NCI-H226 Cells in Mesothelioma Research Applications

NCI-H226 ląstelės mezoteliomos tyrimų srityje

Piktybinė pleuros mezotelioma (MPM) yra agresyvi krūtinės ląstos piktybinė liga, kurios gydymo galimybės ribotos, o prognozė prasta. NCI-H226 ląstelių linija, sukurta iš paciento, sergančio plokščialąsteline plaučių karcinoma, buvo plačiai naudojama mezoteliomos tyrimams, nepaisant to, kad ji yra plaučių vėžio kilmės, nes turi bendrų molekulinių ir fenotipinių savybių su mezoteliomos ląstelėmis. Ši ląstelių linija yra patogus in vitro modelis, kuriuo galima tirti gydymo strategijas, susijusias su plaučių vėžiu ir mezotelioma, ypač atsižvelgiant į šių piktybinių navikų anatominį artumą ir bendrus poveikio rizikos veiksnius.

Pagrindinės išvados

• NCI-H226 ląstelės yra krūtinės ląstos piktybinių navikų modelis, įskaitant tyrimus, susijusius su mezoteliomos biologija
• Ląstelių linija pasižymi epitelioidine morfologija ir mezoteliomai būdinga mezenchiminių žymenų raiška
• NCI-H226 pasižymi jautrumu pemetreksedu pagrįstiems chemoterapijos režimams, kurie naudojami mezoteliomai gydyti
• Šis modelis leidžia įvertinti naujus imunoterapijos metodus krūtinės ląstos piktybiniams navikams gydyti
• BAP1 ir kitų su mezotelioma susijusių kelių tyrimuose NCI-H226 naudojamas kaip lyginamasis modelis

NCI-H226 molekulinis apibūdinimas

NCI-H226 buvo nustatytas iš pleuros išskyrų, gautų iš paciento, sergančio plokščialąsteline plaučių karcinoma. Nors NCI-H226 nėra mezoteliomos kilmės ląstelių linija, jai būdingos mezoteliomos tyrimams svarbios molekulinės savybės, įskaitant epitelioidinę morfologiją ir mezenchiminių žymenų raišką. Atlikus išsamų genominį apibūdinimą nustatytos mutacijos ir kopijų skaičiaus pokyčiai, kurie padeda atlikti terapinio pažeidžiamumo tyrimus, taikytinus krūtinės ląstos piktybiniams navikams.

Ląstelių linija pasižymi krūtinės ląstos piktybiniams navikams būdingais raiškos modeliais, įskaitant teigiamą citokeratino ir kintamą mezotelino raišką. Mezoteliomoje ir kituose epitelio vėžiuose pernelyg išreikštas mezotelinas yra antikūnų ir vaistų konjugatų bei chimerinių antigeno receptorių T-ląstelių (CAR-T) terapijų, kurios šiuo metu yra kliniškai tobulinamos, taikinys. NCI-H226 mezotelino raiška leidžia atlikti ikiklinikinį šių naujų imunoterapijos metodų vertinimą.

NCI-H226 ląsteles galima naudoti tyrimams, kuriems reikalingi krūtinės ląstos piktybinių navikų modeliai. Lyginamiesiems tyrimams NCI-H2452 ląstelės, gautos iš pleuros mezoteliomos, yra autentiški mezoteliomos modeliai. Papildomos plaučių vėžio ląstelių linijos, įskaitant NCI-H460 ląsteles ir NCI-H1299 ląsteles, leidžia sudaryti išsamias krūtinės ląstos piktybinių navikų grupes.

Jautrumo chemoterapijai profiliavimas

NCI-H226 rodo jautrumą pemetreksedu pagrįstiems chemoterapijos režimams, kurie sudaro mezoteliomos gydymo pagrindą. Antifolatinis pemetreksedas slopina daugelį folatų apykaitos fermentų, įskaitant timidilato sintazę, dihidrofolato reduktazę ir glicinamido ribonukleotido formiltransferazę. Jautrumas koreliuoja su maža timidilato sintazės ekspresija, todėl tai yra potencialus prognozuojamasis biomarkeris.

Kombinuota chemoterapija su cisplatina ir pemetreksedu - standartinė pirmos eilės mezoteliomos gydymo schema - NCI-H226 ląstelėms suteikia sinergetinį citotoksiškumą. Ši sinergija susijusi su papildomais mechanizmais, nukreiptais į DNR sintezės ir taisymo kelius. Dozės ir atsako charakteristikos NCI-H226 grupėje padeda nustatyti klinikines dozavimo strategijas ir optimizuoti kombinuotų režimų tvarkaraštį.

