Εισαγωγή

Κύτταρα NCI-H1781, γνωστό επίσης με τα συνώνυμα H1781, H-1781 και NCIH1781 (αριθμός καταχώρισης στο Cellosaurus CVCL_1494), αποτελούν μια ανθρώπινη κυτταρική σειρά μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα (NSCLC) που δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του συστηματικού προγράμματος κυτταρικών σειρών καρκίνου του πνεύμονα του NCI και καταχωρίστηκε για πρώτη φορά στη βάση δεδομένων κυτταρικών σειρών του Τμήματος Ιατρικής Ογκολογίας του NCI-Navy. [1] Η κυτταρική σειρά αυτή κατέστη βασικό μοντέλο στην έρευνα για τον μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC), καθώς φέρει μια ενεργοποιητική μετάλλαξη εισαγωγής στο εξόνιο 20 του HER2 (G776insV_G/C, δηλαδή μια απώλεια γλυκίνης-776→βαλίνης/κυστεΐνης, που γράφεται επίσης ως A775insV,G776C), μια κατηγορία μεταλλάξεων-οδηγών που συναντάται σε περίπου 2–3% των αδενοκαρκινωμάτων του πνεύμονα. Αυτό το μοναδικό γενετικό υπόβαθρο έχει καταστήσει τη σειρά NCI-H1781 απαραίτητη για την αξιολόγηση αναστολέων κινάσης που στοχεύουν στο HER2, τη μελέτη μηχανισμών αντοχής και τον χαρακτηρισμό της κατάντη ογκογονικής σηματοδότησης. Πρωτοβουλίες γονιδιωματικής μεγάλης κλίμακας, όπως η Εγκυκλοπαίδεια Καρκινικών Κυτταρικών Σειρών (CCLE) και το έργο «Cancer Dependency Map», έχουν εμπλουτίσει περαιτέρω τη σειρά με σύνολα δεδομένων πολλαπλών ομικών παραμέτρων, επεκτείνοντας τη χρησιμότητά της σε φαρμακογονιδιωματικές μελέτες για όλους τους τύπους καρκίνου. [2]

Κύρια συμπεράσματα

• Το NCI-H1781 φέρει μια ενεργοποιητική μετάλλαξη εισαγωγής στο εξόνιο 20 του HER2 (G776insV_G/C, που γράφεται επίσης ως A775insV,G776C), η οποία ενεργοποιεί διαρκώς τις σηματοδοτικές οδούς HER2 και EGFR.
• Η κυτταρική σειρά αποτελεί το κύριο in vitro μοντέλο για τη δοκιμή μη αναστρέψιμων και αναστρέψιμων αναστολέων της κινάσης HER2 στον μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC).
• Παράλληλα με τη μεταλλαγή-οδηγό HER2, παρατηρούνται ομόζυγες μεταλλάξεις στο γονίδιο TP53 (p.Val157Phe) και ετερόζυγες μεταλλάξεις frameshift στο γονίδιο PTEN.
• Η ολοκληρωμένη πολυ-ομική ανάλυση (αλληλούχιση ολόκληρου του εξονίου, RNA-seq, πρωτεομική, πίνακες SNP, διαλογή φαρμάκων) είναι διαθέσιμη στο κοινό μέσω μεγάλων έργων κοινοπραξιών.
• Η κυτταρική σειρά παρουσιάζει εγγενή αντοχή σε αναστολείς της τυροσίνης κινάσης επιλεκτικούς για τον EGFR, όπως το γεφιτινίμπ και το ερλοτινίμπ, γεγονός που την καθιστά ένα πολύτιμο μοντέλο αντοχής.

Τι είναι το NCI-H1781;

Η σειρά κυττάρων NCI-H1781 προήλθε από την πλευρική συλλογή μιας 66χρονης ασθενούς που είχε διαγνωστεί με ελάχιστα διηθητικό αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα. Η κυτταρική σειρά δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του εσωτερικού προγράμματος κυτταρικών σειρών καρκίνου του πνεύμονα του NCI, μιας συστηματικής προσπάθειας που ξεκίνησε το 1976 με σκοπό τη δημιουργία ανθρώπινων μοντέλων καρκίνου με ολοκληρωμένες περιγραφές. [3] Το καθοριστικό γενετικό χαρακτηριστικό είναι μια ετερόζυγη ενσωμάτωση εντός πλαισίου στο εξόνιο 20 του γονιδίου HER2, η οποία εισάγει επιπλέον αμινοξέα στη θέση 776 της περιοχής κινάσης, δημιουργώντας έναν συνεχώς ενεργό υποδοχέα. Η σειρά φέρει επίσης μια ομόζυγη μεταλλαξία missense στο γονίδιο TP53 (p.Val157Phe), η οποία εντοπίστηκε αρχικά από τους Mitsudomi και συνεργάτες, [4] καθώς και μια ετερόζυγη μετατόπιση πλαισίου στο γονίδιο PTEN (p.Gln245fs*6) που καταγράφηκε στο πλαίσιο ερευνών αλληλούχισης εξονίου μεγάλης κλίμακας. [2] [8] Η ανάλυση της αστάθειας των μικροδορυφόρων κατατάσσει τη γενεαλογική γραμμή ως MSI-low, ενώ η εκτίμηση της καταγωγής την τοποθετεί κυρίως στο πλαίσιο ενός γενετικού υπόβαθρου της Βόρειας και Νότιας Ευρώπης. [5] Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το ίδιο το EGFR είναι τύπου άγριου σε αυτή τη σειρά κυττάρων, οπότε η ευαισθησία στα φάρμακα καθορίζεται αποκλειστικά από τον μεταλλαγμένο υποδοχέα HER2, παρέχοντας έτσι ένα καθαρό μοντέλο για την ανάλυση της ογκογονικής σηματοδότησης που σχετίζεται ειδικά με το HER2.

