مقدمة

يُعد خط الخلايا MC38 — المعروف أيضًا باسم MCA-38، MCA 38، MCA38، MC-38، MC-38 B/6، Mouse Colon 38، Colon 38، Colon-38، Colon38، Murine Carcinoma-38، و C38 (رقم التسجيل في Cellosaurus CVCL_B288) — هو أحد النماذج الفئرانية الأكثر استخدامًا في أبحاث سرطان القولون والمستقيم وعلم الأورام المناعي. وقد تم تحفيز الورم الأصلي باستخدام المادة المسرطنة 1,2-ثنائي ميثيل هيدرازين (DMH) في فئران C57BL/6، وقد أورد ذلك كوربيت وزملاؤه في عام 1975 [1]؛ وقد تم بعد ذلك تأسيس خط الخلايا هذا في المختبر على يد تان وهوليوك وغولدروزن في عام 1976 [2]. وقد جعلت التوافقية السينجينية لخلايا MC38 مع فئران C57BL/6، وعبء الطفرات العالي لديها، واستجابتها لمثبطات نقاط التفتيش المناعية، منها أداة لا غنى عنها لدراسة الأورام القولونية، ولقاحات السرطان، واستجابات الخلايا الليمفاوية التائية الإيجابية لـ CD8، والضامة المرتبطة بالأورام، وبيولوجيا مسار مستقبلات الموت الخلوي المبرمج 1 (PD-1). ولا يزال هذا النموذج يشكل أساسًا للتقدم في العلاج المناعي للسرطان، والعلاج الجيني، واكتشاف المستضدات الجديدة.

النقاط الرئيسية

• MC38 هو خط خلوي لسرطان غدي في القولون لدى الفئران، متجانس جينياً مع سلالة الفئران C57BL/6، ومشتق من ورم ناتج عن مادة DMH.
• يحمل خط الخلايا هذا عبئًا طفريًّا كبيرًا ويعبر عن نيوأنتيجينات تتعرف عليها الخلايا الليمفاوية التائية الإيجابية لـ CD8 — إلا أن تحديد النيوأنتيجينات الموجودة يعتمد على السلالة الفرعية (انظر أدناه).
• تُظهر سلالة MC38 حساسية تجاه مثبطات نقاط التفتيش المناعية، مما يجعلها نموذجًا شائع الاستخدام في أبحاث مسار PD-1/PD-L1.
• وقد استُخدم هذا النموذج على نطاق واسع في تطوير لقاحات السرطان، والعلاج الجيني بالسيتوكينات، ودراسات مناعة الأورام.
• توجد اختلافات جينومية وترانسكريبتومية جوهرية بين السلالات الفرعية لـ MC38 المستمدة من مستودعات مختلفة. توجد النيوإبيتوبات المعروفة Rpl18 و Adpgk في السلالة الفرعية ليدن (MC38-L) ولكنها غائبة عن السلالة الفرعية Kerafast/NCI (MC38-K)، وبالتالي لا تتعرف عليها الخلايا التائية المقابلة. ومن الضروري توخي الحذر في اختيار المصادر وتوثيق المنشأ. [3]
• تتوفر العديد من السلالات المشتقة المعدلة وراثيًا (السلالات المعدلة جينيًا، والسلالات المُبلِّغة، والسلالات ذات الإفراط في التعبير)، مما يوسع نطاق الاستخدامات التجريبية للنموذج.

ما هو MC38؟

MC38 هو خط خلوي قابل للزرع لسرطان الغدة الدرقية في القولون، من أصل فئراني، مصنف كخط خلوي سرطاني في قاعدة بيانات Cellosaurus (CVCL_B288). وقد استُخلص هذا الخط من أنثى فأر من سلالة C57BL/6 غير محددة العمر مصابة بسرطان غدي في القولون (سرطان غدي في القولون لدى الفئران، NCIt C120044). قام كوربيت وزملاؤه بتحفيز ظهور 82 ورمًا في القولون عبر أربع سلالات من الفئران المتقاربة النسب كجزء من جهد منهجي لإنشاء نماذج أورام القولون القابلة للزرع من أجل اختبارات العلاج الكيميائي؛ وقد نجت أربعة أورام من عملية الزرع الأولى ودخلت مرحلة التمرير المتسلسل [1]. وقد وصف تان وهوليوك وغولدروزن لاحقًا طرقًا للزراعة الانتقائية لسلالة MCA-38 في المختبر، مشيرين إلى أنه يمكن إزالة العناصر الليفية عن طريق المعالجة بالتريبسين للحصول على مجموعة خلايا ظهارية مستقرة [2]. يذكر موقع «سيلوسوروس» أن زمن التضاعف لـ MC38 يبلغ 24.3 ساعة [4]، ويتم الحفاظ على هذه السلالة كاستزراع ملتصق. وقد شمل التوصيف الأوميكي تسلسل الإكسوم الكامل، وعلم النسخ الجيني باستخدام الميكروأري وتسلسل الحمض النووي الريبي (RNA-seq)، وعلم البروتينات الخاص بالبيبتيدوم من فئة MHC الأولى، وتحليل مصفوفة التباينات النوكليوتيدية (SNP)، وتسلسل الجينوم الميتوكوندري. (يسجل موقع Cellosaurus مدخل الببتيدوم تحت تسميته العامة «ببتيدوم HLA من الفئة الأولى»؛ حيث تُظهر الخلايا الفئرانية الببتيدات على جزيئات H-2، وليس على جزيئات HLA.)

معلومات حول زراعة الخلايا MC38

ملاحظة بشأن الشروط الخاصة بالسلالة الفرعية: تتوافق الوسط المذكور أعلاه مع شروط الاستزراع المبلغ عنها بالنسبة للسلالة الفرعية المشتقة من Kerafast/NCI (MC38-K). يتم الحفاظ على السلالة الفرعية Leiden (MC38-L) في وسط IMDM مع 8% من مصل الأجنة البقري (FBS)، و2 مليمولار من L-جلوتامين، و50 ميكرومولار من 2-ميركابتوإيثانول [3]. يجب على المستخدمين الالتزام بالشروط التي يحددها مزود الخدمة الخاص بهم.

