Ievads

Šūnu līnija MC38 — pazīstama arī kā MCA-38, MCA 38, MCA38, MC-38, MC-38 B/6, Mouse Colon 38, Colon 38, Colon-38, Colon38, Murine Carcinoma-38 un C38 (Cellosaurus reģistrācijas numurs CVCL_B288) — ir viens no visplašāk izmantotajiem peles modeļiem kolorektālā vēža un imūnonkoloģijas pētījumos. Sākotnējais audzējs tika inducēts ar kancerogēnu 1,2-dimetilhidrazīnu (DMH) C57BL/6 pelēm, un par to 1975. gadā ziņoja Corbett un kolēģi [1]; šo šūnu līniju vēlāk 1976. gadā kultūrā izveidoja Tan, Holyoke un Goldrosen [2]. To singēnā saderība ar C57BL/6 pelēm, augstā mutāciju slodze un reakcija uz imūnkontrolpunktu inhibitoriem ir padarījusi MC38 šūnas par neaizstājamu rīku resnās zarnas audzēju, vēža vakcīnu, CD8-pozitīvo T-limfocītu reakciju, ar audzējiem saistīto makrofagu un programmētās šūnu nāves 1 receptora (PD-1) signālceļa bioloģijas pētījumiem. Šis modelis joprojām ir pamats sasniegumiem vēža imūnterapijā, gēnu terapijā un neoantigēnu atklāšanā.

Galvenie secinājumi

• MC38 ir peles resnās zarnas adenokarcinomas šūnu līnija, kas ir singēna C57BL/6 peles šķirnei un iegūta no DMH izraisīta audzēja.
• Šai šūnu līnijai piemīt augsta mutāciju slodze, un tā ekspresē neoantigēnus, kurus atpazīst CD8-pozitīvie T-limfocīti — taču tas, kuri neoantigēni ir klāt, ir atkarīgs no apakšlīnijas (sk. zemāk).
• MC38 ir jutīgs pret imūnsistēmas kontrolpunktu inhibitoriem, tāpēc tas ir plaši izmantots modelis PD-1/PD-L1 signālceļa pētījumos.
• Šis modelis ir plaši izmantots vēža vakcīnu izstrādē, citokīnu gēnu terapijā un audzēju imunoloģijas pētījumos.
• Starp MC38 apakšlīnijām no dažādiem krājumiem pastāv būtiskas genomiskas un transkriptomiskas atšķirības. Laidēnas sublīnijā (MC38-L) ir sastopami labi zināmie neoepitopi Rpl18 un Adpgk, taču tie nav sastopami Kerafast/NCI sublīnijā (MC38-K), ko tādēļ atbilstošās T šūnas neatpazīst. Ir būtiski rūpīgi izvēlēties avotus un dokumentēt izcelsmi. [3]
• Ir pieejamas daudzas ģenētiski modificētas atvasinājumu līnijas (knockout, reporteru, pārmērīgas ekspresijas), kas paplašina modeļa eksperimentālo daudzpusību.

Kas ir MC38?

MC38 ir no pelēm iegūta transplantējama resnās zarnas adenokarcinomas šūnu līnija, kas datu bāzē „Cellosaurus“ klasificēta kā vēža šūnu līnija (CVCL_B288). Šī līnija tika iegūta no C57BL/6 sieviešu peles nenoteiktā vecumā, kurai bija resnās zarnas adenokarcinoma (peles resnās zarnas adenokarcinoma, NCIt C120044). Corbett un kolēģi izraisīja 82 resnās zarnas audzējus četrās inbredajās peles šķirnēs kā daļu no sistemātiskiem centieniem izveidot transplantējamos resnās zarnas audzēju modeļus ķīmijterapijas testiem; četri audzēji izdzīvoja pēc pirmās transplantācijas un tika pakļauti secīgai pasāžai [1]. Tan, Holyoke un Goldrosen vēlāk aprakstīja metodes MCA-38 šūnu līnijas selektīvai kultivēšanai in vitro, norādot, ka fibroblastoīdās šūnas var atdalīt ar tripsīna apstrādi, lai iegūtu stabilu epitēlija šūnu populāciju [2]. „Cellosaurus” norāda, ka MC38 dubultošanās laiks ir 24,3 stundas [4], un šī šūnu līnija tiek uzturēta kā adhezīva kultūra. Omikas raksturojumā ietilpa visa eksoma sekvencēšana, transkriptomika, izmantojot mikromatricas un RNS-seq, MHC I klases peptidoma proteomika, SNP matricas analīze un mitohondriālā genoma sekvencēšana. (Cellosaurus reģistrē peptidoma ierakstu zem vispārīgā nosaukuma „HLA I klases peptidoms”; peles šūnas prezentē peptīdus uz H-2, nevis HLA molekulām.)