Πληροφορίες για την καλλιέργεια κυττάρων

Πλεονεκτήματα του NCI-H1781

Το κύριο πλεονέκτημα του NCI-H1781 είναι η γενετικά καθορισμένη μετάλλαξη εισαγωγής στο εξόνιο 20 του HER2, σε υπόβαθρο EGFR φυσικού τύπου. Αυτός ο συνδυασμός επιτρέπει στους ερευνητές να αποδίδουν τις ανταποκρίσεις στα φάρμακα χωρίς αμφιβολία στην αναστολή του HER2 και όχι στη διασταυρούμενη δράση του EGFR. Δεδομένου ότι αυτή η κατηγορία μεταλλάξεων επηρεάζει περίπου το 2–3% του συνόλου των ασθενών με αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα και ιστορικά δεν υπήρχαν εγκεκριμένες θεραπείες, το NCI-H1781 καλύπτει ένα κρίσιμο κενό που δεν μπορούν να καλύψουν οι σειρές με μεταλλάξεις του EGFR. Ως εκ τούτου, η σειρά αυτή κατέχει μια μοναδική θέση ως το ευρύτερα χρησιμοποιούμενο κυτταρικό σημείο αναφοράς για την ανακάλυψη φαρμάκων για το μη μικροκυτταρικό καρκίνωμα του πνεύμονα (NSCLC) που προκαλείται από το HER2.

Ο πολυ-ομικός χαρακτηρισμός στο πλαίσιο μεγάλων συνεργατικών πρωτοβουλιών ενισχύει περαιτέρω την ερευνητική αξία της σειράς. Η σειρά NCI-H1781 έχει χαρακτηριστεί μέσω αλληλούχισης ολόκληρου του εξονίου, πινάκων SNP, RNA-seq, μικροσυστοιχιών, ανάλυσης μεθυλίωσης DNA, πινάκων πρωτεϊνών αντίστροφης φάσης και πινάκων διαλογής φαρμάκων. [2] [6] [7] [8] Αυτός ο βαθμός λεπτομέρειας στις περιγραφές επιτρέπει στους ερευνητές να ενσωματώνουν τα δικά τους φαρμακολογικά ευρήματα σε υπάρχοντα σύνολα δεδομένων πολλαπλών ομικών, επιταχύνοντας δραματικά τη διατύπωση υποθέσεων. Η υψηλή βιωσιμότητα μετά την απόψυξη (97,5%) και η σταθερή βιωσιμότητα κατά την υποκαλλιέργεια, άνω του 97%, εξασφαλίζουν ότι τα πειραματικά αποτελέσματα είναι αναπαραγώγιμα σε όλες τις διαδοχικές καλλιέργειες.

Η σειρά NCI-H1781 αποτελεί επίσης έναν αξιόπιστο εσωτερικό αρνητικό μάρτυρα για φάρμακα που στοχεύουν τον EGFR. Επειδή ο EGFR είναι άγριου τύπου και η κυτταρική σειρά είναι εγγενώς ανθεκτική στους αναστολείς της τυροσινικής κινάσης (TKI) του EGFR πρώτης γενιάς, επιτρέπει την παράλληλη σύγκριση με σειρές που φέρουν μεταλλάξεις του EGFR, διευκρινίζοντας τη μηχανιστική ερμηνεία. Η συμπερίληψή της σε διαγονιδιακές αναζητήσεις διαγραφής γονιδίων πολικότητας [9] καθώς και μελέτες σχετικά με την εξάρτηση από τους ενεργοποιητές του KRAS [10] αποδεικνύει το εύρος των ερευνητικών πλαισίων στα οποία η σειρά αυτή παρέχει χρήσιμα δεδομένα πέρα από τον κλασικό ρόλο της σε σχέση με τον HER2.

