Įvadas

MC38 ląstelių linija — taip pat žinoma kaip MCA-38, MCA 38, MCA38, MC-38, MC-38 B/6, „Mouse Colon 38“, „Colon 38“, „Colon-38“, „Colon38“, „Murine Carcinoma-38“ ir C38 (Cellosaurus registracijos numeris CVCL_B288) — yra viena iš plačiausiai naudojamų pelių modelių kolorektalinio vėžio ir imunoonkologijos tyrimuose. Pirminis navikas buvo sukeltas kancerogenu 1,2-dimetilhidrazinu (DMH) C57BL/6 pelėms, apie tai 1975 m. pranešė Corbett ir kolegos [1]; vėliau, 1976 m., Tan, Holyoke ir Goldrosen išaugino šią ląstelių liniją kultūroje [2]. Dėl singeninio suderinamumo su C57BL/6 pelėmis, didelės mutacijų naštos ir jautrumo imuninių kontrolės taškų inhibitoriams MC38 ląstelės tapo nepakeičiamu įrankiu tirti storosios žarnos navikus, vėžio vakcinas, CD8-teigiamų T-limfocitų atsakų, su navikais susijusių makrofagų bei programuotos ląstelių mirties 1 receptoriaus (PD-1) signalo kelio biologijos tyrimams. Šis modelis ir toliau sudaro pagrindą pažangai vėžio imunoterapijos, genų terapijos ir neoantigenų atradimo srityse.

Svarbiausi dalykai

• MC38 – tai pelių storosios žarnos adenokarcinomos ląstelių linija, singeninė su C57BL/6 pelių veisle, gauta iš DMH sukeltos naviko.
• Ši ląstelių linija pasižymi dideliu mutacijų skaičiumi ir ekspresuoja neoantigenus, kuriuos atpažįsta CD8-teigiami T-limfocitai – tačiau tai, kokie neoantigenai yra, priklauso nuo linijos atšakos (žr. toliau).
• MC38 yra jautrus imuninių kontrolės taškų inhibitoriams, todėl jis yra plačiai naudojamas PD-1/PD-L1 signalo kelio tyrimų modelis.
• Šis modelis plačiai taikomas kuriant vėžio vakcinas, atliekant citokinų genų terapijos tyrimus ir vėžio imunologijos tyrimus.
• Tarp MC38 sublinijų iš skirtingų saugyklų pastebimi reikšmingi genominių ir transkriptominių skirtumų. Gerai žinomi neoepitopai Rpl18 ir Adpgk yra Leideno sublinijoje (MC38-L), tačiau jų nėra Kerafast/NCI sublinijoje (MC38-K), todėl atitinkamos T ląstelės jos neatpažįsta. Labai svarbu kruopščiai rinktis šaltinius ir dokumentuoti kilmę. [3]
• Siūloma daugybė genetiškai modifikuotų linijų (su išjungtais genais, reporterinių, su padidintu genų ekspresijos lygiu), kurios išplečia šio modelio eksperimentines galimybes.

Kas yra MC38?

MC38 yra pelės kilmės transplantuojama storosios žarnos adenokarcinomos ląstelių linija, „Cellosaurus“ duomenų bazėje klasifikuojama kaip vėžio ląstelių linija (CVCL_B288). Linija buvo gauta iš nenurodyto amžiaus C57BL/6 patelės pelės, sergančios storosios žarnos adenokarcinoma (pelės storosios žarnos adenokarcinoma, NCIt C120044). Corbett ir kolegos, siekdami sistemingai sukurti persodinamus storosios žarnos navikų modelius chemoterapijos tyrimams, sukėlė 82 storosios žarnos navikus keturiose inbredinių pelių veislėse; keturi navikai išgyveno pirmąjį persodinimą ir buvo serijiniu būdu dauginami [1]. Vėliau Tan, Holyoke ir Goldrosen aprašė MCA-38 linijos selektyvaus auginimo in vitro metodus, pažymėdami, kad fibroblastoidinius elementus galima pašalinti apdorojant tripsinu, taip gaunant stabilią epitelio ląstelių populiaciją [2]. „Cellosaurus“ nurodo, kad MC38 dauginimosi laikas yra 24,3 valandos [4], o ši linija auginama kaip adhezyvinė kultūra. Omikos charakterizavimas apėmė viso eksomo sekvenavimą, transkriptomiką naudojant mikromatricas ir RNR sekvenavimą, MHC I klasės peptidomo proteomiką, SNP matricos analizę ir mitochondrinio genomo sekvenavimą. („Cellosaurus“ registruoja peptidomo įrašą pagal bendrąją etiketę „HLA I klasės peptidomas“; pelių ląstelės pateikia peptidus ant H-2, o ne HLA molekulių.)

Informacija apie MC38 ląstelių kultūrą

Pastaba dėl konkrečiai šiai sublinijai būdingų sąlygų: aukščiau nurodyta terpė atitinka kultivavimo sąlygas, nurodytas Kerafast/NCI kilmės sublinijai (MC38-K). Leideno sublinija (MC38-L) auginama IMDM terpėje su 8 % FBS, 2 mM L-glutaminu ir 50 µM 2-merkaptoetanoliu [3]. Vartotojai turėtų laikytis savo tiekėjo nustatytų sąlygų.