مزايا خلايا MC38

تعد إحدى نقاط القوة الرئيسية لـ خلايا MC38 وهو توافقها السينجيني مع سلالة الفئران C57BL/6 المتوفرة على نطاق واسع. ويتيح هذا التوافق للباحثين دراسة التفاعلات بين الورم والجهاز المناعي في مضيف يتمتع بكامل كفاءته المناعية، مما يتيح تجنب العوامل المربكة المرتبطة بنقص المناعة التي تحد من القيمة التطبيقية لنماذج الزرع بين الأنواع المختلفة. ويتيح الجهاز المناعي السليم إجراء تقييم دقيق لاستجابات الخلايا الليمفاوية التائية الإيجابية لـ CD8، وبيولوجيا البلاعم المرتبطة بالورم، ونشاط الخلايا القاتلة الطبيعية، والطيف الكامل للمناعة التكيفية والفطرية المضادة للأورام.

نظرًا لأن الورم الأصلي قد تم تحفيزه كيميائيًّا باستخدام مادة DMH، فإن سلالة MC38 تحمل عبئًا طفريًّا ورميًّا مرتفعًا وتُعبِّر عن نيوأنتيجينات مناعية، وقد تم تحديد خصائصها من خلال تسلسل الإكسوم الكامل وتحليل الببتيدوم الخاص بمركب MHC من الفئة الأولى [5]. هذه الخلفية الغنية بالنيوأنتيجينات تجعل النموذج مستجيبًا لمثبطات نقاط التفتيش المناعية التي تستهدف مسار مستقبلات الموت الخلوي المبرمج 1 [3]، وهو أحد الأسباب التي تجعله يُستخدم غالبًا كنموذج مشابه للمجموعة الفرعية من سرطانات القولون والمستقيم البشرية التي تتسم بفرط الطفرات، والتي تستجيب لمثل هذه العلاجات. وقد جعلت استجابة هذا الخط الخلوي للعلاج المناعي منه إحدى الأدوات القياسية في المرحلة ما قبل السريرية لتقييم التركيبات الجديدة لمثبطات نقاط التفتيش المناعية ولقاحات السرطان. تجدر الإشارة إلى أن النيوأنتيجينات المحددة الموجودة تعتمد على السلالة الفرعية المستخدمة [3].

ويوسع النظام البيئي الشامل لخطوط مشتقات MC38 المعدلة وراثيًا من فائدة هذا النموذج بشكل أكبر. تم تصنيف السلالات المُعطّلة التي تستهدف مُنظمات الجهاز المناعي مثل PD-L1 (Cd274) وB2m وCD47، بالإضافة إلى السلالات المُبلّغة التي تعبر عن بروتينات اللوسيفيراز أو البروتينات الفلورية، في قاعدة بيانات Cellosaurus باعتبارها مشتقات من CVCL_B288، وتوفر أدوات جاهزة للدراسات الآلية ودراسات التصوير الحيوي. وقت مضاعفة يبلغ حوالي 24 ساعة [4] يدعم كفاءة إنجاز التجارب، وقابلية خط الخلايا للتعديل الجيني — بواسطة الفيروسات اللينتية [12]، الفيروسات القهقرية [10]، والتحقيق الكهربائي [3] — وقد تم إثبات ذلك في العديد من الدراسات المنشورة.

محدودية خلايا MC38

يتمثل أحد القيود الحاسمة لنموذج MC38 في التباين الموثق بين السلالات الفرعية المستمدة من مصادر مختلفة. فقد أجرت دراسة عام 2023 التي أجراها شرويرس وزملاؤه تسلسلًا مقارنًا للإكسوم والترانسكريبتوم لخلايا MC38 المستمدة من Kerafast (منشأ NCI/NIH، MC38-K) ومن مجموعة المركز الطبي بجامعة لايدن (MC38-L)، ووجدت اختلافات جوهرية في أنماط الطفرات، وعدد الصبغيات، وتعبير المستضدات الجديدة [3]. احتوى السلالة MC38-L على ما يقارب 1.3 ضعف عدد المتغيرات أحادية النوكليوتيد والإدخالات والحذوفات الصغيرة مقارنةً بالسلالة MC38-K، ولم يتشارك السلالتان سوى 35.3% من المتغيرات غير المترادفة و5.4% من أحداث الجينات المدمجة، وبلغت درجة الصبغيات المستنتجة اثنتين لسلالة MC38-K مقابل خمس لسلالة MC38-L. والأهم من ذلك، أن النيوإبيتوبين Rpl18 وAdpgk، اللذين تم توصيفهما جيدًا، كانا غائبين عن سلالة MC38-K، لذا فإن الخلايا التائية المُنتجة لمقاومتهما تعرفت على سلالة MC38-L وقضت عليها، ولكنها لم تفعل ذلك مع سلالة MC38-K. ولذلك، فإن النتائج التي تم الحصول عليها من سلالة فرعية واحدة من MC38 قد لا تكون قابلة للتكرار مع خلايا من مصدر مختلف.

وبشكل أعم، أبرز تحليل المصفوفات الجينية (SNP) مشكلة عدم توازن الصبغيات والتلوث المتبادل بين سلالات الخلايا الفئرانية الشائعة الاستخدام؛ وكانت سلالة MC38 واحدة من 99 سلالة أُدرجت في تلك المجموعة، والتي اختلفت 15 منها بشكل جوهري عن الخلفية الجينية المُبلغ عنها [6]. لم تشر الدراسة إلى أي فشل محدد في عملية التحقق من صحة عينة MC38، لكنها أظهرت أن تحليل النمط الجيني STR وحده قد يفشل في التمييز بين السلالات الفرعية المشتقة من نفس السلالة المتقاربة، كما أنه لا يكشف عن أي تغير في النمط الكروموسومي. وينبغي على الباحثين الذين يعملون على عينة MC38 تطبيق أساليب صارمة للتحقق من صحة العينات وتوثيق المصدر الدقيق للخلايا المستخدمة في كل دراسة.