Naudojant NCI-H226 ir susijusius modelius galima tirti atsparumo platinai mechanizmus, susijusius su krūtinės ląstos piktybiniais navikais. A549 ląstelės yra cisplatinai jautrios plaučių adenokarcinomos modeliai, o A549/DDP ląstelės atspindi įgytą atsparumą cisplatinai. Šie suporuoti modeliai leidžia atlikti mechaninius atsparumo vystymosi tyrimus, susijusius su mezoteliomos gydymu.

Imunoterapijos atsako vertinimas

Imuninių kontrolinių taškų inhibitoriai pakeitė mezoteliomos gydymą, o nivolumabas ir ipilimumabas neseniai buvo patvirtinti dėl nepagydomos ligos. NCI-H226 ekspresuoja PD-L1, todėl galima įvertinti kontrolinių taškų inhibitorių poveikį naviko ir imuninių ląstelių sąveikai bendrakultūrinėse sistemose. Skirtingomis sąlygomis stebima skirtinga PD-L1 raiška modeliuoja pacientų navikų heterogeniškumą.

Į mezoteliną nukreipta CAR-T ląstelių terapija yra perspektyvus mezoteliomos gydymo metodas. NCI-H226 mezotelino raiška leidžia atlikti ikiklinikinius CAR-T veiksmingumo ir saugumo tyrimus, vertinant taikinio ląstelių žudymą, citokinų išsiskyrimą ir T ląstelių išlikimą. Šių tyrimų pagrindu kuriami klinikiniai CAR-T tyrimai, skirti krūtinės ląstos piktybiniams navikams, kuriems būdingas mezotelinas.

Imuninių ląstelių bendrakultūriniuose modeliuose vertinamas kontrolinių taškų inhibitorių poveikis. THP-1 ląstelės, diferencijuotos į makrofagus, modeliuoja su naviku susijusių makrofagų sąveiką su NCI-H226. Jurkat E6.1 ląstelės yra T ląstelių modeliai PD-1/PD-L1 ašies slopinimui įvertinti. K562 ląstelės leidžia atlikti NK ląstelių citotoksiškumo tyrimus, susijusius su imunoterapijos deriniais.

BAP1 ir naviko slopintojo kelio tyrimai

Su BRCA1 susijusio baltymo 1 (BAP1) naviko supresoriaus praradimas pasireiškia maždaug 60 % mezoteliomų ir yra susijęs su geresne prognoze, bet pakitusiu terapiniu pažeidžiamumu. Nors NCI-H226 ekspresuoja laukinio tipo BAP1, ši ląstelių linija leidžia atlikti lyginamuosius tyrimus su BAP1 deficito mezoteliomos modeliais, siekiant nustatyti nuo BAP1 priklausomus terapinius taikinius ir atsparumo mechanizmus.

BAP1 veikia kaip deubikvitinazė, reguliuojanti įvairius ląstelės procesus, įskaitant atsaką į DNR pažeidimus, ląstelių ciklo progresavimą ir metabolizmą. BAP1 deficito mezoteliomos pasižymi didesniu jautrumu EZH2 inhibitoriams, o tai yra sintetinė mirtina gydymo strategija. NCI-H226, kaip BAP1 neturinti kontrolinė medžiaga, leidžia atskirti nuo BAP1 priklausomą ir nepriklausomą vaistų poveikį.

Histonų modifikacijos kelio pokyčiai mezoteliomoje apima ne tik BAP1, bet ir dažnus NF2, CDKN2A ir SETD2 pokyčius. NCI-H226 leidžia ištirti šiuos kelius ir įvertinti epigenetinės terapijos metodus krūtinės ląstos piktybiniams navikams gydyti. Ląstelių linija reaguoja į HDAC inhibitorius, o tai padeda kliniškai plėtoti šių vaistų, skirtų mezoteliomai gydyti, naudojimą.

Naviko mikroaplinkos modeliavimas

Mezotelioma vystosi pleuros ertmėje, kur naviko ląstelės sąveikauja su mezotelio ląstelėmis, fibroblastais ir imuninėmis ląstelėmis. Trimatės kultūrų sistemos, į kurias įeina NCI-H226 su stromos komponentais, šią sąveiką modeliuoja tiksliau nei viensluoksnės kultūros. Sferoidinės ir organoidinės kultūros atskleidžia nuo mikroaplinkos priklausomus atsparumo vaistams mechanizmus, susijusius su klinikinio gydymo nesėkme.