MC38 ląstelių privalumai

Vienas iš pagrindinių privalumų MC38 ląstelės yra jų singeninis suderinamumas su plačiai paplitusia C57BL/6 pelių veisle. Šis suderinamumas leidžia tyrėjams tirti naviko ir imuninės sistemos sąveiką visiškai imunokompetentiniame šeimininke, išvengiant imunodeficito sukeltų trukdžių, kurie riboja ksenotransplantacijos modelių taikymo vertę. Nepaliesta imuninė sistema leidžia kruopščiai įvertinti CD8-teigiamų T-limfocitų atsakus, su naviku susijusių makrofagų biologiją, natūralių žudikų ląstelių aktyvumą bei visą adaptyviojo ir įgimtojo priešnavikinio imuniteto spektrą.

Kadangi tėvinis navikas buvo chemiškai indukuotas DMH, MC38 pasižymi didele naviko mutacijų apkrova ir ekspresuoja imunogeninius neoantigenus, kurie buvo nustatyti atliekant viso eksomo sekvenavimą ir MHC I klasės peptidomo analizę [5]. Dėl šio neoantigenų gausaus fono modelis reaguoja į imuninių kontrolės taškų inhibitorius, veikiančius programuotos ląstelių mirties 1 receptoriaus signalinį kelią [3], o tai yra viena iš priežasčių, kodėl ji dažnai naudojama kaip analogas hipermutuotai žmogaus storosios žarnos vėžio pogrupiui, kuris reaguoja į tokias terapijas. Šios ląstelių linijos jautrumas imunoterapijai lėmė, kad ji tapo viena iš standartinių ikiklinikinių priemonių, skirtų naujų imuninių kontrolės taškų inhibitorių derinių ir vėžio vakcinų vertinimui. Atkreipkite dėmesį, kad esantys konkretūs neoantigenai priklauso nuo naudojamos sublinijos [3].

Plati genetiškai modifikuotų MC38 išvestinių linijų ekosistema dar labiau išplečia šio modelio pritaikymo galimybes. „Cellosaurus“ duomenų bazėje kaip CVCL_B288 išvestinės linijos kataloguojamos genų išjungimo linijos, nukreiptos prieš imuninius reguliatorius, pvz., PD-L1 (Cd274), B2m ir CD47, taip pat reporterinės linijos, ekspresuojančios liuciferazę ar fluorescencinius baltymus; jos suteikia paruoštus įrankius mechanistiniams ir in vivo vaizdinimo tyrimams. Dauginimosi laikas – maždaug 24 valandos [4] užtikrina efektyvų eksperimentų našumą ir ląstelių linijos pritaikomumą genetiniams manipuliavimams – naudojant lentivirusą [12], retrovirusas [10], ir elektroporacija [3] — tai buvo įrodyta daugelyje paskelbtų tyrimų.

MC38 ląstelių trūkumai

Vienas iš esminių MC38 modelio trūkumų yra užfiksuotas skirtingos kilmės sublinijų heterogeniškumas. 2023 m. Schrörs ir kolegų atliktame tyrime buvo atliktas lyginamasis MC38 ląstelių, gautų iš „Kerafast“ (NCI/NIH kilmės, MC38-K) bei iš Leideno universiteto medicinos centro kolekcijos (MC38-L), ir nustatė reikšmingus skirtumus mutacijų profiliuose, ploidijoje ir neoantigenų ekspresijoje [3]. MC38-L turėjo maždaug 1,3 karto daugiau vieno nukleotido variantų bei nedidelių įterpimų ir delecijų nei MC38-K, tik 35,3 % nesinoniminių variantų ir 5,4 % genų susijungimo atvejų buvo bendri, o numanoma ploidija buvo 2 MC38-K atveju, palyginti su 5 MC38-L atveju. Svarbiausia, kad MC38-K trūko gerai apibūdintų neoepitopų Rpl18 ir Adpgk, todėl prieš juos sukurti T limfocitai atpažino ir sunaikino MC38-L, bet ne MC38-K. Todėl rezultatai, gauti naudojant vieną MC38 subliniją, gali būti neatkartojami su ląstelėmis iš kito šaltinio.

Apskritai, SNP mikromatricos profiliavimas išryškino aneuploidijos ir kryžminio užteršimo problemą tarp dažniausiai naudojamų pelių ląstelių linijų; MC38 buvo viena iš 99 linijų, įtrauktų į tą tyrimą, iš kurių 15 žymiai skyrėsi nuo nurodyto genetinio fono [6]. Tyrime nenurodoma jokių konkrečių MC38 autentiškumo patvirtinimo nesėkmių, tačiau jame parodoma, kad vien tik STR profiliavimas gali būti nepakankamas, norint atskirti iš tos pačios inbredinės linijos kilusias sublinijas, ir neatskleidžia kariotipinių pokyčių. Mokslininkai, dirbantys su MC38, turėtų taikyti griežtus autentiškumo patvirtinimo metodus ir dokumentuoti tikslią kiekviename tyrime naudojamų ląstelių kilmę.