يتطلب استخدام المصطلحات المتعلقة بالقدرة المناعية لـ MC38 توخي الحذر. تصف الأبحاث الصادرة في التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ورم MC38 بشكل روتيني بأنه ورم ذو «منعة مناعية ضعيفة» أو «محدودة»، لأن الخلايا غير المعدلة تنمو تدريجيًا في الفئران C57BL/6 ذات الجهاز المناعي السليم [10] [11] [19]. أما الأدبيات الحديثة في مجال علم الأورام المناعي، فتؤكد بدلاً من ذلك على ارتفاع معدل الطفرات في هذا النوع من الأورام وحساسيته لمثبطات نقاط التفتيش [3]. كلا الوصفين دقيقان في سياقهما الخاص، ولا ينبغي للقراء اعتبارهما متناقضين.

باعتباره ورمًا فئرانيًّا ناتجًا عن تأثير كيميائي، فإن ورم MC38 لا يعكس تسلسل الطفرات المحركة النموذجية لسرطان القولون والمستقيم البشري. لا يحتوي موقع Cellosaurus على أي قيد مُنسق لتغيرات التسلسل الخاصة بهذا السلالة، لكن عدم وجود تعليق توضيحي لا يُعد دليلاً على غياب التغيرات المُحفزة: فقد اكتشف شرويرس وزملاؤه، على سبيل المثال، طفرة في جين Smad4 في سلالة MC38-L لم تكن موجودة في سلالة MC38-K [3]. ونظرًا للاختلافات الكبيرة بين السلالتين الفرعيتين، ينبغي تجنب الإدلاء بتصريحات عامة حول «المشهد الطفري» لـ MC38، ويجب على الباحثين التحقق من النمط الجيني للعينة التي يعملون عليها. وأخيرًا، يتضمن المدخل الخاص بـ Cellosaurus ملاحظة تحذيرية بشأن جينوم ميتوكوندريا MCA38 المنشور: التسلسل المودع (KM820832.1) هو تسلسل فأر تم تصنيفه على أنه ينتمي إلى «عزلة الفأر 406»، على الرغم من أن MC38 من أصل فئراني [7]، مما يوضح أهمية التحقق من صحة بيانات التسلسل المنشورة المرتبطة بهذا السلالة.

عرض المواصفات الكاملة والطلب

تطبيقات خلايا MC38

العلاج المناعي للسرطان وأبحاث نقاط التفتيش المناعية

أصبح نموذج MC38 حجر الزاوية في أبحاث مثبطات نقاط التفتيش المناعية نظرًا لارتفاع معدل الطفرات فيه وحساسيته لحجب PD-1/PD-L1. استخدم ياداف وزملاؤه نموذج MC38 جنبًا إلى جنب مع نموذج فئراني ثانٍ لتطوير والتحقق من صحة مسار عمل يجمع بين التحليل الطيفي الكتلي وتسلسل الإكسوم للتنبؤ بالطفرات الورمية المناعية. من بين أكثر من 1,300 تغيير في الأحماض الأمينية التي تم تحديدها، تم توقع ارتباط حوالي 13% منها بـ MHC من الفئة الأولى، وتم تأكيد جزء صغير منها بواسطة الطيف الكتلي؛ وأشارت النمذجة الهيكلية إلى أن الطفرات المعرضة للمذيبات هي الطفرات المناعية، وأثبت تطعيم الفئران أن كل ببتيد متوقع أثار استجابات خلايا T نشطة علاجيًا [5]. وقد رسخت هذه الدراسة البارزة نموذج MC38 كنظام مرجعي لاكتشاف المستضدات الجديدة وساعدت في تحديد المبادئ المطبقة حاليًا في تطوير لقاحات السرطان المخصصة.

كما اعتمدت الأبحاث المتعلقة بالتنظيم المناعي بوساطة الجليكانات على MC38. استخدم كورنليسن وزملاؤه تقنية CRISPR/Cas9 لتعطيل جين CMAS، الذي يشفر إنزيمًا رئيسيًّا في مسار السيلية، مما أدى إلى إلغاء تعبير حمض السيلينيك على سطح الخلية تمامًا [8]. وعلى عكس التوقعات، نمت خلايا MC38 التي تمت إزالة السيلية منها بالكامل بشكل أسرع بكثير في الجسم الحي مقارنةً بالمجموعة الضابطة، وأظهرت انخفاضًا في تواتر الخلايا التائية الإيجابية لـ CD8 داخل الورم، وحفزت موت الخلايا المبرمج للخلايا التائية الإيجابية لـ CD8 بطريقة مستقلة عن المستضد. كما ارتبط انخفاض التعبير عن CMAS بفترة بقاء خالية من الانتكاس أقصر في مجموعة من مرضى سرطان القولون والمستقيم البشري. وبالتالي، فإن هذه الدراسة تُعد تحذيرًا للاستراتيجيات العلاجية التي تهدف إلى إزالة عملية السيليلاتيون من الورم، وتضع MC38 كنظام قيم لتحليل التفاعلات بين الجليكانات والجهاز المناعي.