Περιορισμοί του NCI-H1781

Το NCI-H1781 φέρει ταυτόχρονες μεταλλάξεις στα γονίδια TP53 και PTEN, οι οποίες ενδέχεται να επηρεάσουν αρνητικά την ερμηνεία των δεδομένων σχετικά με την ανταπόκριση στο φάρμακο. Η ομόζυγη υποκατάσταση p.Val157Phe στο TP53 μπορεί να αλλοιώσει τη σηματοδότηση της απόπτωσης που εξαρτάται από το p53, τροποποιώντας ενδεχομένως το μέγεθος του κυτταρικού θανάτου που παρατηρείται μετά τη φαρμακευτική αγωγή. Ομοίως, η απλοανεπάρκεια του PTEN μπορεί να ενεργοποιήσει τη σηματοδότηση PI3K–AKT ανεξάρτητα από το HER2, δημιουργώντας ένα υπόβαθρο διαρκούς σηματοδότησης επιβίωσης που θα μπορούσε να συγκαλύψει ή να υπερτονίσει τις επιδράσεις των αναστολέων. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές θα πρέπει να εξετάζουν το ενδεχόμενο διεξαγωγής παράλληλων πειραμάτων σε ισογενή συστήματα όταν αποδίδουν φαινοτύπους συγκεκριμένα στο HER2.

Ως κυτταρική σειρά που προέρχεται από έναν μόνο δότη και έχει μακρά ιστορία, η NCI-H1781 δεν αποτυπώνει την πλήρη ενδοόγκου ετερογένεια που παρατηρείται στους όγκους των ασθενών. Η κλωνική εξέλιξη κατά τη διάρκεια των συνεχών πασών μπορεί να εισάγει επιπλέον γενετικές μεταλλάξεις που δεν υπήρχαν στον αρχικό όγκο. Η πιστοποίηση μέσω προφίλ σύντομων επαναλαμβανόμενων αλληλουχιών (STR) και οι τακτικές εξετάσεις για μυκόπλασμα παραμένουν βασικά μέτρα ποιοτικού ελέγχου, ενώ οι μεγάλοι κατάλογοι κυτταρικών σειρών έχουν αναδείξει τη σημασία αυτών των πρακτικών για τη διατήρηση της αξιοπιστίας των δεδομένων. [11]

Η κυτταρική σειρά αυτή έχει επίσης περιορισμένη μεταφραστική εμβέλεια σε πλαίσια πέραν του πνευμονικού αδενοκαρκινώματος με εισαγωγές στο εξόνιο 20 του HER2. Μελέτες που απαιτούν μεταλλάξεις ενεργοποίησης του EGFR, μεταλλάξεις-οδηγούς του KRAS ή άλλους ιστολογικούς υποτύπους του NSCLC απαιτούν συμπληρωματικές κυτταρικές σειρές. Επιπλέον, ως δισδιάστατο μοντέλο μονοστρωματικής καλλιέργειας, δεν αναπαράγει το τρισδιάστατο μικροπεριβάλλον του όγκου, την αγγειογένεση ή τις ανοσολογικές αλληλεπιδράσεις που παρατηρούνται in vivo, γεγονός που υπογραμμίζει την ανάγκη για επακόλουθη επικύρωση μέσω ξενομοσχεύματος ή οργανοειδών.

Με πιστοποίηση STR, χωρίς μυκόπλασμα, έτοιμο για αποστολή. Δείτε τις πλήρεις προδιαγραφές και κάντε την παραγγελία σας εδώ

Εφαρμογές

Αξιολόγηση αναστολέων κινάσης που στοχεύουν το HER2

Η NCI-H1781 αποτελεί την κύρια κυτταρική σειρά αναφοράς για την αξιολόγηση αναστολέων κινάσης που στοχεύουν στο HER2 στον μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC). Η πρωτοποριακή μελέτη των Shimamura, Ji και Minami απέδειξε ότι ο μη αναστρέψιμος διπλός αναστολέας EGFR/HER2 HKI-272 (neratinib) ανέστειλε ισχυρά τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων NCI-H1781 που φέρουν τη μετάλλαξη G776insV_G/C, προκαλώντας διακοπή του κυτταρικού κύκλου στη φάση G1 και αποπτωτικό θάνατο. [12] Είναι ιδιαίτερα σημαντικό ότι η εν λόγω εργασία έδειξε επίσης ότι το HKI-272 ανέστειλε την αυτοφωσφορυλίωση τόσο του HER2 όσο και του EGFR, θεμελιώνοντας τη μηχανιστική βάση για τη στόχευση αυτής της κατηγορίας μεταλλάξεων με μη αναστρέψιμους αναστολείς. [12]