Kalbant apie MC38 imunogeniškumą, reikia laikytis atsargumo. 1990-ųjų ir 2000-ųjų pradžios moksliniai straipsniai dažnai apibūdina MC38 kaip „mažai“ arba „silpnai“ imunogeninį naviką, nes nemodifikuotos ląstelės palaipsniui auga imunokompetentingose C57BL/6 pelėse [10] [11] [19]. Šiuolaikinėje imunoonkologijos literatūroje pabrėžiama, kad šis navikas pasižymi didele mutacijų apkrova ir jautrumu kontrolės taškų inhibitoriams [3]. Abu aprašymai yra teisingi savo kontekste, todėl skaitytojai neturėtų jų laikyti prieštaringais.

MC38, kaip chemiškai sukeltas pelių navikas, neatkartoja žmogaus storosios žarnos vėžiui būdingos pagrindinės mutacijos sekos. „Cellosaurus“ duomenų bazėje nėra šios linijos kuruojamų sekos variacijų įrašų, tačiau anotacijos nebuvimas nereiškia, kad nėra vairuojančių mutacijų: pavyzdžiui, Schrörs ir kolegos aptiko „MC38-L“ linijoje „Smad4“ mutaciją, kurios nebuvo „MC38-K“ linijoje. [3]. Kadangi šios dvi pogrupės labai skiriasi, reikėtų vengti bendrų teiginių apie „būdingą“ MC38 mutacijų vaizdą, o tyrėjai turėtų patikrinti savo tiriamųjų gyvūnų genotipą. Galiausiai „Cellosaurus“ įraše pateikta įspėjamoji pastaba dėl paskelbto MCA38 mitochondrinio genomo: įregistruota sekvencija (KM820832.1) yra žiurkės sekvencija, pažymėta kaip kilusi iš „žiurkės izoliato 406“, nors MC38 yra pelinių kilmės [7], o tai rodo, kaip svarbu patikrinti su šia linija susijusius paskelbtus sekos duomenis.

Peržiūrėti visas specifikacijas ir užsisakyti

MC38 ląstelių pritaikymas

Vėžio imunoterapija ir imuninių kontrolės taškų tyrimai

MC38 modelis tapo imuninių kontrolės taškų inhibitorių tyrimų pagrindu dėl didelės mutacijų naštos ir jautrumo PD-1/PD-L1 blokadai. Yadav ir kolegos naudojo MC38 kartu su antruoju pelinių modeliu, kad sukurtų ir patvirtintų masės spektrometrijos ir eksomo sekvenavimo procesą, skirtą imunogeninių naviko mutacijų prognozavimui. Iš daugiau nei 1 300 nustatytų aminorūgščių pokyčių buvo prognozuojama, kad maždaug 13 % jungiasi su MHC I klasės molekulėmis, o tik nedidelė jų dalis buvo patvirtinta masės spektrometrijos metodu; struktūrinis modeliavimas parodė, kad imunogeninės buvo mutacijos, veikiant tirpikliui, o pelių vakcinacija patvirtino, kad kiekvienas prognozuotas peptidas sukėlė terapiniu požiūriu aktyvius T ląstelių atsakus [5]. Šis reikšmingas tyrimas įtvirtino MC38 kaip etaloninę sistemą neoantigenų atradimui ir padėjo apibrėžti principus, kurie dabar taikomi kuriant individualizuotas vėžio vakcinas.

Tyrimai, susiję su glikanų reguliuojamu imuniniu reguliavimu, taip pat rėmėsi MC38. Cornelissen ir kolegos, naudodami CRISPR/Cas9, išjungė CMAS geną, kuris koduoja pagrindinį sializacijos kelio fermentą, ir visiškai panaikino sialo rūgšties ekspresiją ląstelių paviršiuje [8]. Priešingai nei tikėtasi, šios visiškai desializuotos MC38 ląstelės in vivo augo žymiai greičiau nei kontrolinės, pasižymėjo sumažėjusiu CD8-teigiamų T ląstelių dažniu naviko viduje ir sukėlė CD8-teigiamų T ląstelių apoptozę nepriklausomai nuo antigeno. Maža CMAS ekspresija taip pat koreliavo su trumpesniu išgyvenamumu be recidyvų žmogaus storosios žarnos vėžio kohortoje. Todėl šis darbas tarnauja kaip įspėjimas dėl terapinių strategijų, kurių tikslas – pašalinti naviko sializaciją, ir pozicionuoja MC38 kaip vertingą sistemą glikanų ir imuninės sistemos sąveikų tyrimams.

PD-L1 vaizdinimas naudojant naujus PET žymeklius yra dar viena aktyvi taikymo sritis. Du linijiniai peptidų pagrindu sukurti radioaktyvieji žymekliai, [^64Cu]/[^68Ga]HKP2201 ir jo dimeras HKP2202, buvo patvirtinti pelių modeliuose su MC38 storosios žarnos vėžio ir B16F10 melanomos alotransplantatais, o PD-L1 ekspresija buvo patvirtinta imunofluorescencijos ir imunohistocheminiais tyrimais tiek ląstelių linijose, tiek jų navikuose [9]. Konkurencinio prisijungimo ir blokavimo tyrimai patvirtino tikslinio baltymo specifiškumą, o PET vaizdinimas kartu su „ex vivo“ biologiniu pasiskirstymu parodė pastebimą žymiklio kaupimąsi navikuose bei greitą išsiskyrimą iš kraujo ir pagrindinių organų. Taigi MC38 alotransplantatas tapo viena iš etaloninių platformų, skirtų žymiklio specifiškumui įvertinti, vykdant neinvazinio imuninių kontrolės taškų vaizdinimo transliacinę plėtrą.