Informācija par MC38 šūnu kultūru

Piezīme par konkrētai apakšlīnijai raksturīgiem apstākļiem: iepriekš minētā barotne atbilst kultivēšanas apstākļiem, kas aprakstīti attiecībā uz no Kerafast/NCI atvasināto apakšlīniju (MC38-K). Leidenas apakšlīnija (MC38-L) tiek uzturēta IMDM vidē ar 8 % FBS, 2 mM L-glutamīnu un 50 µM 2-merkaptoetanolu [3]. Lietotājiem jāievēro pakalpojuma sniedzēja noteiktie nosacījumi.

MC38 šūnu priekšrocības

Viena no galvenajām priekšrocībām ir MC38 šūnas ir to singēnā saderība ar plaši pieejamo C57BL/6 peles šķirni. Šī saderība ļauj pētniekiem izpētīt audzēja un imūnsistēmas mijiedarbību pilnībā imūnkompetentā saimniekorganismā, izvairoties no imūndeficīta radītajiem traucējumiem, kas ierobežo ksenotransplantātu modeļu translacionālo vērtību. Neskartā imūnsistēma ļauj precīzi novērtēt CD8-pozitīvo T-limfocītu reakcijas, ar audzēju saistīto makrofāgu bioloģiju, dabisko slepkavju šūnu aktivitāti, kā arī pilnu adaptīvās un iedzimtas pretvēža imunitātes spektru.

Tā kā vecāku audzējs tika ķīmiski inducēts ar DMH, MC38 raksturīga augsta audzēja mutāciju slodze un imūngenisko neoantigēnu ekspresija, kas raksturota, izmantojot pilnīgu eksoma sekvencēšanu un MHC I klases peptidoma analīzi [5]. Šis ar neoantigēniem bagātais fons nodrošina, ka modelis reaģē uz imūnsistēmas kontroles punktu inhibitoriem, kas vērsti pret programmētās šūnu nāves 1 receptora signālceļu [3], kas ir viens no iemesliem, kāpēc to bieži izmanto kā analogu cilvēka kolorektālā vēža hipermutētajai apakšgrupai, kas reaģē uz šādām terapijām. Šīs šūnu līnijas reaģētspēja uz imūnterapiju ir padarījusi to par vienu no standarta pirmsklīniskajiem rīkiem jaunu imūnkontrolpunktu inhibitoru kombināciju un vēža vakcīnu novērtēšanai. Jāņem vērā, ka konkrētie klāt esošie neoantigēni ir atkarīgi no izmantotās apakšlīnijas [3].

Plaša inženierijas ceļā radīto MC38 atvasinājumu līniju ekosistēma vēl vairāk paplašina šī modeļa lietderību. Knockout līnijas, kas vērstas uz imūnregulatoriem, piemēram, PD-L1 (Cd274), B2m un CD47, kā arī reporterlīnijas, kas ekspresē luciferāzi vai fluorescējošus proteīnus, ir katalogizētas Cellosaurus kā CVCL_B288 atvasinājumi un nodrošina gatavus rīkus mehānistiskiem un in vivo attēlveidošanas pētījumiem. Dubultošanās laiks ir aptuveni 24 stundas [4] nodrošina efektīvu eksperimentu caurlaidspēju un šīs šūnu līnijas piemērotību ģenētiskai manipulācijai — izmantojot lentivīrusu [12], retrovīruss [10], un elektroporācija [3] — tas ir pierādīts daudzos publicētos pētījumos.

MC38 šūnu ierobežojumi

Būtisks MC38 modeļa ierobežojums ir dokumentētā heterogenitāte starp apakšlīnijām, kuru izcelsme ir atšķirīga. 2023. gadā Schrörs un kolēģi veica salīdzinošu MC38 šūnu eksoma un transkriptoma sekvencēšanu, izmantojot paraugus no Kerafast (NCI/NIH izcelsme, MC38-K) un Leidenes Universitātes Medicīnas centra kolekcijas (MC38-L) šūnām, un atklāja būtiskas atšķirības mutāciju profilos, ploidijā un neoantigēnu ekspresijā [3]. MC38-L saturēja aptuveni 1,3 reizes vairāk vienu nukleotīdu variantu un nelielu inserciju un deleciju nekā MC38-K, kopīgi bija tikai 35,3 % nesinonīmo variantu un 5,4 % gēnu saplūšanas gadījumu, un secinātā ploīdija bija divi MC38-K gadījumā salīdzinājumā ar pieciem MC38-L gadījumā. Būtiski ir tas, ka MC38-K trūka labi raksturoto neoepitopu Rpl18 un Adpgk, tāpēc pret tiem izveidotās T šūnas atpazina un iznīcināja MC38-L, bet ne MC38-K. Tādējādi rezultāti, kas iegūti ar vienu MC38 apakšlīniju, var nebūt reproducējami ar šūnām no cita avota.