Με βάση αυτά τα ευρήματα, μεταγενέστερες μελέτες επιβεβαίωσαν τη δραστικότητα επιπλέον μη αναστρέψιμων αναστολέων παν-HER. Το MP-412 (AV-412), ένας διπλός αναστολέας EGFR/ErbB2, ανέστειλε τη φωσφορυλίωση του ERBB2 και την κατάντη σηματοδότηση σε μοντέλα ξενομοσχεύματος NCI-H1781, αποδεικνύοντας in vivo αντικαρκινική δράση σύμφωνη με τα ευρήματα in vitro. [13] Ο αναστολέας pan-HER tarloxotinib-E, ένα προφάρμακο που ενεργοποιείται από την υποξία, αξιολογήθηκε επίσης έναντι των κυττάρων NCI-H1781 παράλληλα με κύτταρα Ba/F3 που εκφράζουν μεμονωμένες μεταλλάξεις HER2, ενώ οι μηχανισμοί αντοχής σε αυτόν τον παράγοντα διερευνήθηκαν μέσω ελέγχων μεταλλαξιογένεσης με N-αιθυλ-N-νιτροζουρία. [14]

Μελέτες που αξιολόγησαν τον αναστρέψιμο αναστολέα HER2 sevabertinib ανέφεραν ισχυρή αντιπολλαπλασιαστική δράση σε κύτταρα NCI-H1781 που φέρουν την εισαγωγή A775insV,G776C στο εξόνιο 20 (_IC50 = 19,7 nmol/L), κατατάσσοντας το sevabertinib μεταξύ των ισχυρότερων αναστρέψιμων αναστολέων που δοκιμάστηκαν σε αυτό το μοντέλο. Το προφίλ δράσης του sevabertinib στα κύτταρα NCI-H1781 χαρακτηρίστηκε παράλληλα με την καταστολή των κατάντη οδών, υπογραμμίζοντας τη χρησιμότητα της σειράς αυτής για άμεσες συγκρίσεις μεταξύ των κατηγοριών των αναστρέψιμων και των μη αναστρέψιμων αναστολέων του HER2. Η αντικαρκινική δράση του neratinib έναντι καρκινικών κυττάρων του πνεύμονα που φέρουν μεταλλάξεις του ογκογονιδίου HER2 χαρακτηρίστηκε με παρόμοιο τρόπο χρησιμοποιώντας το NCI-H1781 παράλληλα με μάρτυρες φυσιολογικού τύπου και με ενισχυμένο HER2, υπογραμμίζοντας περαιτέρω τον κεντρικό ρόλο του μοντέλου σε αυτόν τον τομέα.

Μηχανισμοί αντοχής στους TKI του EGFR

Μια βασική εφαρμογή του NCI-H1781 είναι η μοντελοποίηση της εγγενούς αντοχής στους EGFR TKI πρώτης γενιάς. Οι Wang και συνεργάτες έδειξαν ότι η εισαγωγή YVMA στο HER2 προκαλούσε διαφωσφορυλίωση τόσο του EGFR με απενεργοποιημένη κινάση όσο και του EGFR φυσιολογικού τύπου, ακόμη και παρουσία αναστολέων EGFR TKI, εξηγώντας γιατί το γεφιτινίμπ και το ερλοτινίμπ δεν καταστέλλουν τη σηματοδότηση σε αυτή τη σειρά κυττάρων. [15] Η καταστολή του μεταλλαγμένου HER2 στα κύτταρα H1781 αποκατέστησε την ευαισθησία στα EGFR TKI και αύξησε την απόπτωση, αποδεικνύοντας ότι το HER2 λειτουργεί ως ο κύριος παράγοντας της αντοχής στα TKI σε αυτό το πλαίσιο. [15]

Οι Gadgeel και συνεργάτες επιβεβαίωσαν αυτόν τον φαινότυπο αντοχής συγκρίνοντας την NCI-H1781 (EGFR φυσιολογικού τύπου) με σειρές NSCLC με μεταλλαγμένο EGFR σε πειράματα διπλού αποκλεισμού των EGFR και COX-2. [16] Τα δεδομένα του NCI-H1781 κατέδειξαν ότι η ταυτόχρονη θεραπεία με ερλοτινίμπη και σελεκοξίμπη δεν παρήγαγε πρόσθετο όφελος σε κύτταρα με EGFR φυσικού τύπου, υπογραμμίζοντας ότι η κατάσταση της μετάλλαξης του EGFR καθορίζει την ανταπόκριση σε στρατηγικές συνδυασμού που στοχεύουν στο EGFR. [16] Αυτά τα ευρήματα κατέστησαν το NCI-H1781 ως έναν πολύτιμο αρνητικό μάρτυρα για μελέτες συνδυαστικής θεραπείας με επίκεντρο τον EGFR.