ويُعد التصوير باستخدام PD-L1 مع متتبعات PET جديدة تطبيقًا نشطًا آخر. تم التحقق من فعالية متتبعيين إشعاعيين خطيين قائمين على الببتيد، وهما [^64Cu]/[^68Ga]HKP2201 وديمره HKP2202، تم التحقق من صلاحيتهما في نماذج الفئران التي تحمل زرعًا من سرطان القولون MC38 وسرطان الجلد B16F10، مع تأكيد تعبير PD-L1 عن طريق المناعي الفلوري والكيمياء المناعية النسيجية في كل من السلالات الخلوية وأورامها [9]. وأكدت دراسات الارتباط التنافسي والحجب خصوصية الهدف، وأظهر التصوير بالأشعة المقطعية بالإصدار البوزيتروني (PET) بالإضافة إلى التوزيع الحيوي خارج الجسم امتصاصًا ملحوظًا في الورم مع إزالة سريعة من الدم والأعضاء الرئيسية. وبذلك شكلت الزرعة المتجانسة من نوع MC38 إحدى المنصات المرجعية لتقييم خصوصية المُتتبع في التطوير الانتقالي للتصوير غير الجراحي لنقاط التفتيش المناعية.

العلاج الجيني بالسيتوكينات والحويصلات خارج الخلية المعدلة وراثياً

استُخدمت خلايا MC38 على نطاق واسع كنموذج ضعيف المناعة لاختبار استراتيجيات العلاج الجيني القائم على السيتوكينات. أظهر هيروشي وزملاؤه أن نقل جين الإنترفيرون ألفا (IFN-α) إلى خلايا MC38 تسبب في رفض الخلايا المعدلة في 13 من أصل 15 فأرًا تتمتع بكفاءة مناعية، وأن خلط الخلايا المحولة بـ IFN-α مع الخلايا المحولة بـ CD80 أدى إلى تأثيرات تآزرية مضادة للأورام، مع حدوث رفض في 14 من أصل 15 حيوانًا [10]. قام إيجوتشي وزملاؤه بتوسيع نطاق هذا العمل من خلال المقارنة المباشرة بين العلاج الجيني بـ IFN-α والعلاج الجيني بـ إنترلوكين-12 (IL-12) في خلايا MC38، ووجدوا أن IFN-α حفز استجابات الخلايا الليمفاوية التائية السامة المحددة للورم ومناعة طويلة الأمد، بينما حفز IL-12 بشكل أساسي القتل غير المحدد الذي يشمل كلاً من الخلايا التائية الإيجابية لـ CD8 والخلايا القاتلة الطبيعية [11].

قدمت روسوفسكا وزملاؤها مساهمة محورية في هذا المجال من خلال هندسة خلايا MC38 لإطلاق حويصلات خارج الخلية (EVs) محملة بمحتوى محفز للمناعة [12]. باستخدام ناقلات لينتفيروسية، أنتج الباحثون سلالات فرعية من MC38 تُفرز بكميات زائدة من IL-12 الفئراني، أو تُعبّر عن الحمض النووي الريبي الصغير المُثبط (shRNA) الذي يستهدف TGF-β1، أو كليهما، وأظهروا أن التعديل الجيني للخلايا الأصلية يُعد طريقة فعالة لتحميل الجزيئات المستهدفة في كل من الإكسوسومات والميكروفيزيكولات المشتقة من الورم. أثبطت الإكسوسومات المعدلة نمو الورم في الفئران التي تحمل أورام MC38 تحت الجلد، في حين لم تفعل الإكسوسومات المستمدة من الخلايا غير المعدلة ذلك. وتطلب تحقيق التأثير الأكثر ديمومة الجمع بينها وبين لقاحات تعتمد على الخلايا الجذعية الشجيرية، مما أدى إلى استعادة المناعة المضادة للورم وتحفيز استجابة Th1 جهازية [12]. أثبتت الدراسة أن الإكسوسومات المعدلة المشتقة من MC38 تعمل كمساعد يمكنه دعم استجابة محددة مضادة للورم بدلاً من أن تكون لقاحاً قائماً بذاته.

كما تمت دراسة الإكسوسومات المشتقة من الخلايا اللحمية الوسيطة في سياق MC38. قام Xing وزملاؤه بتثبيط GARP في الخلايا اللحمية الوسيطة وأظهروا أن الإكسوسومات المستمدة من هذه الخلايا (siGARP-MSC) تمنع تكاثر MC38 وهجرتها وغزوها في المختبر، وتقلل من إفراز IL-6، وتعمل جزئيًا على تعطيل مسار JAK1/STAT3 [13]. ويحدد هذا وجود محور باراكريني بين الخلايا اللحمية والخلايا السرطانية يمكن استهدافه علاجيًا، على الرغم من أن النتائج تقتصر حتى الآن على زراعة الخلايا. وتوضح هذه الدراسات مجتمعةً تنوع نموذج MC38 في تقييم استراتيجيات العلاج المناعي الخالية من الخلايا والقائمة على الحويصلات.

علم المناعة الورمي، والالتصاق، والتهرب المناعي

كان التفاعل بين الخلايا الليمفاوية التائية وخلايا الورم MC38 موضوعًا لدراسة آلية مفصلة. أبلغ ماكنزي وهوسكين وبلاي لأول مرة أن التصاق الخلايا التائية المنشطة بمضاد CD3 بخلايا MCA-38 يتم بشكل أساسي بوساطة إنتغرين VLA-4 (α4β1)، وأنه يتم تعزيزه بواسطة إشارات بروتين تيروزين كيناز وبروتين كيناز C بينما يتم تثبيطه بواسطة المسارات المعتمدة على cAMP، مع وجود الآلية التنظيمية بشكل رئيسي في الخلية المؤثرة [14]. وقد صقلت دراسة لاحقة أجراها نفس الفريق هذه الصورة: فقد أدت الأجسام المضادة لـ α4 أو β7، أو لـ VCAM-1 الموجودة على الخلايا السرطانية، إلى تثبيط الالتصاق، في حين لم تفعل الأجسام المضادة لـ β1 ذلك، مما أدى إلى تحديد محور α4β7–VCAM-1 باعتباره المحور السائد. وأظهرت تلك الدراسة أيضًا أن الأدينوزين، وهو نوكليوسيد يزداد وجوده في البيئات الميكروية للأورام التي تعاني من نقص الأكسجة، يثبط التصاق الخلايا التائية على وجه التحديد عن طريق منع وظيفة α4β7 [15]. وينبغي على القراء ملاحظة أن الورقتين العلميتين تُنسبان وحدات فرعية β مختلفة إلى نفس التفاعل.