Plašākā nozīmē SNP mikromatricas profilēšana ir izgaismojusi aneuploidijas un savstarpējās kontaminācijas problēmu bieži izmantotajās peles šūnu līnijās; MC38 bija viena no 99 līnijām, kas iekļautas šajā panelī, no kurām 15 būtiski atšķīrās no to norādītā ģenētiskā fona [6]. Pētījumā nav ziņots par konkrētām MC38 autentifikācijas kļūdām, taču tajā ir parādīts, ka, izmantojot vienīgi STR profilēšanu, var neizdoties atšķirt apakšlīnijas, kas iegūtas no viena un tā paša inbreda celma, un ka šī metode neatklāj kariotipiskas izmaiņas. Pētniekiem, kuri strādā ar MC38, ir jāpiemēro stingras autentifikācijas metodes un jādokumentē katrā pētījumā izmantoto šūnu precīzā izcelsme.

Terminoloģija saistībā ar MC38 imūnogenitāti prasa piesardzību. 1990. gadu un 2000. gadu sākuma publikācijās MC38 parasti tiek aprakstīts kā „vāji” vai „nelielā mērā” imūngenisks audzējs, jo nemodificētas šūnas pakāpeniski aug imūnkompetentās C57BL/6 pelēs [10] [11] [19]. Savukārt mūsdienu imūnonkoloģijas literatūrā tiek uzsvērta šīs slimības augstā mutāciju slodze un jutība pret kontrolpunktu inhibitoriem [3]. Abi apraksti ir precīzi savā kontekstā, un lasītājiem nevajadzētu uzskatīt tos par pretrunīgiem.

Kā ķīmiski izraisīts peles audzējs, MC38 neatspoguļo cilvēka kolorektālajam vēzim raksturīgo vadītājmutācijas sekvenci. Datubāzē „Cellosaurus” nav atlasīta šīs līnijas sekvences variācijas ieraksta, taču anotācijas trūkums nav pierādījums tam, ka vadītājmutācijas nav sastopamas: piemēram, Schrörs un kolēģi MC38-L līnijā konstatēja Smad4 mutāciju, kas MC38-K līnijā nebija sastopama. [3]. Tā kā abas apakšlīnijas tik ļoti atšķiras, būtu jāizvairās no vispārinātiem apgalvojumiem par „MC38 mutāciju ainavu”, un pētniekiem būtu jāpārbauda savas populācijas genotips. Visbeidzot, Cellosaurus ierakstā ir iekļauts brīdinājums par publicēto MCA38 mitohondriālo genomu: reģistrētā sekvence (KM820832.1) ir žurkas sekvence, kas apzīmēta kā cēlusies no „žurkas izolāta 406”, lai gan MC38 ir peles izcelsmes [7], kas parāda, cik svarīgi ir pārbaudīt ar šo līniju saistītos publicētos sekvenču datus.

Apskatīt pilnu specifikāciju un pasūtīt

MC38 šūnu pielietojumi

Vēža imūnterapija un imūnkontrolpunktu pētījumi

MC38 modelis ir kļuvis par imūnsistēmas kontroles punktu inhibitoru pētījumu stūrakmeni, pateicoties tā augstajai mutāciju slodzei un jutībai pret PD-1/PD-L1 blokādi. Yadav un kolēģi izmantoja MC38 kopā ar otru peles modeli, lai izstrādātu un validētu masu spektrometrijas–eksoma sekvencēšanas procesu imūngēno audzēju mutāciju prognozēšanai. No vairāk nekā 1300 identificētajām aminoskābju izmaiņām aptuveni 13 % tika prognozētas kā saistītas ar MHC I klasi, no kurām neliela daļa tika apstiprināta ar masu spektrometriju; strukturālā modelēšana liecināja, ka imūngeniskas bija tās mutācijas, kas bija pakļautas šķīdinātāja iedarbībai, un peļu vakcinēšana apstiprināja, ka katrs prognozētais peptīds izraisīja terapeitiski aktīvas T šūnu reakcijas [5]. Šis nozīmīgais pētījums nostiprināja MC38 kā etalonu neoantigēnu atklāšanai un palīdzēja definēt principus, kurus tagad piemēro personalizētu vēža vakcīnu izstrādē.

