Xenotransplantasjon av primære kreftprøver i sebrafiskembryoer (xenoZ)

I de siste årene har det dukket opp et nytt konsept for personlig medisin kalt "Mouse Avatars" eller "co-clinical trials". Utvikling av museavatarer innebærer implantasjon av pasientsvulstprøver i mus for bruk i studier av medikamenteffektivitet. Denne modellen gjør det mulig å gjennomføre prekliniske studier parallelt med pågående humane fase I/II kliniske studier. Murine- og pasientforsøk utføres samtidig, og informasjon hentet fra det murine systemet brukes til klinisk behandling av pasientens svulst. Fordelen med denne tilnærmingen er at hver pasient har sin egen svulst som vokser i et in vivo-system, og tillater dermed identifisering av en personlig terapeutisk tilnærming. En slik tilnærming eliminerer kostnadene og toksisiteten forbundet med ikke-målrettet kjemoterapi. Dessverre, i dag, er det klart at ko-kliniske forsøk med museavatarer ikke er rimelige fordi mus er dyre og tidkrevende. Studieutfordringen er å gjøre Avatarer tilgjengelige for hver pasient og tilnærmingen bærekraftig for National Healthcare Systems. For å implementere dette konseptet, foreslår etterforskerne å erstatte museavatarer med sebrafiskavatarer. Faktisk foreslår etterforskerne å kjøre ko-kliniske studier ved å bruke sebrafiskembryoer. Sebrafiskembryoer som modell for humane kreftcelle-xenografter gir flere fordeler:

1. Avslagsfri modell. Hos sebrafisk virker ikke tymus før 9 dager etter befruktning (dpf), noe som tillater avstøtningsfrie xenografter i denne perioden. Faktisk er bruk av dyre immun-permissive stammer ikke nødvendig, i skarp kontrast til musemodellen.
2. Svært lave kostnader for ekteskap.
3. Redusert mengde testmateriale. Sebrafiskeksperimenter krever mye mindre materiale for å vurdere medikamentets effektivitet.
4. Kort tid for analyse av xenotransplantasjoner. Tiden som kreves for en studie av medikamenteffektivitet er 5 dager, i motsetning til flere uker eller måneder i musemodellen.
5. Lave eksperimentelle kostnader og enkle prosedyrer. Sebrafisken produserer et stort antall embryoer med hver befruktning (hundrevis). Dette gir statistisk kraft til analysen og letter innsamlingen av et stort antall data.
6. Lav etisk innvirkning. Sebrafisk klassifiseres som insentient fra befruktning til tidspunktet da embryoene blir i stand til uavhengig fôring (120 timer etter befruktning, hpf); i løpet av denne tiden krever det derfor ikke en lisens i henhold til direktiv 2010/63/EU.
7. Data samlet inn i sebrafisk er relevante for mennesker. Sebrafiskens genom er nært beslektet med menneskers. For eksempel har bemerkelsesverdig likhet i molekylære signaleringsprosesser, cellulær struktur, anatomi og fysiologi blitt observert mellom sebrafisk og andre vertebrater av høy orden, inkludert mennesker. Dette forklarer den eksponentielle økningen i bruken av sebrafisk i legemiddeloppdagelse de siste to tiårene.

Til sammen skisserer disse punktene de bemerkelsesverdige fordelene med sebrafisk-Avataren fremfor muse-avataren, og baner vei for en realistisk og kostnadsbærekraftig implementering av de kokliniske forsøkene.

Målet med studien er spesifikt å utføre en observasjonell prospektiv klinisk studie på pasienter operert av epato-biliar-bukspyttkjertelkreft og gastrointestinale kreftformer som gjennomgår en kjemoterapibehandling for å demonstrere at sebrafisk Avatar er i stand til å forutsi det terapeutiske regimet med best effekt for hver pasient. For dette formål vil 120 pasienter som oppfyller studiens inklusjonskriterier bli registrert over en 18 måneders periode. I denne studien vil et fragment av svulsten bli tatt fra den kirurgiske prøven av patologen, fragmentert og transplantert i eggeplommen til 48 hpf sebrafiskembryoer. Effekten av ulike kreftmedisiner og/eller kombinasjoner av disse på overlevelse, spredning og migrasjon av de xenotransplanterte kreftcellene vil bli evaluert ved å eksponere de xenotransplanterte embryoene for fiskevann modifisert med stoffene. Kjemoterapiregimene som skal testes i de xenotransplanterte embryoene velges i samsvar med vanlig klinisk praksis, dvs.:

• fluoropyrimidiner, platinaforbindelser, irinotekan, taxaner (docetaxel) i mage- og spiserørskreft
• fluoropyrimidiner, platinaforbindelser, irinotekan, gemcitabin, nab paklitaksel ved kreft i bukspyttkjertelen/galleveiene
• fluoropyrimidiner, platinaforbindelser, irinotekan i tykktarmskreft.

Embryoer vil bli analysert 4, 24 og 48 timer etter injeksjon (hpi). Primære tiltak vil omfatte:

• celleproliferasjon
• cellemigrasjon
• dannelse av sekundære masser
• induksjon av neo-angiogenese

De påmeldte pasientene etter den kirurgiske operasjonen vil gjennomgå den adjuvante kjemoterapibehandlingen.

Den komparative evalueringen som foretas etter stengning av inntaket vil være basert på prospektivt innsamlede data om (i) klinisk utfall og (ii) kjemosensitivitetsdata samlet inn i sebrafiskmodellen.