Σε έρευνες που χρησιμοποίησαν παράγωγα της (-)-επιγαλλοκατεχίνης-3-γαλλικού σε συνδυασμό με σισπλατίνη ή πακλιταξέλη, η σειρά NCI-H1781 χρησιμοποιήθηκε περαιτέρω ως ομάδα σύγκρισης για τον NSCLC με EGFR φυσικού τύπου, με σκοπό την εξέταση των μεταβολών στη φωσφορυλίωση της οδού σηματοδότησης του EGFR. Οι μελέτες αυτές διαπίστωσαν ότι οι κυτταροτοξικοί συνδυασμοί μπορούσαν να καταστείλουν τη μεταγενέστερη σηματοδότηση του EGFR ακόμη και απουσία ενεργοποιητικών μεταλλάξεων του EGFR. Το σύνολο αυτών των εργασιών καταδεικνύει συνολικά την αξία της σειράς ως πειραματικού μάρτυρα που διαχωρίζει τις φαρμακολογικές επιδράσεις που αφορούν ειδικά το HER2 από εκείνες που αφορούν ειδικά τον EGFR.

Έρευνα σχετικά με τα συζεύγματα αντισωμάτων-φαρμάκων και τη συνδυαστική θεραπεία

Η σειρά NCI-H1781 έχει χρησιμοποιηθεί για τη διερεύνηση της δραστικότητας των συζευγμάτων αντισώματος-φαρμάκου (ADC) που στοχεύουν το HER2 στον NSCLC. Οι Cretella και συνεργάτες απέδειξαν ότι το trastuzumab emtansine (T-DM1), ένα ADC που αποτελείται από τραστουζουμάμπη συζευγμένη με τον αναστολέα των μικροσωληναρίων DM1, άσκησε αντιπολλαπλασιαστικές και προ-αποπτωτικές επιδράσεις σε σειρές NSCLC με υπερέκφραση HER2 και ξεπέρασε την αντοχή στο γεφιτινίμπη in vitro. [17] Η εργασία αυτή ήταν από τις πρώτες που διερεύνησαν συστηματικά τη δράση του T-DM1 στον καρκίνο του πνεύμονα και όχι στον καρκίνο του μαστού, με την κυτταρική σειρά NCI-H1781 να παρέχει το μοντέλο αδενοκαρκινώματος του πνεύμονα με μετάλλαξη του HER2. [17]

Ο Wang και οι συνεργάτες του απέδειξαν ότι οι κλασικοί παράγοντες που στοχεύουν το HER2, συμπεριλαμβανομένων του λαπατινίμπ, του τραστουζουμάμπ και του μη αναστρέψιμου αναστολέα pan-HER CI-1033, ανέστειλαν όλοι την ανάπτυξη των κυττάρων NCI-H1781, επικυρώνοντας πολλαπλές μηχανιστικές προσεγγίσεις για την καταστολή του HER2. [15] Αυτά τα συγκριτικά δεδομένα ήταν καθοριστικά για τον προσδιορισμό του φάσματος των παραγόντων που είναι δραστικοί έναντι των εισαγωγών στο εξόνιο 20 του HER2. Οι προσεγγίσεις της φαρμακολογίας δικτύων έχουν επίσης χρησιμοποιήσει το NCI-H1781 ως in vitro μοντέλο NSCLC για την αξιολόγηση της βιωσιμότητας, της απόπτωσης και της κλωνογονικότητας μετά από συνδυαστική θεραπεία με νέες φυτικές ενώσεις, καταδεικνύοντας την ευελιξία του μοντέλου για τη διαλογή ποικίλων θεραπευτικών μεθόδων.

Γενωμική και πρωτεομική χαρτογράφηση για όλους τους τύπους καρκίνου

Το NCI-H1781 είναι μία από τις εκτενώς σχολιασμένες σειρές κυττάρων εντός των πόρων κυτταρικών σειρών καρκίνου μεγάλης κλίμακας. Η Εγκυκλοπαίδεια Κυτταρικών Σειρών Καρκίνου (Cancer Cell Line Encyclopedia) συγκέντρωσε δεδομένα γονιδιακής έκφρασης, αριθμού αντιγράφων χρωμοσωμάτων και μαζικής παράλληλης αλληλούχισης από εκατοντάδες κυτταρικές σειρές, προκειμένου να καταστεί δυνατή η προγνωστική μοντελοποίηση της ευαισθησίας στα φάρμακα, με το NCI-H1781 να συμβάλλει ως τεκμηριωμένο μοντέλο NSCLC. [2] Η επέκταση της CCLE νέας γενιάς πρόσθεσε επίπεδα σπλάισινγκ RNA, μεθυλίωσης DNA, τροποποίησης της ιστόνης H3 και έκφρασης μικροRNA, εμβαθύνοντας περαιτέρω το μοριακό προφίλ της NCI-H1781. [8]