Arī pētījumi par glikānu mediētu imūnregulāciju ir balstījušies uz MC38. Cornelissen un kolēģi izmantoja CRISPR/Cas9, lai izslēgtu CMAS gēnu, kas kodē galveno sialilācijas ceļa enzīmu, un pilnībā atcēla sialskābes ekspresiju uz šūnu virsmas [8]. Pretēji gaidītajam šīs pilnībā desializētās MC38 šūnas in vivo auga ievērojami ātrāk nekā kontroles grupa, parādīja samazinātu CD8-pozitīvo T šūnu biežumu audzējā un izraisīja CD8-pozitīvo T šūnu apoptozi neatkarīgi no antigēna. Zema CMAS ekspresija korelēja arī ar īsāku recidīvu brīvo izdzīvošanu cilvēku kolorektālā vēža kohortā. Tādējādi šis darbs kalpo kā brīdinājums attiecībā uz terapeitiskajām stratēģijām, kuru mērķis ir atbrīvoties no audzēja sialilācijas, un pozicionē MC38 kā vērtīgu sistēmu glikānu un imūnsistēmas mijiedarbības izpētei.

PD-L1 attēlveidošana ar jauniem PET marķieriem ir vēl viens aktīvs pielietojums. Divu lineāro peptīdu bāzes radioaktīvo marķieru, [^64Cu]/[^68Ga]HKP2201 un tā dimērs HKP2202, tika validēti peles modeļos ar MC38 resnās zarnas vēža un B16F10 melanomas alotransplantātiem, kur PD-L1 ekspresija tika apstiprināta ar imunofluorescenci un imūnhistoķīmiju gan šajās šūnu līnijās, gan to audzējos [9]. Konkurējošās saistīšanās un bloķēšanas pētījumi apstiprināja mērķa specifiskumu, savukārt PET attēlveidošana kopā ar ex vivo biodistribūcijas analīzi parādīja ievērojamu uzsūkšanos audzējā ar ātru klīrensu no asinīm un galvenajiem orgāniem. Tādējādi MC38 alotransplantāts nodrošināja vienu no atsauces platformām marķieru specifiskuma novērtēšanai neinvazīvās imūnkontrolpunktu attēlveidošanas translacionālajā izstrādē.

Citokīnu gēnu terapija un inženierijas ceļā radītas ekstracelulārās vezikulas

MC38 šūnas ir plaši izmantotas kā vāji imunogēns modelis, lai pārbaudītu uz citokīniem balstītas gēnu terapijas stratēģijas. Hiroishi un kolēģi parādīja, ka MC38 šūnu transdukcija ar interferona-alfa (IFN-α) gēnu izraisīja modificēto šūnu noraidīšanu 13 no 15 imūnokompetentām pelēm, un ka IFN-α un CD80 transducēto šūnu sajaukšana radīja sinerģisku pretvēža iedarbību, izraisot noraidīšanu 14 no 15 dzīvniekiem [10]. Eguchi un kolēģi paplašināja šo pētījumu, tieši salīdzinot IFN-α un interleikīna-12 (IL-12) gēnu terapiju MC38 šūnās, konstatējot, ka IFN-α izraisīja audzēja specifiskas citotoksisko T limfocītu reakcijas un ilgstošu imunitāti, savukārt IL-12 galvenokārt stimulēja nespecifisku šūnu iznīcināšanu, iesaistot gan CD8-pozitīvās T šūnas, gan dabiskās slepkavnieces šūnas [11].

Rossowska un kolēģi sniedza izšķirošu ieguldījumu šajā jomā, ģenētiski modificējot MC38 šūnas tā, lai tās izdalītu ekstracelulāras vezikulas (EV), kas piepildītas ar imūnstimulējošu saturu [12]. Izmantojot lentivīrusu vektorus, autori izveidoja MC38 apakšlīnijas, kas pārmērīgi ekspresēja peles IL-12, ekspresēja pret TGF-β1 vērstu shRNA vai abus, un parādīja, ka vecāku šūnu ģenētiskā modifikācija ir efektīvs veids, kā ievietot vajadzīgās molekulas gan no audzēja atvasinātajās eksosomās, gan mikrovezikulās. Modificētās eksosomas kavēja audzēja augšanu pelēm ar zemādas MC38 audzējiem, turpretim eksosomas no nemodificētām šūnām to nedarīja. Ilgstošākais efekts tika panākts, kombinējot tās ar dendrīto šūnu vakcīnām, kas atjaunoja pretvēža imunitāti un izraisīja sistēmisku Th1 reakciju [12]. Pētījumā tika noskaidrots, ka modificētie no MC38 iegūtie eksosomi darbojas kā adjuvants, kas var veicināt specifisku pretvēža reakciju, nevis kā patstāvīga vakcīna.

MC38 kontekstā ir pētītas arī no mezenhīmālajām stromas šūnām iegūtas eksosomas. Xing un kolēģi nomāca GARP ekspresiju mezenhīmālajās stromas šūnās un parādīja, ka eksosomas no šīm šūnām (siGARP-MSC) in vitro inhibēja MC38 proliferāciju, migrāciju un invāziju, samazināja IL-6 sekrēciju un daļēji inaktivēja JAK1/STAT3 signālceļu [13]. Tas norāda uz parakrīno asi starp stromas un audzēja šūnām, kuru varētu izmantot kā terapeitisko mērķi, lai gan šie atklājumi pagaidām attiecas tikai uz šūnu kultūrām. Kopumā šie pētījumi parāda MC38 modeļa daudzpusīgumu bezšūnu un uz vezikulām balstītu imūnterapijas stratēģiju novērtēšanā.