وقد تم فحص دور الخلايا القاتلة الطبيعية في التحكم في ورم MC38 النقيلي في الكبد في كل من المضيفين ذوي الكفاءة المناعية والمضيفين الذين يعانون من نقص المناعة. قام كوهين وزملاؤه بحقن خلايا MCA-38 (LD-MCA-38) المستمدة من الكبد في الوريد اللفائفي-القولوني ووجدوا أن الفئران التقليدية من سلالة C57BL/6 احتفظت بالخلايا السرطانية في الكبد وتطورت لديها بؤر كبدية، في حين أن الفئران العارية عديمة الغدة الصعترية تخلصت من حوالي 60٪ من الخلايا الموسومة في غضون 24 ساعة ولم تظهر عليها أي آفات كبدية [16]. كانت الخلايا الكبدية غير المتنيّة المأخوذة من الفئران العارية أو المعالجة بـ poly(I:C) — وليس من الفئران التقليدية غير المعالجة — سامة لخلايا LD-MCA-38، وكانت المجموعة المسؤولة عن ذلك غير ملتصقة وإيجابية لـ asialo-GM1 (AsGM1)؛ وأدى العلاج بمضاد AsGM1 إلى إبطال هذه الحماية. وسّع فولبي وزملاؤه نطاق هذه النتائج، حيث أظهروا أن استنفاد الخلايا باستخدام مضادات AsGM1 أو مضادات-NK1.1 أدى إلى زيادة ملحوظة في البؤر الكبدية وتقصير مدة البقاء على قيد الحياة، في حين أن استنفاد الخلايا التائية باستخدام مضادات Thy1.2 قلل بشكل كبير من البؤر، مما يشير إلى أن الخلايا القاتلة الطبيعية (NK) وليس الخلايا التائية هي العوامل الفعالة الرئيسية التي تمنع الانتشار الكبدي لـ LD-MCA-38 [17]. كما أثبت جونكوسكي وزملاؤه أن بؤرة كبدية واحدة من LD-MCA-38، تم إنشاؤها عن طريق الحقن تحت كبسولة الكبد، عززت الوظيفة السامة للخلايا والوظيفة التكاثرية للخلايا غير البارينكيمية في الكبد، وزادت نسبة الخلايا التائية CD8-إيجابية وγδ، ورفعت مستويات الإنترلوكين-6 وعامل نخر الورم [18].

لقاحات السرطان وتحديد المستضدات

لقد كانت خلايا MC38 بمثابة منصة موثوقة لتطوير ومقارنة استراتيجيات لقاحات الخلايا السرطانية الكاملة. قارن هودج وشلوم بين ناقلات الفيروسات العكسية وفيروسات الجدري (الفاكسينيا) لنقل الجزيء المحفز المشترك B7-1 إلى خلايا MC38 [19]. أحدث كلا الناقلين تعبيرًا سطحيًّا مكافئًا لـ B7-1 وحماية متساوية ضد التعرض لخلايا MC38 الأصلية بعد 14 يومًا. ومع ذلك، عند إعادة التعرض بعد 40 يومًا، كان اللقاح الفيروسي العكسي أقل فعالية، وكان اللقاح الذي يستخدم ناقل فيروس الجدري أكثر تفوقًا بشكل ملحوظ في مواجهة النقائل الرئوية الراسخة (P = 0.0351؛ P = 0.024 في الفئران المحصنة ضد فيروس اللقاح؛ P = 0.0014 في التحليل المشترك). وخلصت الدراسة إلى أن لقاح الخلايا السرطانية الكاملة الذي يستخدم فيروس الجدري كناقل لا يقل فعالية عن نظيره الريتروفيروسي، بل إنه أحيانًا أكثر فعالية منه — وهي نتيجة أثرت في التطبيق السريري اللاحق للقاحات السرطان التي تستخدم فيروس الجدري كناقل. استخدم لورنز وزملاؤه خلايا MC38 المصابة بفيروس فاكسينيا مؤتلف يُشفّر LFA-3 الفئراني (CD48) لإثبات أن التعبير القسري عن LFA-3 عزز تكاثر الخلايا التائية، والتصاقها، وسميتها الخلوية في المختبر، ومنع نمو الورم تمامًا في الفئران المتجانسة جينيًا من سلالة C57BL/6، مع توفير حماية جزئية ضد التعرض اللاحق للخلايا الأبوية غير المصابة [20].

قام هامبتون وزملاؤه بتطبيق تحديد مستضدات الأورام باستخدام نهج SEREX على خلايا MC38، حيث قاموا بتحصين فئران C57BL/6 بخلايا MC38 وفحصوا مكتبة تعبير مشتقة من خلايا MC38 باستخدام مصل مناعي [21]. وقد حدد هذا النهج بروتين الغلاف (env) الداخلي لفيروس اللوكيميا الإيكوتروبي وبروتين ATRX الفأري كمستضدات ورمية مرشحة، مما وسّع نطاق مجموعة المستضدات المعروفة المرتبطة بالأورام الفئرانية ووفر أدوات لدراسات آليات عمل اللقاحات. أنتج تاكيدا وزملاؤه خلايا اندماجية من خلايا ورم MC38 والخلايا الجذعية، بما في ذلك الخلايا الجذعية المعزولة من مضيفات حاملة للأورام، وأظهروا أن التطعيم بأي من المستحضرين حفز نشاطًا تحلليًا عاليًا متساويًا لخلايا الطحال ضد MC38 وقمع بشكل ملحوظ النقائل الرئوية الراسخة لـ MC38 [22].