Citokinų genų terapija ir modifikuotos ekstraląstelinės vezikulos

MC38 ląstelės buvo plačiai naudojamos kaip mažai imunogeninis modelis, skirtas citokinų pagrįstų genų terapijos strategijų tyrimams. Hiroishi ir kolegos parodė, kad MC38 ląstelių transdukcija interferono alfa (IFN-α) genu sukėlė modifikuotų ląstelių atmetimą 13 iš 15 imunokompetentingų pelių, o sumaišius IFN-α ir CD80 transdukcijos būdu modifikuotas ląsteles pasireiškė sinergetinis priešnavikinis poveikis, o atmetimas buvo nustatytas 14 iš 15 gyvūnų [10]. Eguchi ir kolegos išplėtė šiuos tyrimus, tiesiogiai palygindami IFN-α ir interleukino-12 (IL-12) genų terapiją MC38 ląstelėse ir nustatė, kad IFN-α indukavo navikui specifinius citotoksinių T limfocitų atsakus ir ilgalaikį imunitetą, o IL-12 pirmiausia stimuliavo nespecifinį naikinimą, kuriame dalyvavo tiek CD8-teigiamos T ląstelės, tiek natūralios žudikų ląstelės [11].

Rossowska ir kolegos padarė esminį indėlį į šią sritį, genetiškai modifikuodami MC38 ląsteles taip, kad jos išskirtų ekstraląstelines vezikules (EV), kuriose yra imunostimuliuojančių medžiagų [12]. Naudodami lentivirusinius vektorius, autoriai sukūrė MC38 sublinijas, kuriose buvo pernelyg ekspresuojamas pelių IL-12, ekspresuojamas TGF-β1 nukreiptas shRNA arba abu šie elementai, ir parodė, kad tėvinių ląstelių genetinė modifikacija yra veiksmingas būdas įterpti tiriamas molekules tiek į iš naviko kilusias eksosomas, tiek į mikrovezikules. Modifikuotos eksosomos slopino naviko augimą pelėms, turinčioms poodinius MC38 navikus, tuo tarpu eksosomos iš nemodifikuotų ląstelių to nepadarė. Ilgiausiai trunkantis poveikis buvo pasiektas tik derinant su dendritinių ląstelių vakcinomis, kurios atkūrė priešnavikinį imunitetą ir sukėlė sisteminį Th1 atsaką [12]. Tyrimas patvirtino, kad modifikuotos iš MC38 gautos eksosomos yra adjuvantas, galintis sustiprinti specifinį priešvėžinį atsaką, o ne savarankiška vakcina.

MC38 kontekste taip pat buvo tiriamos iš mezenchiminių stromos ląstelių gautos eksosomos. Xing ir kolegos sumažino GARP ekspresiją mezenchiminėse stromos ląstelėse ir parodė, kad iš šių ląstelių gautos eksosomos (siGARP-MSC) in vitro slopino MC38 proliferaciją, migraciją ir invaziją, sumažino IL-6 sekreciją ir iš dalies inaktyvavo JAK1/STAT3 signalinį kelią [13]. Tai leidžia nustatyti parakrininę ašį tarp stromos ir naviko ląstelių, į kurią būtų galima nukreipti terapiją, nors šie rezultatai kol kas apsiriboja ląstelių kultūromis. Apibendrinant, šie tyrimai iliustruoja MC38 modelio universalumą vertinant be ląstelių ir vezikulėmis pagrįstas imunoterapines strategijas.

Naviko imunologija, adhezija ir imuninės sistemos išvengimas

T limfocitų ir MC38 naviko ląstelių sąveika buvo išsamaus mechanistinio tyrimo objektas. MacKenzie, Hoskin ir Blay pirmieji pranešė, kad anti-CD3 aktyvuotų T ląstelių adhezija prie MCA-38 ląstelių vyko daugiausia per integriną VLA-4 (α4β1), ir kad ją skatino baltymų tirozino kinazės bei baltymų kinazės C signalizacija, o slopino cAMP priklausomi signaliniai keliai, kurių reguliavimo mechanizmai buvo išsidėstę daugiausia efektorinėse ląstelėse [14]. Vėlesnis tos pačios grupės tyrimas patikslino šį vaizdą: antikūnai prieš α4 arba β7, arba prieš VCAM-1 ant naviko ląstelių, slopino adheziją, tuo tarpu antikūnai prieš β1 to nedarė, taip nustatant, kad α4β7–VCAM-1 yra dominuojanti ašis. Šis darbas taip pat parodė, kad adenozinas – nukleozidas, kurio gausu hipoksinėje naviko mikroaplinkoje – slopina T ląstelių adheziją būtent blokuodamas α4β7 funkciją [15]. Skaitytojai turėtų atkreipti dėmesį, kad abiejuose straipsniuose tai pačiai sąveikai priskiriami skirtingi β subvienetai.