Οι πρωτεομικές μελέτες συμπλήρωσαν τα γονιδιωματικά σύνολα δεδομένων για το NCI-H1781. Ο χαρακτηρισμός μέσω πρωτεϊνικού πλέγματος αντίστροφης φάσης μέτρησε τα επίπεδα έκφρασης περίπου 230 βασικών πρωτεϊνών που σχετίζονται με τον καρκίνο σε περισσότερες από 650 κυτταρικές σειρές, αποδεικνύοντας ότι τα προφίλ φωσφοπρωτεϊνών προσθέτουν προγνωστική ισχύ για την ευαισθησία στα φάρμακα πέραν αυτής που παρέχουν τα δεδομένα mRNA μόνα τους. [7] Ο παν-καρκινικός πρωτεομικός χάρτης 949 ανθρώπινων καρκινικών κυτταρικών σειρών, ο οποίος δημιουργήθηκε με φασματομετρία μάζας, ποσοτικοποίησε περαιτέρω πάνω από 8.000 πρωτεΐνες, με το NCI-H1781 να περιλαμβάνεται μεταξύ των αντιπροσωπευτικών δειγμάτων του NSCLC. [18]

Οι μεταγραφωμικοί πόροι έχουν προσθέσει επιπλέον ανάλυση. Μια ολοκληρωμένη μελέτη αλληλούχισης RNA σε 675 ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές καταγράφηκε η γονιδιακή έκφραση, οι μεταλλάξεις και οι γονιδιακές συγχωνεύσεις, παρέχοντας μια μεταγραφική αναφορά για το NCI-H1781 που υποστηρίζει αναλύσεις βασισμένες σε μεταβολικές οδούς. [6] Ο πόρος TCLP συμπλήρωσε αυτά τα δεδομένα προσδιορίζοντας τον τύπο HLA, εντοπίζοντας εκφραζόμενους ιούς και προβλέποντας νεοεπιτόπια σε πάνω από 1.000 κυτταρικές σειρές, συμπεριλαμβανομένης της NCI-H1781, ανοίγοντας νέους δρόμους για την έρευνα που σχετίζεται με την ανοσοθεραπεία. [19] Μελέτες πρωτεομικού προφίλ εντόπισαν επίσης διαφοροποιημένα ενεργοποιημένες οδούς μεταξύ σειρών SCLC και NSCLC, με το NCI-H1781 να χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς για το NSCLC. [20]

Διαλογή νέων ενώσεων και φαρμακογονιδιωματική

Η NCI-H1781 έχει ενσωματωθεί σε φαρμακογενωμικές διαλογές μεγάλης κλίμακας που συσχετίζουν γενετικές μεταλλάξεις με την ευαισθησία στα φάρμακα. Μια ανασκόπηση των φαρμακογενωμικών αλληλεπιδράσεων σε περισσότερες από 1.000 καρκινικές κυτταρικές σειρές συσχέτισε σωματικές μεταλλάξεις, μεταβολές στον αριθμό αντιγράφων, μεθυλίωση του DNA και γονιδιακή έκφραση με την ευαισθησία σε 265 φάρμακα, με την NCI-H1781 να συνεισφέρει δεδομένα σχετικά με τα πρότυπα ευαισθησίας που καθορίζονται από το HER2. [21] Ένα μοντέλο ανακάλυψης φαρμάκων με προτεραιότητα στη χημεία εξέτασε μια βιβλιοθήκη 200.000 ενώσεων σε περισσότερα από 100 κυτταρικά μοντέλα καρκίνου του πνεύμονα, χρησιμοποιώντας το NCI-H1781 ως μέρος ενός αντιπροσωπευτικού πάνελ χαρακτηριστικών σωματικών αλλοιώσεων στον καρκίνο του πνεύμονα. [22]

Η χαρτογράφηση της εξάρτησης από τους ενεργοποιητές του KRAS, με τη χρήση συνδυαστικών διαλογών siRNA σε 92 κυτταρικές σειρές, περιελάμβανε το NCI-H1781 για τον χαρακτηρισμό του τρόπου με τον οποίο διαφορετικοί ογκογονότυποι εμπλέκουν διακριτούς κόμβους ενεργοποιητών, συμβάλλοντας σε μια ευρύτερη κατανόηση της ετερογένειας της σηματοδότησης στον καρκίνο του πνεύμονα. [10] Αναλύσεις έκφρασης γονιδίων που σχετίζονται με το RB σε περισσότερες από 100 κυτταρικές σειρές NSCLC επιβεβαίωσαν την άθικτη έκφραση του RB στο NCI-H1781, παρέχοντας το πλαίσιο για μελέτες ρύθμισης του κυτταρικού κύκλου. [23] Επιπλέον, η διαγνωστική εξέταση μικροδιαγραφών σε επίπεδο γονιδιώματος εντόπισε διαταραχές γονιδίων του συμπλέγματος πολικότητας σε 684 καρκινικές κυτταρικές σειρές, με τα δεδομένα της NCI-H1781 να συμβάλλουν στον χαρακτηρισμό πιθανών νέων μηχανισμών καταστολής όγκων. [9]