استخدم نهج مميز للعلاج الجيني المناعة ضد الببتيد α(1,3)جالاكتوزيل (αGal). قام أونفير وزملاؤه بتعريض الفئران المعدلة وراثياً التي تفتقر إلى إنزيم α(1,3)جالاكتوزيلترانزفيراز (αGT) — والتي، مثل البشر، تفتقر إلى هذا المستضد ويمكنها إنتاج أجسام مضادة لـ Gal — لخلايا سرطان القولون MC38 التي تعبر عن αGal [23]. طورت الفئران التي تم تحصينها بكريات الدم الحمراء للأرانب عيارًا من الأجسام المضادة لـ anti-αGal يقترب من تلك التي شوهدت في مصل الإنسان، وبشكل أساسي IgG1 و IgG3، وأظهرت تحسنًا في البقاء على قيد الحياة وتباطؤًا في تطور الورم مقارنةً بالفئران المعدلة وراثيًّا غير المحصنة وفئران النوع البري في المجموعة الضابطة. تقدم الدراسة دليلاً عمليًّا على صحة مفهوم أن αGT يُعد جينًا انتحاريًّا في العلاج الجيني لسرطان القولون والمستقيم؛ وقد سبق إثبات التحلل الذي يتوسطه المكمل للخلايا التي تم تحويلها إلى αGal في المختبر باستخدام مصل بشري.

استراتيجيات علاجية جديدة واختبار الأدوية

استُخدمت خلايا MC38 لتقييم مجموعة من طرق العلاج الدوائية والفيزيائية لسرطان القولون والمستقيم. أظهر كورياما وزملاؤه أن التمهيد الكهربائي زاد بشكل كبير من حساسية خلايا سرطان القولون والمستقيم في الفئران، بما في ذلك MC38، تجاه البليوميسين في المختبر، على الرغم من عدم زيادة الحساسية تجاه 5-فلوروراسيل أو السيسبلاتين [24]. في التجارب الحيوية المصاحبة، أدى العلاج الكيميائي الكهربائي باستخدام البليوميسين أو السيسبلاتين إلى تراجع كامل لأورام القولون والمستقيم تحت الجلد في خمسة وأربعة من أصل ثمانية حيوانات على التوالي، وهو تأثير يُعزى إلى زيادة تراكم الدواء داخل الورم؛ ولا يحدد التقرير المنشور أي من السلالتين الخلويتين تم استخدامهما في عمليات الزرع هذه. استخدم مانوم وزملاؤه خلايا MC38 لإثبات أن نقل الجينات بوساطة الموجات فوق الصوتية يمكنه إدخال الحمض النووي البلازميدي العاري إلى خلايا سرطان القولون سواء في المختبر أو في أورام MC38 التي تنمو في الفئران المتجانسة جينياً، مما يثبت جدوى التعرض الميكانيكي للموجات الصوتية كأسلوب غير فيروسي لنقل الجينات [25].

تمت إعادة تقييم عقاقير دكلوفيناك الأولية المُستبدلة بالكاربوران باستخدام نموذج MC38. ومن بين سلسلة مُعاد تصميمها، أدى أميدين ثنائي الشحنة يحمل مجموعة نيدو إلى القضاء على حيوية خلايا MC38 في نطاق الميكرومولار المنخفض، حيث يعمل بشكل رئيسي من خلال تثبيط قوي للانقسام الخلوي وموت خلوي معتدل مصحوبًا بنضوب أنواع الأكسجين والنيتروجين التفاعلية، في حين أن الديكلوفيناك نفسه والأوكسيندولات المستبدلة بالكاربوران لم تكن سامة للخلايا [26]. كما استُخدمت خلايا MC38 في النهج البصرية الجينية: خضعت خلايا MC38 وB16F10 التي تعبر عن مضخة البروتون الخارجية التي تعمل بالضوء «أركيرودوبسين-3» (AR3) لموت خلوي مبرمج عند تعريضها للأشعة الخضراء، وأظهرت الأورام التي تعبر عن AR3 والتي زُرعت في فئران C57BL/6 تقلصًا ملحوظًا أو نموًّا مكبوتًا بعد التعرض للأشعة [27]. استخدم بارك وزملاؤه خلايا MC38 كمجموعة مراقبة لسرطان القولون في دراسة للعلاج الجيني تستهدف سرطان الجلد، مستفيدين من تركيبات مُحفِّزات/مُعزِّزات خاصة بالخلايا الصباغية مرتبطة بجين فوسفوريلاز نوكليوسيد البورين في بكتيريا Escherichia coli؛ وقد بقي 96% من خلايا MC38 قابلة للحياة بعد العلاج بالدواء الأولي، مما يؤكد أن التعبير يقتصر على الأنسجة [28].

الخلاصة

تحتل خلايا MC38 مكانة مركزية في أبحاث سرطان القولون والمستقيم وعلم الأورام المناعي. إن توافقها المتجانس جينياً مع الفئران من سلالة C57BL/6، وعبء الطفرات العالي، والمشهد الغني بالنيوأنتيجينات، وحساسيتها لمثبطات نقاط التفتيش المناعية، كل ذلك يجعلها مجتمعةً واحدةً من أكثر النماذج ما قبل السريرية إفادةً لدراسة الأورام القولونية، واستجابات الخلايا الليمفاوية التائية الإيجابية لـ CD8، والضامة المرتبطة بالأورام، ولقاحات السرطان، وبيولوجيا مسار مستقبلات الموت الخلوي المبرمج 1. وقد أثبتت عقود من الأبحاث المنشورة صحة هذا النموذج في مجالات العلاج الجيني، وبيولوجيا الالتصاق، وانتشار الأورام في الكبد، وتقييم الأدوية الجديدة، في حين تواصل الدراسات الأحدث التي تستفيد من الحويصلات خارج الخلية، والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)، وعلم البصريات الوراثي توسيع نطاق أهميتها التطبيقية. ونظرًا للاختلافات الموثقة بين السلالات الفرعية، يجب تسجيل مصدر الخلايا والتحقق من النمط الجيني لكل دراسة. يمكن للباحثين الذين يحتاجون إلى نموذج موثوق وموصوف جيدًا لسرطان القولون والمستقيم الفئراني طلب خلايا MC38 أو الاستفسار عنها مباشرةً على موقع cytion.com.