Natūraliųjų žudikų ląstelių vaidmuo kontroliuojant MC38 kepenų metastazes buvo tiriamas tiek imunokompetentingose, tiek imunodeficituose šeimininkuose. Cohenas ir kolegos įšvirkštė iš kepenų gautas MCA-38 (LD-MCA-38) ląsteles į ileokolinę veną ir nustatė, kad įprastos C57BL/6 pelės išlaikė naviko ląsteles kepenyse ir jose susiformavo kepenų židiniai, tuo tarpu be užkrūčio nuogosios pelės per 24 valandas pašalino apie 60 % pažymėtų ląstelių ir jose neatsirado jokių kepenų pažeidimų [16]. Ne parenchiminės kepenų ląstelės iš „nude“ arba poli(I:C) gydytų pelių — bet ne iš negydytų įprastinių pelių — buvo citotoksiškos LD-MCA-38 atžvilgiu, o už tai atsakinga populiacija buvo neprisitvirtinanti ir asialo-GM1 (AsGM1) teigiama; gydymas anti-AsGM1 panaikino šią apsaugą. Volpe ir kolegos išplėtė šiuos atradimus, parodydami, kad T ląstelių išsekimas naudojant anti-AsGM1 arba anti-NK1.1 žymiai padidino kepenų židinių skaičių ir sutrumpino išgyvenamumą, tuo tarpu T ląstelių išeikvojimas anti-Thy1.2 antikūnais žymiai sumažino židinių skaičių, o tai rodo, kad būtent NK ląstelės, o ne T ląstelės, yra pagrindiniai efektoriai, užkertantys kelią LD-MCA-38 metastazavimui į kepenis [17]. Johnkoski ir kolegos toliau įrodė, kad vienintelis LD-MCA-38 kepenų židinys, susiformavęs po injekcijos po kepenų kapsule, sustiprino kepenų neparenchiminių ląstelių citotoksinę ir proliferacinę funkciją, padidino CD8-teigiamų ir γδ T ląstelių dalį bei pakėlė interleukino-6 ir naviko nekrozės faktoriaus lygį [18].

Vėžio vakcinos ir antigenų identifikavimas

MC38 ląstelės tapo patikima platforma, skirta visų naviko ląstelių vakcinų strategijų kūrimui ir palyginimui. Hodge ir Schlom palygino retrovirusinius ir poxvirusinius (vakcinijos) vektorius, skirtus ko-stimuliuojančios molekulės B7-1 pristatymui į MC38 ląsteles [19]. Abu vektoriai sukėlė lygiavertę B7-1 ekspresiją ląstelių paviršiuje ir užtikrino vienodą apsaugą nuo natūralių MC38 ląstelių iššūkio po 14 dienų. Tačiau po pakartotinio užkrėtimo po 40 dienų retroviralinė vakcina pasirodė esanti mažiau veiksminga, o kovojant su įsitvirtinusiomis plaučių metastazėmis vakcina, pagaminta naudojant vakcinos virusą, pasirodė esanti žymiai pranašesnė (P = 0,0351; P = 0,024 vakcinos virusu imunizuotose pelėse; P = 0,0014 atliekant jungtinę analizę). Tyrime padaryta išvada, kad poxviruso vektoriumi pagaminta vakcina iš visų naviko ląstelių yra bent jau tokia pat veiksminga, o kartais ir veiksmingesnė už jos retrovirusinę atitikmenę – šis atradimas nulėmė vėlesnį poxviruso vektoriumi pagrįstų vėžio vakcinų taikymą klinikinėje praktikoje. Lorenzas ir kolegos naudojo MC38 ląsteles, užkrėstas rekombinuotu vakcinos virusu, koduojančiu pelių LFA-3 (CD48), kad parodytų, jog priverstinė LFA-3 ekspresija in vitro sustiprino T ląstelių proliferaciją, adheziją ir citotoksiškumą bei visiškai užkirto kelią naviko augimui singeniniuose C57BL/6 peliuose, suteikdama dalinę apsaugą nuo vėlesnio užkrėtimo neužkrėstomis tėvinėmis ląstelėmis [20].

Hampton ir kolegos pritaikė naviko antigenų identifikavimą naudojant SEREX metodą MC38 ląstelėms: jie imunizavo C57BL/6 peles MC38 ląstelėmis ir atrinko iš MC38 gautą ekspresijos biblioteką naudodami imuninius serumus [21]. Šiuo metodu kaip galimi naviko antigenai buvo identifikuoti endogeninis ekotropinio leukemijos viruso apvalkalo (env) baltymas ir pelių ATRX baltymas, taip išplečiant žinomų su pelių navikais susijusių antigenų repertuarą ir suteikiant priemones mechanistiniams vakcinos tyrimams. Takeda ir kolegos sukūrė jungtines ląsteles iš MC38 naviko ląstelių ir dendritinių ląstelių, įskaitant dendritines ląsteles, izoliuotas iš naviką turinčių šeimininkų, ir parodė, kad vakcinacija bet kuriuo iš šių preparatų sukėlė vienodai aukštą splenocitų citolitinį aktyvumą prieš MC38 ir žymiai slopino susiformavusias MC38 plaučių metastazes [22].