Audzēja imunoloģija, adhezija un imūnsistēmas apiešana

T limfocītu un MC38 audzēja šūnu mijiedarbība ir bijusi detalizētu mehānisko pētījumu objekts. Makenzijs, Hoskins un Blejs pirmie ziņoja, ka anti-CD3 aktivētu T šūnu adhezija pie MCA-38 šūnām galvenokārt notiek ar integrīna VLA-4 (α4β1) starpniecību, un to veicināja proteīna tirozīna kināzes un proteīna kināzes C signālceļi, savukārt to nomāca cAMP atkarīgie signālceļi, regulējošajam mehānismam galvenokārt atrodoties efektoru šūnās [14]. Vēlākā šīs pašas grupas pētījumā tika precizēts šis priekšstats: antivielas pret α4 vai β7, vai pret VCAM-1 uz audzēja šūnām nomāca adheziju, savukārt anti-β1 antivielas to nedarīja, tādējādi identificējot α4β7–VCAM-1 kā dominējošo asi. Šis darbs arī parādīja, ka adenozīns — nukleozīds, kura koncentrācija ir paaugstināta hipoksiskā audzēja mikrovidē — nomāc T šūnu adheziju, konkrēti bloķējot α4β7 funkciju [15]. Lasītājiem jāņem vērā, ka abos rakstos vienai un tai pašai mijiedarbībai tiek piešķirtas atšķirīgas β apakšvienības.

Dabisko slepkavju šūnu loma MC38 aknu metastāžu kontrolēšanā ir pētīta gan imūnkompetentos, gan imūndeficītos saimniekos. Koens un kolēģi ievadīja no aknām iegūtas MCA-38 (LD-MCA-38) šūnas ileokoliskajā vēnā un konstatēja, ka parastajām C57BL/6 pelēm audzēja šūnas saglabājās aknās un veidojās aknu perēkļi, turpretim atimiskajām kailajām pelēm apmēram 60 % no marķētajām šūnām tika izvadītas 24 stundu laikā un aknu bojājumi neveidojās [16]. Nude vai ar poli(I:C) apstrādātu pelēku pelīšu neparenhīmālās aknu šūnas — bet ne no neapstrādātām parastajām pelēm — izrādījās citotoksiskas pret LD-MCA-38, un atbildīgā populācija bija neadherenta un asialo-GM1 (AsGM1) pozitīva; ārstēšana ar anti-AsGM1 atcēla šo aizsardzību. Volpe un kolēģi paplašināja šos atklājumus, parādot, ka izsīkšana ar anti-AsGM1 vai anti-NK1.1 ievērojami palielināja aknu perēkļu skaitu un saīsināja izdzīvošanas laiku, savukārt T šūnu iznīcināšana ar anti-Thy1.2 ievērojami samazināja perēkļu skaitu, liecinot, ka galvenie efektori, kas novērš LD-MCA-38 metastāzes aknās, ir NK šūnas, nevis T šūnas [17]. Johnkoski un kolēģi turklāt pierādīja, ka viens LD-MCA-38 aknu perēklis, kas izveidots ar injekciju zem aknu kapsulas, pastiprināja aknu neparenhīmisko šūnu citotoksisko un proliferatīvo funkciju, palielināja CD8-pozitīvo un γδ T šūnu īpatsvaru, kā arī paaugstināja interleikīna-6 un audzēja nekrozes faktora līmeni [18].