Η εκτίμηση της καταγωγής σε σχεδόν 1.400 καρκινικές κυτταρικές σειρές ταξινόμησε την NCI-H1781 σε ένα κυρίως ευρωπαϊκό γενετικό υπόβαθρο, μια ταξινόμηση που είναι σημαντική για την ερμηνεία φαρμακογενωμικών ευρημάτων που αφορούν συγκεκριμένους πληθυσμούς και για τη διασφάλιση της ποικιλομορφίας στα πάνελ διαλογής φαρμάκων. [5] Συνολικά, αυτές οι φαρμακογενωμικές εφαρμογές καταδεικνύουν ότι το NCI-H1781 συνεισφέρει πολύτιμα δεδομένα ειδικά για το HER2 στο πλαίσιο της ανακάλυψης φαρμάκων σε πολλαπλές κυτταρικές σειρές, επιτρέποντας στους ερευνητές να προσδιορίσουν γενετικούς προγνωστικούς παράγοντες ευαισθησίας ή αντοχής σε μεγάλη κλίμακα.

Συμπέρασμα

Το NCI-H1781 (CVCL_1494) αποτελεί το κορυφαίο κυτταρικό μοντέλο για τον μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC) που προκαλείται από εισαγωγή στο εξόνιο 20 του HER2, προσφέροντας μια γενετικά καλά καθορισμένη πλατφόρμα για την αξιολόγηση στοχευμένων αναστολέων κινάσεων, τον χαρακτηρισμό μηχανισμών αντοχής και τη συμβολή σε πολυ-ομικά κονσόρτια για όλους τους τύπους καρκίνου. Από την ιστορική απόδειξη της δραστικότητας του HKI-272 το 2006 [12] έως τις σύγχρονες μελέτες αναστρέψιμων αναστολέων HER2 και συζευγμάτων αντισώματος-φαρμάκου, η κυτταρική σειρά έχει αποδείξει επανειλημμένα τη μεταφραστική της σημασία. Η εκτενής περιγραφή της σε γονιδιωματικό, μεταγραφωματικό και πρωτεωματικό επίπεδο διευρύνει τη χρησιμότητά της πολύ πέρα από τη φαρμακολογία ενός μόνο στόχου, καθιστώντας την ένα ευέλικτο εργαλείο στη σύγχρονη εργαλειοθήκη της βιολογίας του καρκίνου. Οι ερευνητές που αναζητούν ένα επικυρωμένο απόθεμα NCI-H1781, υποβληθέν σε αυστηρό ποιοτικό έλεγχο, με επιβεβαιωμένη βιωσιμότητα μετά την απόψυξη άνω του 97%, μπορούν να παραγγείλουν τη κυτταρική σειρά ή να ζητήσουν πληροφορίες σχετικά με τις προδιαγραφές απευθείας στο cytion.com.