Kitas genų terapijos metodas pasinaudojo imunitetu prieš α(1,3)galaktozil (αGal) epitopą. Unfer ir kolegos α(1,3)galaktoziltransferazės (αGT) „knockout“ pelėms, kurios, kaip ir žmonės, neturi šio epitopo ir gali gaminti anti-Gal antikūnus, suleido αGal ekspresuojančias MC38 storosios žarnos vėžio ląsteles [23]. Pelių, imunizuotų triušio eritrocitais, anti-αGal antikūnų titrai priartėjo prie tų, kurie stebimi žmogaus serume (daugiausia IgG1 ir IgG3), o jų išgyvenamumas pagerėjo ir naviko augimas sulėtėjo, palyginti su neimunizuotomis „knockout“ ir laukinio tipo kontrolinėmis grupėmis. Šis tyrimas pateikia in vivo koncepcijos patvirtinimą, kad αGT veikia kaip savižudybės genas storosios žarnos vėžio genų terapijoje; komplemento mediuojama αGal-transdukuotų ląstelių lizė anksčiau buvo įrodyta in vitro naudojant žmogaus serumą.

Naujos terapinės strategijos ir vaistų tyrimai

MC38 ląstelės buvo naudojamos įvairių farmakologinių ir fizinių gydymo metodų, skirtų kovai su storosios žarnos vėžiu, vertinimui. Kuriyama ir kolegos parodė, kad elektropermeabilizacija in vitro žymiai padidino pelių storosios žarnos vėžio ląstelių, įskaitant MC38, jautrumą bleomicinui, tačiau ne 5-fluorouracilui ar cisplatinui [24]. Atliktuose in vivo eksperimentuose elektrochemoterapija su bleomicinu arba cisplatinu sukėlė visišką poodinių storosios žarnos navikų regresiją atitinkamai penkiuose ir keturiuose iš aštuonių gyvūnų; šis poveikis priskirtinas padidėjusiam vaisto kaupimuisi naviko viduje; paskelbtame pranešime nenurodyta, kuri iš dviejų ląstelių linijų buvo naudojama šiems persodinimams. Manome ir kolegos, naudodami MC38 ląsteles, parodė, kad ultragarsu tarpininkaujamas genų perdavimas gali transfekuoti „pliką“ plazmidinę DNR į storosios žarnos karcinomos ląsteles tiek in vitro, tiek MC38 navikuose, augančiuose singeniniuose peliuose, taip įrodydami mechaninio ultragarsinio veikimo kaip nevirusinės genų perdavimo technikos įgyvendinamumą [25].

Karboranu pakeisti diklofenako promedikamentai buvo iš naujo įvertinti naudojant MC38 modelį. Tarp pertvarkytų serijų dvipolė amidinė jungtis, turinti „nido“ klasterį, sunaikino MC38 gyvybingumą žemo mikromoliarinio koncentracijos diapazono sąlygomis, veikdama daugiausia stipriai slopindama ląstelių dalijimąsi ir sukeldama vidutinio stiprumo apoptozę, kurią lydėjo reaktyviųjų deguonies ir azoto junginių išeikvojimas, tuo tarpu pats diklofenakas ir karboranu pakeisti oksindoliai nebuvo citotoksiški [26]. MC38 ląstelės taip pat buvo naudojamos optogenetinėse studijose: MC38 ir B16F10 ląstelės, ekspresuojančios šviesos valdomą išorinį protonų siurblį archaerhodopsin-3 (AR3), po apšvitinimo žalia šviesa patyrė apoptozinę ląstelių mirtį, o AR3 ekspresuojantys navikai, persodinti į C57BL/6 peles, po apšvitinimo smarkiai susitraukė arba jų augimas sulėtėjo [27]. Parkas ir kolegos naudojo MC38 ląsteles kaip storosios žarnos karcinomos kontrolę tyrime, skirtame genų terapijai, nukreiptai prieš melanomą, pasinaudodami melanocitams būdingais promotorių ir stipriklių konstruktas, susietais su Escherichia coli purino nukleozido fosforilazės genu; 96 % MC38 ląstelių išliko gyvybingos po profarmako gydymo, o tai patvirtino audiniams ribotą ekspresiją [28].

Išvada

MC38 ląstelės užima centrinę vietą kolorektalinio vėžio ir imunoonkologijos tyrimuose. Jų singeninė suderinamybė su C57BL/6 pelėmis, didelė mutacijų apkrova, turtingas neoantigenų spektras ir jautrumas imuninių kontrolės taškų inhibitoriams kartu daro jas vienu iš informatyviausių ikiklinikinių modelių, skirtų storosios žarnos navikų, CD8-teigiamų T-limfocitų atsakų, su naviku susijusių makrofagų, vėžio vakcinų ir programuotos ląstelių mirties 1 receptoriaus kelio biologijos. Dešimtmečius skelbti moksliniai darbai patvirtino šio modelio tinkamumą genų terapijos, adhezijos biologijos, kepenų metastazių ir naujų vaistų vertinimo srityse, o naujausi tyrimai, kuriuose naudojamos ekstraląstelinės vezikulos, PET vaizdinimas ir optogenetika, toliau plečia jo taikymo galimybes klinikinėje praktikoje. Atsižvelgiant į užfiksuotus skirtumus tarp atskirų linijų, kiekviename tyrime turėtų būti užregistruota kilmė ir patikrintas genotipas. Mokslininkai, kuriems reikalingas patikimas, gerai apibūdintas pelių storosios žarnos karcinomos modelis, gali užsisakyti MC38 ląsteles arba teirautis apie jas tiesiogiai svetainėje cytion.com.