Vēža vakcīnas un antigēnu identifikācija

MC38 šūnas ir kalpojušas kā uzticama platforma, lai izstrādātu un salīdzinātu veselu audzēja šūnu vakcīnu stratēģijas. Hodge un Schlom salīdzināja retrovirālos un poksvīrusu (vakcīnijas) vektorus, lai nogādātu kostimulējošo molekulu B7-1 uz MC38 šūnām [19]. Abi vektori izraisīja līdzvērtīgu B7-1 ekspresiju uz virsmas un nodrošināja vienādu aizsardzību pret inficēšanu ar dabiskām MC38 šūnām 14 dienas vēlāk. Tomēr, veicot atkārtotu inficēšanu pēc 40 dienām, retrovirālā vakcīna izrādījās mazāk efektīva, un pret izveidojušāmies plaušu metastāzēm vakcīnijas vektora vakcīna bija ievērojami pārāka (P = 0,0351; P = 0,024 vakcīnijas imūnajām pelēm; P = 0,0014 kombinētajā analīzē). Pētījumā tika secināts, ka uz poxvīrusa vektoru balstīta veselu audzēja šūnu vakcīna ir vismaz tikpat efektīva kā, un dažreiz efektīvāka nekā tās retrovirālā analogā — šis atklājums bija par pamatu turpmākajai poxvīrusa vektoru vēža vakcīnu klīniskajai ieviešanai. Lorenz un kolēģi izmantoja MC38 šūnas, kas bija inficētas ar rekombinantu vakcīnvīrusu, kurš kodē peles LFA-3 (CD48), lai parādītu, ka LFA-3 ekspresijas pastiprināšana in vitro veicināja T šūnu proliferāciju, adheziju un citotoksicitāti un pilnībā novērsa audzēja augšanu singēniskām C57BL/6 pelēm, nodrošinot daļēju aizsardzību pret vēlāku inficēšanu ar neinficētām vecāku šūnām [20].

Hampton un kolēģi piemēroja audzēja antigēnu identifikāciju, izmantojot SEREX metodi, attiecībā uz MC38 šūnām, imunizējot C57BL/6 peles ar MC38 šūnām un skrīningojot no MC38 atvasinātu ekspresijas bibliotēku ar imūnsērām [21]. Šī pieeja ļāva identificēt endogēno ekotropā leikēmijas vīrusa apvalka (env) proteīnu un peles ATRX proteīnu kā potenciālos audzēja antigēnus, paplašinot zināmo ar peles audzējiem saistīto antigēnu klāstu un nodrošinot instrumentus vakcīnu darbības mehānisma pētījumiem. Takeda un kolēģi radīja fūzijas šūnas no MC38 audzēja šūnām un dendrītiskajām šūnām, tostarp dendrītiskajām šūnām, kas izdalītas no audzēju nesošiem saimniekiem, un parādīja, ka vakcinācija ar jebkuru no šiem preparātiem izraisīja vienlīdz augstu splenocītu citolītisko aktivitāti pret MC38 un ievērojami nomāca jau izveidojušās MC38 plaušu metastāzes [22].

Atšķirīga gēnu terapijas pieeja izmantoja imunitāti pret α(1,3)galaktozil (αGal) epitopu. Unfer un kolēģi pakļāva α(1,3)galaktoziltransferāzes (αGT) knockout pelēm, kurām tāpat kā cilvēkiem trūkst šī epitopa un kuras spēj radīt anti-Gal antivielas, αGal ekspresējošām MC38 resnās zarnas vēža šūnām [23]. Peles, kas tika imunizētas ar trušu eritrocītiem, attīstīja anti-αGal titrus, kas tuvinājās tiem, kas novēroti cilvēka serumā, galvenokārt IgG1 un IgG3, un salīdzinājumā ar neimunizētajām knockout un savvaļas tipa kontroles grupām tām tika novērota uzlabota izdzīvošana un lēnāka audzēja attīstība. Pētījums sniedz in vivo koncepcijas pierādījumu par αGT kā pašnāvības gēnu kolorektālā vēža gēnu terapijā; αGal-transducēto šūnu komplementa mediēta līze jau iepriekš bija pierādīta in vitro, izmantojot cilvēka serumu.

Jaunas terapeitiskās stratēģijas un zāļu testēšana

MC38 šūnas ir izmantotas, lai novērtētu virkni farmakoloģisko un fizikālo ārstēšanas metožu pret kolorektālo vēzi. Kuriyama un kolēģi parādīja, ka elektropermeabilizācija in vitro ievērojami palielināja peles kolorektālā vēža šūnu, tostarp MC38, jutību pret bleomicīnu, lai gan ne pret 5-fluoruracilu vai cisplatīnu [24]. Papildu in vivo eksperimentos elektroķīmijterapija ar bleomicīnu vai cisplatīnu izraisīja pilnīgu subkutāno kolorektālo audzēju regresiju attiecīgi piecos un četros no astoņiem dzīvniekiem, un šo efektu varēja attiecināt uz palielinātu zāļu uzkrāšanos audzējā; publicētajā ziņojumā nav norādīts, kura no abām šūnu līnijām tika izmantota šiem transplantātiem. Manome un kolēģi izmantoja MC38 šūnas, lai parādītu, ka ultraskaņas mediēta gēnu piegāde var transfektēt „kailu” plazmīdas DNS gan in vitro, gan MC38 audzējos, kas aug singēnās pelēs, tādējādi pierādot mehāniskās ultraskaņas izmantošanas iespējamību kā nevīrusu gēnu pārneses metodi [25].

