöitetyt munat saadaan luonnonvaraisen tyypin AB-kannan parittelemalla tiloissamme, ja kehittyvät alkiot asetetaan inkubaattoriin 28 °C:een Kimmelin ym. mukaan[19]. Ennen toimenpiteitä alkiot nukutetaan 0,02-prosenttisessa trikaiinissa. Histopatologin kirurgisesta näytteestä ottama kasvainkudos kylmäsäilytetään upottamalla kudos kylmäsäilytysalustaa sisältäviin kryoputkiin, lisäämällä putket kryolaatikkoon ja laittamalla laatikko -80 asteen pakastimeen vähintään 24 tunniksi. Kudosta sisältävä putki kuljetetaan sitten kuivajäällä seeprakalalaboratorioon, jossa kudos sulatetaan, pestään ja inkuboidaan proteaasiseoksessa mekaanisessa hajotuslaitteessa (GentleMACS), jolloin kudoksesta muodostuu yksisoluinen suspensio. Suspensio suodatetaan ja inkuboidaan 30 minuuttia 40 µg/ml CM-Dil:ssä fosfaattipuskuroidussa suolaliuoksessa (PBS), minkä jälkeen sentrifugoidaan ja pestään PBS:llä. Leimatut solut suspensoidaan sitten uudelleen istutusväliaineeseen ja injektoidaan ohuilla lasikapillaarineuloilla 2 päivän ikäisten seeprakalan alkioiden ihonalaiseen perivitelliiniseen osastoon. Onnistuneesti istutetut seeprakalan alkiot siirretään sitten alkioalustaan, joka sisältää tutkittavia lääkkeitä (esim. lääkkeet, joita voitaisiin harkita näytteen luovuttavan potilaan hoidossa) ja niitä käsitellään kolmen päivän ajan. Kuvat kasvaimista saadaan sekä välittömästi siirron jälkeen että kolmen päivän hoitojakson jälkeen, ja lisäkuva seeprakalan alkion pääetäpesäkkeestä saadaan kolmen päivän hoitojakson jälkeen solujen metastaattisten kykyjen arvioimiseksi. Hoidon tulos arvioidaan kasvaimen tilavuuden muutoksena vuorokauden 3 ja päivän 0 välillä hoitoryhmässä verrattuna vehikkelikontrolliryhmään (prosenttia), ja merkittävästi voimakkaampi tuumorin tilavuuden väheneminen hoitoryhmässä katsotaan positiiviseksi hoitotulokseksi. . Todisteet etäpesäkkeitä edistävästä fenotyypistä saadaan seeprakalan alkioiden metastaattisesta kohdasta löydettyjen solujen lukumäärästä kolme päivää istutuksen jälkeen. Raja-arvot sille, kuinka monta metastasoitunutta solua tarvitaan ennakoimaan todennäköistä etäpesäkkeiden etenemistä potilaassa, arvioidaan ensimmäisten 10–20 mukaan otettujen potilaiden kohdalla, koska tällaisia ​​tietoja ei ole tällä hetkellä saatavilla muista tietolähteistä.