Pagrindiniai leidiniai

1. Corbett TH, Griswold DP Jr, Roberts BJ ir kt. (1975) Navikų indukcijos ryšiai vystant pelėms transplantuojamus storosios žarnos vėžius chemoterapijos tyrimams, su pastaba apie kancerogenų struktūrą. „Cancer Research“ 35:2434–2439. PMID: 1149045
2. Tan MH, Holyoke ED, Goldrosen MH (1976) Pelinių storosios žarnos adenokarcinomos: selektyvaus in vitro kultivavimo metodai. „Journal of the National Cancer Institute“ 56:871–873. PMID: 1255804 · DOI: 10.1093/jnci/56.4.871
3. Schrörs B, Hos BJ, Yildiz IG ir kt. (2023) Dviejų skirtingų šaltinių MC38 storosios žarnos naviko ląstelių linijos pasižymi reikšmingais skirtumais transkriptomo, mutanomo ir neoantigenų ekspresijos atžvilgiu. „Frontiers in Immunology“ 14:1102282. PMID: 36969213 · DOI: 10.3389/fimmu.2023.1102282
4. Morimoto-Tomita M, Ohashi Y, Matsubara A ir kt. (2005) Pelės storosios žarnos karcinomos ląstelės, sukurtos siekiant didelio eksperimentinių kepenų metastazių dažnio, pasižymi pagreitintu ir nuo tvirtinimosi nepriklausomu augimu. „Clinical & Experimental Metastasis“ 22:513–521. PMID: 16320114 · DOI: 10.1007/s10585-005-3585-0
5. Yadav M, Jhunjhunwala S, Phung QT ir kt. (2014) Imunogeninių naviko mutacijų prognozavimas derinant masių spektrometriją ir eksomo sekvenavimą. „Nature“ 515:572–576. PMID: 25428506 · DOI: 10.1038/nature14001
6. Didion JP, Buus RJ, Naghashfar Z ir kt. (2014) Pelės ląstelių linijų SNP masyvo profiliavimas leidžia nustatyti jų kilmės kamienus ir atskleidžia kryžminį užteršimą bei plačiai paplitusią aneuploidiją. „BMC Genomics“ 15:847. PMID: 25277546 · DOI: 10.1186/1471-2164-15-847
7. Zhang CF, Yu XJ, Wang BY ir kt. (2016) Žiurkių storosios žarnos vėžio MCA38 ląstelių linijos viso mitochondrinio genomo seka. „Mitochondrial DNA Part A“ 27:2034–2035. PMID: 25434994 · DOI: 10.3109/19401736.2014.974176 — žr. įspėjimą „Cellosaurus“ įraše CVCL_B288.
8. Cornelissen LAM, Blanas A, van der Horst JC ir kt. (2019) Sialo rūgšties metabolizmo sutrikimas skatina naviko augimą, didindamas CD8+ T ląstelių apoptozę. „International Journal of Cancer“ 144:2290–2302. PMID: 30578646 · DOI: 10.1002/ijc.32084
9. Zhang L, Zhang S, Wu J ir kt. (2023) Linijiniai peptidiniai PET žymekliai, skirti PD-L1 vaizdinimui navikuose. „Molecular Pharmaceutics“ 20:4256–4267. PMID: 37368947 · DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.3c00382
10. Hiroishi K, Tüting T, Tahara H, Lotze MT (1999) Interferono alfa geninė terapija kartu su CD80 transdukcija sumažina navikogeniškumą ir susiformavusio naviko augimą silpnai imunogeniniuose navikų modeliuose. „Gene Therapy“ 6:1988–1994. PMID: 10637450 · DOI: 10.1038/sj.gt.3301034
11. Eguchi J, Hiroishi K, Ishii S, Mitamura K (2003) Vėžio gydymas alfa-interferono ir interleukino-12 genų terapija: alfa-interferonas sukelia navikui būdingą imuninį atsaką, o interleukinas-12 skatina nespecifinį naviko naikinimą. „Cancer Immunology, Immunotherapy“ 52:378–386. PMID: 12739068 · DOI: 10.1007/s00262-002-0367-2
12. Rossowska J, Anger N, Wegierek K ir kt. (2019) Genetiškai modifikuotų pelių storosios žarnos karcinomos ląstelių, kuriose yra perteklius interleukino-12 ir TGF-β1 slopinančio shRNA, išskiriamų ekstraląstelinių vezikulių priešvėžinis potencialas. „Frontiers in Immunology“ 10:211. PMID: 30814999 · DOI: 10.3389/fimmu.2019.00211
13. Xing H, Liang C, Xu X ir kt. (2020) GARP ekspresijos slopinimo mezenchiminės stromos / kamieninėms ląstelėms panašios ląstelės slopina pelių storosios žarnos vėžio ląstelių (MC38) proliferaciją ir invaziją per eksosomas. „Journal of Cellular and Molecular Medicine“ 24:13984–13990. PMID: 33155413 · DOI: 10.1111/jcmm.16008
14. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (1999) Anti-CD3 aktyvuotų pelių T ląstelių adheziją prie singeninių storosios žarnos adenokarcinomos ląstelių diferencijuotai reguliuoja baltymų tirozino kinazės, baltymų kinazės C ir cAMP priklausomi signaliniai keliai efektorinėse ląstelėse. „Biochemical and Biophysical Research Communications“ 255:460–465. PMID: 10049731 · DOI: 10.1006/bbrc.1999.0232
15. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (2002) Adenozinas slopina alfa(4)beta(7) integrino tarpininkaujamą T limfocitų adheziją prie storosios žarnos adenokarcinomos ląstelių. „Experimental Cell Research“ 276:90–100. PMID: 11978011 · DOI: 10.1006/excr.2002.5514
16. Cohen SA, Tzung SP, Doerr RJ, Goldrosen MH (1990) Asialo-GM1 teigiamų kepenų ląstelių, gautų iš be timuso „nude“ pelių arba pelių, gydytų poliinozin-policitidilo rūgštimi, vaidmuo slopinant eksperimentines kepenų metastazes, kilusias iš storosios žarnos. „Cancer Research“ 50:1834–1840. PMID: 2306736
17. Volpe CM, Mehta N, Kim U ir kt. (1999) AsGM1+ NK ląstelės užkerta kelią įsiskverbiantiems LD-MCA-38 naviko ląstelėms metastazuoti „nude“ pelėse. „The Journal of Surgical Research“ 84:157–161. PMID: 10357913 · DOI: 10.1006/jsre.1999.5631
18. Johnkoski JA, Tzung SP, Doerr RJ, Cohen SA (1992) Kepenų metastazės keičia pelių kepenų neparenchiminių ląstelių imuninę funkciją. „Archives of Surgery“ 127:1325–1329. PMID: 1444795 · DOI: 10.1001/archsurg.1992.01420110073015
19. Hodge JW, Schlom J (1999) Retroviruso ir poxviruso vektorių lyginamieji tyrimai visų naviko ląstelių vakcinose. „Cancer Research“ 59:5106–5111. PMID: 10537283
20. Lorenz MG, Kantor JA, Schlom J, Hodge JW (1999) Priešnavikinio imuniteto indukcija, kurią sukelia naviko ląstelės, ekspresuojančios pelių LFA-3 analogą per rekombinantinį vakcinos virusą. „Human Gene Therapy“ 10:623–631. PMID: 10094205 · DOI: 10.1089/10430349950018698
21. Hampton TA, Conry RM, Khazaeli MB ir kt. (2000) SEREX analizė naviko antigenų identifikavimui adenokarcinomos pelių modelyje. „Cancer Gene Therapy“ 7:446–455. PMID: 10766351 · DOI: 10.1038/sj.cgt.7700124
22. Takeda A, Homma S, Okamoto T ir kt. (2003) Nebrandžių dendritinių ląstelių ir naviko ląstelių susijungimai sukelia stiprų priešnavikinį imunitetą. „European Journal of Clinical Investigation“ 33:897–904. PMID: 14511362 · DOI: 10.1046/j.1365-2362.2003.01194.x
23. Unfer RC, Hellrung D, Link CJ Jr (2003) Imunitetas prieš alfa(1,3)galaktozilo epitopą užtikrina apsaugą pelėms, kurioms buvo suleisti storosios žarnos vėžio ląstelės, ekspresuojančios alfa(1,3)galaktoziltransferazę: naujas savižudybės genas vėžio genų terapijai. „Cancer Research“ 63:987–993. PMID: 12615713
24. Kuriyama S, Matsumoto M, Mitoro A ir kt. (2000) Kolorektalinio vėžio elektrochemoterapija naudojant įprastus chemoterapinius vaistus pelių modelyje. „Digestive Diseases and Sciences“ 45:1568–1577. PMID: 11007108 · DOI: 10.1023/a:1005565027969
25. Manome Y, Nakamura M, Ohno T, Furuhata H (2000) Ultragarsas palengvina „nuogos“ plazmidinės DNR perkėlimą į storosios žarnos karcinomos ląsteles in vitro ir in vivo. „Žmogaus genų terapija“ 11:1521–1528. PMID: 10945766 · DOI: 10.1089/10430340050083252
26. Selg C, Gordić V, Krajnović T ir kt. (2024) Diklofenako pagrindu sukurtų karboranu pakeistų promedikamentų pertvarkymas ir vertinimas bei jų priešvėžinis potencialas. „Scientific Reports“ 14:30488. PMID: 39681576 · DOI: 10.1038/s41598-024-81414-x
27. Nakao S, Kojima K, Sato K ir kt. (2025) Optogenetinis vėžio gydymas naudojant šviesos valdomą išorinę protonų siurblį rodopsiną „archaerhodopsin-3“ (AR3). „Journal of the American Chemical Society“ 147:44131–44140. PMID: 41186408 · DOI: 10.1021/jacs.5c13053
28. Park BJ, Brown CK, Hu Y ir kt. (1999) Melanomos specifinių genų ekspresijos stiprinimas naudojant tandeminius melanocitams specifinius stipriklius padidina purino nukleozido fosforilazės geno citotoksiškumą melanomoje. „Human Gene Therapy“ 10:889–898. PMID: 10223723 · DOI: 10.1089/10430349950018292

Bibliografiniai duomenys ir santraukos paimti iš „PubMed“. Ląstelių linijos metaduomenys paimti iš „Cellosaurus“ įrašo apie MC-38 (RRID:CVCL_B288).