Ar karborānu aizvietotie diklofenaka prozāles tika atkārtoti novērtētas, izmantojot MC38 modeli. No pārstrādātās sērijas zwitterjoniskais amidīns ar nido-klasteri iznīcināja MC38 dzīvotspēju zemā mikromolārā diapazonā, darbojoties galvenokārt caur spēcīgu šūnu dalīšanās inhibīciju un mērenu apoptozi, kam sekoja reaktīvo skābekļa un slāpekļa savienojumu izsīkums, savukārt pats diklofenaks un ar karborānu aizvietotie oksindoli nebija citotoksiski [26]. MC38 šūnas ir izmantotas arī optogēnētiskajos pētījumos: MC38 un B16F10 šūnas, kas ekspresē gaismas vadīto ārējās protonu sūkni archaerhodopsīnu-3 (AR3), zaļās gaismas apstarošanas rezultātā piedzīvoja apoptozes šūnu nāvi, un AR3 ekspresējoši audzēji, kas tika transplantēti C57BL/6 pelēm, pēc apstarošanas parādīja ievērojamu sarukumu vai nomāktu augšanu [27]. Parks un kolēģi izmantoja MC38 šūnas kā resnās zarnas karcinomas kontroles grupu pētījumā par gēnu terapiju, kas vērsta pret melanomu, izmantojot melanocītiem specifiskus promotoru/pastiprinātāju konstruktus, kas saistīti ar Escherichia coli purīna nukleozīda fosforilāzes gēnu; 96 % no MC38 šūnām saglabāja dzīvotspēju pēc prozāles apstrādes, apstiprinot audos ierobežotu ekspresiju [28].

Secinājums

MC38 šūnas ieņem centrālo vietu kolorektālā vēža un imūnonkoloģijas pētījumos. To singēnā saderība ar C57BL/6 pelēm, augstā mutāciju slodze, bagātīgais neoantigēnu klāsts un jutība pret imūnkontrolpunktu inhibitoriem kopumā padara tās par vienu no visinformatīvākajiem pirmsklīniskajiem modeļiem resnās zarnas neoplazmu pētīšanai, CD8-pozitīvo T-limfocītu reakcijām, ar audzēju saistītajiem makrofāgiem, vēža vakcīnām un programmētās šūnu nāves 1 receptora ceļa bioloģijai. Desmitiem gadu publicētie pētījumi ir apstiprinājuši šī modeļa lietderību gēnu terapijā, adhezijas bioloģijā, aknu metastāžu izpētē un jaunu zāļu novērtēšanā, savukārt nesenākie pētījumi, kuros izmantotas ekstracelulārās vezikulas, PET attēlveidošana un optogēnetika, turpina paplašināt tā translacionālo nozīmi. Ņemot vērā dokumentētās atšķirības starp apakšlīnijām, katrā pētījumā ir jāreģistrē izcelsme un jāpārbauda genotips. Pētnieki, kuriem nepieciešams uzticams, labi raksturots peles kolorektālās karcinomas modelis, var pasūtīt vai pieprasīt informāciju par MC38 šūnām tieši vietnē cytion.com.