Σημαντικές δημοσιεύσεις

1. Phelps RM, Johnson BE, Ihde DC (1996) Βάση δεδομένων κυτταρικών σειρών του Τμήματος Ιατρικής Ογκολογίας NCI-Navy. Journal of cellular biochemistry. Συμπλήρωμα. PMID: 8806092
2. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) Η Εγκυκλοπαίδεια Κυτταρικών Σειρών Καρκίνου επιτρέπει την προγνωστική μοντελοποίηση της ευαισθησίας στα αντικαρκινικά φάρμακα. Nature. PMID: 22460905
3. Mulshine JL, Ujhazy P, Antman M (2020) Από κλινικά δείγματα σε προκλινικά μοντέλα ανθρώπινου καρκίνου – μια διαδρομή της βάσης δεδομένων κυτταρικών σειρών του NCI – 25 χρόνια μετά. Journal of cellular biochemistry. PMID: 31803961
4. Mitsudomi T, Steinberg SM, Nau MM (1992) Μεταλλάξεις του γονιδίου p53 σε κυτταρικές σειρές μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα και η συσχέτισή τους με την παρουσία μεταλλάξεων του γονιδίου ras και κλινικά χαρακτηριστικά. Oncogene. PMID: 1311061
5. Dutil J, Chen Z, Monteiro AN (2019) Ένας διαδραστικός πόρος για τη διερεύνηση της γενετικής ποικιλομορφίας και της εκτιμώμενης καταγωγής σε κυτταρικές σειρές καρκίνου. Cancer research. PMID: 30894373
6. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) Μια ολοκληρωμένη μεταγραφική απεικόνιση ανθρώπινων καρκινικών κυτταρικών σειρών. Nature biotechnology. PMID: 25485619
7. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) Χαρακτηρισμός ανθρώπινων καρκινικών κυτταρικών σειρών μέσω πινάκων πρωτεϊνών αντίστροφης φάσης. Cancer Cell. PMID: 28196595
8. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) Χαρακτηρισμός νέας γενιάς της Εγκυκλοπαίδειας Καρκινικών Κυτταρικών Σειρών. Nature. PMID: 31068700
9. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) Μια γενωμική ανίχνευση για μικροδιαγραφές αποκαλύπτει διαταραχή γονιδίων του συμπλέγματος πολικότητας σε διάφορους ανθρώπινους καρκίνους. Cancer research. PMID: 20215515
10. Yuan TL, Amzallag A, Bagni R (2018) Διαφοροποιημένη εμπλοκή αποτελεσματικών παραγόντων από το ογκογονικό KRAS. Cell Reports. PMID: 29444439
11. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) Μια πηγή για την πιστοποίηση, την περιγραφή και τον ποιοτικό έλεγχο κυτταρικών σειρών. Nature. PMID: 25877200
12. Shimamura T, Ji H, Minami Y (2006) Ο μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα και τα μετασχηματισμένα κύτταρα Ba/F3 που φέρουν τη μετάλλαξη ERBB2 G776insV_G/C είναι ευαίσθητα στον HKI-272, έναν αναστολέα διπλής ειδικότητας για τον υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα και το ERBB2. Cancer research. PMID: 16818618
13. Suzuki T, Fujii A, Ohya J (2009) Αντικαρκινική δράση του MP-412 (AV-412), ενός αναστολέα διπλής δράσης του υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα και της κινάσης ErbB2, σε μοντέλα ξενομοσχεύματος ποντικών. Cancer Science. PMID: 19459856
14. Koga T, Suda K, Nishino M (2021) Δραστηριότητα και μηχανισμός της επίκτητης αντοχής στο tarloxotinib σε καρκίνο του πνεύμονα με μετάλλαξη HER2: μια in vitro μελέτη. Μεταφραστική έρευνα για τον καρκίνο του πνεύμονα. PMID: 34584864
15. Wang SE, Narasanna A, Perez-Torres M (2006) Η μετάλλαξη στον τομέα κινάσης του HER2 οδηγεί σε διαρκή φωσφορυλίωση και ενεργοποίηση του HER2 και του EGFR, καθώς και σε αντοχή στους αναστολείς της τυροσινικής κινάσης του EGFR. Cancer Cell. PMID: 16843263
16. Gadgeel SM, Ali S, Philip PA (2007) Η ανταπόκριση στη διπλή αναστολή του υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR) και της κυκλοοξυγενάσης-2 στον μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα ενδέχεται να εξαρτάται από την μεταλλακτική κατάσταση του EGFR του όγκου. Cancer. PMID: 17948911
17. Cretella D, Saccani F, Quaini F (2014) Το trastuzumab emtansine είναι δραστικό σε κυτταρικές σειρές NSCLC που υπερεκφράζουν HER-2 και ξεπερνά την αντοχή στο gefitinib. Molecular Cancer. PMID: 24898067
18. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) Πρωτεομικός χάρτης για όλους τους τύπους καρκίνου από 949 ανθρώπινες κυτταρικές σειρές. Cancer Cell. PMID: 35839778
19. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: ένας διαδικτυακός κατάλογος καρκινικών κυτταρικών σειρών που ενσωματώνει τον τύπο HLA, τα προβλεπόμενα νεοεπιτόπια, τους ιούς και την έκφραση γονιδίων. Genome medicine. PMID: 26589293
20. Byers LA, Wang J, Nilsson MB (2012) Η πρωτεομική ανάλυση εντοπίζει δυσλειτουργικές οδούς στον μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα και νέους θεραπευτικούς στόχους, συμπεριλαμβανομένου του PARP1. Cancer discovery. PMID: 22961666
21. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) Μια επισκόπηση των φαρμακογενωμικών αλληλεπιδράσεων στον καρκίνο. Cell. PMID: 27397505
22. McMillan EA, Ryu MJ, Diep CH (2018) Προσέγγιση «Chemistry-First» για την πρόταση εξατομικευμένης θεραπείας στον καρκίνο του πνεύμονα. Cell. PMID: 29681454
23. Modi S, Kubo A, Oie H (2000) Έκφραση πρωτεϊνών της οικογένειας γονιδίων που σχετίζονται με το RB και του μεγάλου αντιγόνου Τ του SV40 στο μεσοθηλίωμα και τον καρκίνο του πνεύμονα. Oncogene. PMID: 11030152
24. Robichaux JP, Elamin YY, Tan Z (2018) Μηχανισμοί και κλινική δράση ενός αναστολέα κινάσης επιλεκτικού για το εξόνιο 20 των EGFR και HER2 στον μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα. Nature medicine. PMID: 29686424