المنشورات الرئيسية

1. Corbett TH، Griswold DP Jr، Roberts BJ، وآخرون. (1975) علاقات تحفيز الأورام في تطور سرطانات القولون القابلة للزرع في الفئران من أجل اختبارات العلاج الكيميائي، مع ملاحظة حول بنية المواد المسرطنة. Cancer Research 35:2434–2439. PMID: 1149045
2. Tan MH، Holyoke ED، Goldrosen MH (1976) أورام القولون الغدية الفئرانية: طرق الاستزراع الانتقائي في المختبر. مجلة المعهد الوطني للسرطان 56:871–873. PMID: 1255804 · DOI: 10.1093/jnci/56.4.871
3. شرويرس ب، هوس بي ج، يلديز إي جي، وآخرون (2023) تُظهر سلالات الخلايا السرطانية MC38 في القولون والمستقيم، المستمدة من مصدرين مختلفين، اختلافات جوهرية في التعبير الجيني، والتحورات الجينية، وتعبير المستضدات الجديدة. «فرونتيرز إن إيمونولوجي» 14:1102282. PMID: 36969213 · DOI: 10.3389/fimmu.2023.1102282
4. Morimoto-Tomita M، Ohashi Y، Matsubara A، وآخرون. (2005) تُظهر خلايا سرطان القولون في الفئران، التي تم إنشاؤها لارتفاع معدل الإصابة بالنقائل الكبدية التجريبية، نموًّا متسارعًا ومستقلاً عن الارتباط. Clinical & Experimental Metastasis 22:513–521. PMID: 16320114 · DOI: 10.1007/s10585-005-3585-0
5. ياداف م.، جونجونوالا س.، فونغ ك. ت.، وآخرون. (2014) التنبؤ بالطفرات الورمية المناعية من خلال الجمع بين قياس الطيف الكتلي وتسلسل الإكسوم. Nature 515:572–576. PMID: 25428506 · DOI: 10.1038/nature14001
6. ديديون ج. ب.، بوس ر. ج.، ناغاشفار ز.، وآخرون (2014) تحليل مصفوفة SNP لخطوط الخلايا الفئرانية يحدد سلالات منشأها ويكشف عن التلوث المتبادل وانتشار عدم توازن الصبغيات. BMC Genomics 15:847. PMID: 25277546 · DOI: 10.1186/1471-2164-15-847
7. Zhang CF، Yu XJ، Wang BY، وآخرون. (2016) تسلسل الجينوم الميتوكوندري الكامل لسلالة خلايا MCA38 لسرطان القولون والمستقيم في الفئران. Mitochondrial DNA Part A 27:2034–2035. PMID: 25434994 · DOI: 10.3109/19401736.2014.974176 — انظر ملاحظة التحذير في مدخل Cellosaurus CVCL_B288.
8. كورنيليسن LAM، بلاناس A، فان دير هورست JC، وآخرون. (2019) يؤدي اضطراب استقلاب حمض الساليك إلى نمو الورم عن طريق زيادة موت الخلايا المبرمج للخلايا التائية CD8+. المجلة الدولية للسرطان 144:2290–2302. PMID: 30578646 · DOI: 10.1002/ijc.32084
9. Zhang L، Zhang S، Wu J، وآخرون. (2023) متتبعات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) القائمة على الببتيدات الخطية لتصوير PD-L1 في الأورام. الصيدلة الجزيئية 20:4256–4267. PMID: 37368947 · DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.3c00382
10. Hiroishi K، Tüting T، Tahara H، Lotze MT (1999) العلاج الجيني بالإنترفيرون ألفا بالاقتران مع نقل CD80 يقلل من القدرة على تكوين الأورام ونمو الورم الموجود في نماذج الأورام ذات المناعة الضعيفة. Gene Therapy 6:1988–1994. PMID: 10637450 · DOI: 10.1038/sj.gt.3301034
11. إيجوتشي ج، هيرويشي ك، إيشي س، ميتامورا ك (2003) العلاج الجيني بالإنترفيرون ألفا والإنترلوكين-12 للسرطان: يُحفز الإنترفيرون ألفا استجابات مناعية محددة للورم بينما يحفز الإنترلوكين-12 القتل غير المحدد. علم مناعة السرطان، العلاج المناعي 52:378–386. PMID: 12739068 · DOI: 10.1007/s00262-002-0367-2
12. روسوفسكا ج، أنجر ن، ويجيريك ك، وآخرون. (2019) الإمكانات المضادة للأورام للحويصلات خارج الخلية التي تفرزها خلايا سرطان القولون الفئرانية المعدلة وراثيًا مع الإفراط في التعبير عن إنترلوكين-12 وshRNA لـ TGF-β1. Frontiers in Immunology 10:211. PMID: 30814999 · DOI: 10.3389/fimmu.2019.00211
13. Xing H، Liang C، Xu X، وآخرون (2020) تعمل الخلايا اللحمية/الشبيهة بالخلايا الجذعية التي تم تثبيط GARP فيها على تثبيط تكاثر الخلايا وغزو خلايا سرطان القولون في الفئران (MC38) من خلال الإكسوسومات. مجلة الطب الخلوي والجزيئي 24:13984–13990. PMID: 33155413 · DOI: 10.1111/jcmm.16008
14. ماكينزي و. م.، هوسكين د. و.، بلاي ج. (1999) يتم تنظيم التصاق الخلايا التائية للفأر المُنشَّطة بمضاد CD3 بخلايا سرطان الغدة القولونية المتجانسة جينياً بشكل متباين من خلال مسارات تعتمد على بروتين تيروزين كيناز، وبروتين كيناز سي، وcAMP في الخلية المؤثرة. مجلة «Biochemical and Biophysical Research Communications» 255:460–465. PMID: 10049731 · DOI: 10.1006/bbrc.1999.0232