Vėžio asocijuotų fibroblastų bendra kultūra su NCI-H226 didina atsparumą vaistams ir skatina invazinius fenotipus. Fibroblastų išskiriami augimo veiksniai, įskaitant HGF ir FGF, suaktyvina naviko ląstelių apėjimo signalinius kelius. Šių parakrininių sąveikų nukreipimas yra kombinuota mikroaplinkos sukelto atsparumo įveikimo strategija.

Ekstraląstelinio matrikso sudėtis daro įtaką NCI-H226 elgesiui ir atsakui į vaistus. Auginimas ant kolageno, fibronektino ar matrigelio substratų keičia ląstelių morfologiją, signalinių kelių aktyvavimą ir jautrumą chemoterapijai. Šis nuo matricos priklausomas poveikis modeliuoja mezoteliomos navikams būdingą desmoplastinę stromą.

In vivo modelio kūrimas

NCI-H226 ksenograftai imunodeficitinėse pelėse leidžia atlikti in vivo veiksmingumo tyrimus, susijusius su in vitro aktyvumu pasižyminčiais vaistais. Poodinis ir ortotopinis (pleuros ertmės) implantacijos modeliai sudaro skirtingas sąlygas vaisto pasiskirstymui, veiksmingumui ir toleravimui įvertinti. Ortotopiniai modeliai tiksliau atkartoja mezoteliomos mikroaplinką, įskaitant pleuros išskyrų vystymąsi.

Pacientų ksenograftų (PDX) modeliai papildo NCI-H226 tyrimus, nes geriau atitinka pirminį naviko heterogeniškumą. Palyginus NCI-H226 ksenograftų ir PDX atsaką, nustatomi vaistai, kurių poveikis pasireiškia įvairiose modelinėse sistemose, todėl padidėja klinikinio pritaikymo patikimumas. Šis lygiagretaus vertinimo metodas optimizuoja vaistų kūrimo planus.

Kultūrų optimizavimas užtikrina nuoseklų ksenografto sukūrimą. RPMI 1640 terpė yra standartinės NCI-H226 kultivavimo sąlygos, o kai kurie tyrėjai naudoja DMEM / Ham's F12 preparatus. CM-1 užšaldymo terpė leidžia kaupti charakterizuotas atsargas, skirtas ilgalaikiams ksenografto tyrimams.

Kokybės aspektai mezoteliomos tyrimams

Tikslus ląstelių linijų identifikavimas ypač svarbus mezoteliomos tyrimams, atsižvelgiant į šios piktybinės ligos retumą ir istorines problemas, susijusias su klaidingu ląstelių linijų identifikavimu. Ląstelių linijos autentiškumo nustatymas naudojant STR profilį patvirtina NCI-H226 tapatybę ir atskiria ją nuo autentiškų mezoteliomos ląstelių linijų. Šis patikrinimas yra labai svarbus prieš pradedant mechanistinius tyrimus ar vaistų atradimo kampanijas.

Mikoplazmų tyrimas padeda išvengti klaidinančio užterštumo poveikio eksperimentų rezultatams. Mikoplazminė infekcija keičia ląstelių metabolizmą, augimo kinetiką ir jautrumą vaistams taip, kad tai gali užgožti biologiškai svarbius rezultatus. Reguliarus testavimas per visą eksperimentų laiką padeda išlaikyti kultūrų vientisumą.

Dokumentacija, kurioje nurodomas pasažų skaičius ir kultūros sąlygos, užtikrina tyrimų atkuriamumą. NCI-H226 fenotipas gali pakisti, jei augalai bus ilgesnį laiką palaikomi, todėl gali pakisti jautrumo vaistams profiliai. Standartizuotomis sąlygomis palaikomos mažo praėjimo atsargos suteikia nuoseklią pradinę medžiagą eksperimentams, kuriuos reikia tiesiogiai palyginti.

Išvada

NCI-H226 ląstelės yra vertingas modelis krūtinės ląstos piktybinių navikų tyrimams, įskaitant tyrimus, turinčius reikšmės mezoteliomos gydymui. Ląstelių linijos jautrumas pemetreksedu pagrįstai chemoterapijai, imunoterapijos taikinių išraiška ir genetinių manipuliacijų pritaikomumas padeda įvairiems tyrimams. Nors NCI-H226 nėra mezoteliomos ląstelių linija, ji turi bendrų šiai ligai būdingų molekulinių savybių ir papildo autentiškus mezoteliomos modelius išsamiose mokslinių tyrimų programose. Nuolatinis apibūdinimas ir tinkama kokybės kontrolė užtikrina patikimą indėlį tobulinant krūtinės ląstos piktybinių navikų gydymo strategijas.