15. ماكينزي و.م.، هوسكين د.و.، بلاي ج. (2002) يثبط الأدينوزين الالتصاق الذي يتوسطه إنتغرين ألفا(4)بيتا(7) للخلايا اللمفاوية التائية بخلايا سرطان القولون الغدي. أبحاث الخلايا التجريبية 276:90–100. PMID: 11978011 · DOI: 10.1006/excr.2002.5514
16. كوهين س. أ.، تزونغ س. ب.، دور ر. ج.، غولدروزن م. هـ. (1990) دور خلايا الكبد الإيجابية لـ«أسيالو-GM1» المستمدة من الفئران العارية الخالية من الغدة الصدرية أو المعالجة بحمض البوليينوزينيك-البوليسيتيديليك في تثبيط النقائل الكبدية التجريبية المنشأ من القولون. Cancer Research 50:1834–1840. PMID: 2306736
17. فولبي سي إم، ميهتا إن، كيم يو، وآخرون (1999) خلايا NK الإيجابية لـ AsGM1 تمنع ورم خبيث الخلايا السرطانية الغازية LD-MCA-38 في الفئران العارية. مجلة الأبحاث الجراحية 84:157–161. PMID: 10357913 · DOI: 10.1006/jsre.1999.5631
18. جونكوسكي ج. أ.، تزونغ س. ب.، دور ر. ج.، كوهين س. أ. (1992) الانتشار الكبدي يغير الوظيفة المناعية للخلايا غير المتنيّة في كبد الفئران. أرشيفات الجراحة 127:1325–1329. PMID: 1444795 · DOI: 10.1001/archsurg.1992.01420110073015
19. Hodge JW، Schlom J (1999) دراسات مقارنة بين ناقل فيروسي رجعي وناقل فيروسي من عائلة الجدري في لقاحات الخلايا السرطانية الكاملة. أبحاث السرطان 59:5106–5111. PMID: 10537283
20. لورينز إم جي، كانتور ج. أ.، شلوم ج.، هودج ج. و. (1999) تحفيز المناعة المضادة للأورام الناتجة عن الخلايا السرطانية التي تعبر عن نظير LFA-3 الفئراني عبر فيروس فاكسينيا مُعاد التركيب. العلاج الجيني البشري 10:623–631. PMID: 10094205 · DOI: 10.1089/10430349950018698
21. هامبتون ت. أ.، كونري ر. م.، خازالي م. ب.، وآخرون (2000) تحليل SEREX لتحديد مستضدات الأورام في نموذج الفأر لسرطان الغدة. العلاج الجيني للسرطان 7:446–455. PMID: 10766351 · DOI: 10.1038/sj.cgt.7700124
22. تاكيدا أ، هومما س، أوكاموتو ت، وآخرون (2003) اندماج الخلايا الجذعية غير الناضجة مع الخلايا السرطانية يحفز مناعة قوية مضادة للأورام. المجلة الأوروبية للأبحاث السريرية 33:897–904. PMID: 14511362 · DOI: 10.1046/j.1365-2362.2003.01194.x
23. أونفير آر. سي، هيلرونغ د، لينك سي. ج. جونيور (2003) توفر المناعة ضد الببتيد ألفا(1,3)غالاكتوزيل الحماية في الفئران المعرضة لخلايا سرطان القولون التي تعبر عن إنزيم ألفا(1,3)غالاكتوزيل-ترانسفيراز: جين انتحاري جديد للعلاج الجيني للسرطان. Cancer Research 63:987–993. PMID: 12615713
24. Kuriyama S، Matsumoto M، Mitoro A، وآخرون (2000) العلاج الكيميائي الكهربائي لسرطان القولون والمستقيم باستخدام عوامل العلاج الكيميائي الشائعة الاستخدام في نموذج الفئران. أمراض الجهاز الهضمي وعلومه 45:1568–1577. PMID: 11007108 · DOI: 10.1023/a:1005565027969
25. مانومي ي.، ناكامورا م.، أوهنو ت.، فوروهاتا ه. (2000) الموجات فوق الصوتية تسهل نقل الحمض النووي البلازميدي العاري إلى خلايا سرطان القولون في المختبر وفي الجسم الحي. العلاج الجيني البشري 11:1521–1528. PMID: 10945766 · DOI: 10.1089/10430340050083252
26. سيلج سي، غورديتش في، كراينوفيتش ت، وآخرون (2024) إعادة تصميم وتقييم العقاقير الأولية المستبدلة بالكاربوران القائمة على ديكلوفيناك وإمكاناتها المضادة للسرطان. التقارير العلمية 14:30488. PMID: 39681576 · DOI: 10.1038/s41598-024-81414-x
27. ناكاو س.، كوجيما ك.، ساتو ك.، وآخرون. (2025) العلاج الضوئي الجيني للسرطان باستخدام مضخة البروتون الخارجية التي تعمل بالضوء «رودوبسين أركايرودوبسين-3» (AR3). مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 147:44131–44140. PMID: 41186408 · DOI: 10.1021/jacs.5c13053
28. بارك ب. ج.، براون سي. ك.، هو ي.، وآخرون. (1999) يؤدي تعزيز التعبير الجيني الخاص بالورم الميلانيني باستخدام مُعزِّز ترادفي خاص بالخلايا الصباغية إلى زيادة السمية الخلوية لجين فوسفوريلاز نوكليوسيد البورين في الورم الميلانيني. العلاج الجيني البشري 10:889–898. PMID: 10223723 · DOI: 10.1089/10430349950018292

تم استرجاع البيانات الببليوغرافية والملخصات من PubMed. بيانات التعريف الخاصة بسلالة الخلايا مأخوذة من قاعدة بيانات Cellosaurus الخاصة بـ MC-38 (RRID:CVCL_B288).