Galvenās publikācijas

1. Corbett TH, Griswold DP Jr, Roberts BJ, et al. (1975) Audzēju indukcijas sakarības transplantējamo resnās zarnas vēža attīstībā pelēm ķīmijterapijas testiem, ar piezīmi par kancerogēnu struktūru. Cancer Research 35:2434–2439. PMID: 1149045
2. Tan MH, Holyoke ED, Goldrosen MH (1976) Peļu resnās zarnas adenokarcinomas: selektīvās in vitro kultivēšanas metodes. 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 u.c. (2023) MC38 kolorektālo audzēju šūnu līnijas no diviem dažādiem avotiem uzrāda būtiskas atšķirības transkriptomā, mutanomā un neoantigēnu ekspresijā. „Frontiers in Immunology“ 14:1102282. PMID: 36969213 · DOI: 10.3389/fimmu.2023.1102282
4. Morimoto-Tomita M, Ohashi Y, Matsubara A, et al. (2005) Peles resnās zarnas karcinomas šūnas, kas izveidotas, lai nodrošinātu augstu eksperimentālo aknu metastāžu sastopamību, parāda paātrinātu un no fiksācijas neatkarīgu augšanu. „Clinical & Experimental Metastasis” 22:513–521. PMID: 16320114 · DOI: 10.1007/s10585-005-3585-0
5. Yadav M, Jhunjhunwala S, Phung QT u.c. (2014) Imunogēno audzēju mutāciju prognozēšana, apvienojot masu spektrometriju un eksoma sekvencēšanu. „Nature“ 515:572–576. PMID: 25428506 · DOI: 10.1038/nature14001
6. Didion JP, Buus RJ, Naghashfar Z u.c. (2014) Peļu šūnu līniju SNP masīva profilēšana identificē to izcelsmes celmus un atklāj savstarpēju kontamināciju un plaši izplatītu aneuploīdiju. BMC Genomics 15:847. PMID: 25277546 · DOI: 10.1186/1471-2164-15-847
7. Zhang CF, Yu XJ, Wang BY u.c. (2016) Žurku kolorektālā vēža MCA38 šūnu līnijas pilnā mitohondriālā genoma sekvence. Mitochondrial DNA Part A 27:2034–2035. PMID: 25434994 · DOI: 10.3109/19401736.2014.974176 — skatīt brīdinājumu ierakstā CVCL_B288 vietnē Cellosaurus.
8. Cornelissen LAM, Blanas A, van der Horst JC u.c. (2019) Sialskābes metabolisma traucējumi veicina audzēja augšanu, pastiprinot CD8+ T šūnu apoptozi. International Journal of Cancer 144:2290–2302. PMID: 30578646 · DOI: 10.1002/ijc.32084
9. Zhang L, Zhang S, Wu J, et al. (2023) Lineāru peptīdu bāzes PET marķieri PD-L1 attēlošanai audzējos. „Molecular Pharmaceutics“ 20:4256–4267. PMID: 37368947 · DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.3c00382
10. Hiroishi K, Tüting T, Tahara H, Lotze MT (1999) Interferona-alfa gēnu terapija kombinācijā ar CD80 transdukciju samazina audzēju veidošanās spēju un jau izveidojušos audzēju augšanu vāji imunogēnos audzēju modeļos. Gene Therapy 6:1988–1994. PMID: 10637450 · DOI: 10.1038/sj.gt.3301034
11. Eguchi J, Hiroishi K, Ishii S, Mitamura K (2003) Vēža ārstēšana ar alfa interferona un interleikīna-12 gēnu terapiju: alfa interferons izraisa audzējam specifiskas imūnreakcijas, savukārt interleikīns-12 stimulē nespecifisku audzēja šūnu iznīcināšanu. Cancer Immunology, Immunotherapy 52:378–386. PMID: 12739068 · DOI: 10.1007/s00262-002-0367-2
12. Rossowska J, Anger N, Wegierek K u.c. (2019) Pretvēža potenciāls ekstracelulārajām vezikulām, ko atbrīvo ģenētiski modificētas peles resnās zarnas karcinomas šūnas ar interleikīna-12 pārekspresiju un TGF-β1 shRNA. Frontiers in Immunology 10:211. PMID: 30814999 · DOI: 10.3389/fimmu.2019.00211
13. Xing H, Liang C, Xu X, et al. (2020) GARP ekspresijas nomākšanas rezultātā iegūtās mezenhīmālās stromas/cilmes šūnu līdzīgās šūnas inhibē peles resnās zarnas vēža šūnu (MC38) proliferāciju un invāziju ar eksosomu starpniecību. 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 aktivētu peles T šūnu adhezija pie singēniskām resnās zarnas adenokarcinomas šūnām tiek diferencēti regulēta ar proteīna tirozīna kināzes, proteīna kināzes C un cAMP atkarīgajiem signālceļiem efektoru šūnā. „Biochemical and Biophysical Research Communications” 255:460–465. PMID: 10049731 · DOI: 10.1006/bbrc.1999.0232
15. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (2002) Adenozīns nomāc alfa(4)beta(7) integrīna mediēto T limfocītu adheziju pie resnās zarnas adenokarcinomas šūnām. 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 pozitīvo aknu šūnu no atimiskām kailām pelēm vai ar poliinozīnskābes un policitidilskābes apstrādātām pelēm loma resnās zarnas izcelsmes eksperimentālo aknu metastāžu nomākšanā. Cancer Research 50:1834–1840. PMID: 2306736
17. Volpe CM, Mehta N, Kim U, et al. (1999) AsGM1+ NK šūnas novērš invazīvo LD-MCA-38 audzēja šūnu metastāzes kailajās pelēs. 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) Aknu metastāzes maina peles aknu neparenhīmisko šūnu imūno funkciju. „Archives of Surgery“ 127:1325–1329. PMID: 1444795 · DOI: 10.1001/archsurg.1992.01420110073015
19. Hodge JW, Schlom J (1999) Retrovīrusa un poxvīrusa vektora salīdzinošie pētījumi veselu audzēja šūnu vakcīnās. Cancer Research 59:5106–5111. PMID: 10537283
20. Lorenz MG, Kantor JA, Schlom J, Hodge JW (1999) Pretvēža imunitātes indukcija, ko izraisa audzēja šūnas, kas ekspresē peles LFA-3 analogu, izmantojot rekombinantā vakcīnvīrusa starpniecību. Human Gene Therapy 10:623–631. PMID: 10094205 · DOI: 10.1089/10430349950018698
21. Hampton TA, Conry RM, Khazaeli MB u.c. (2000) SEREX analīze audzēja antigēna identifikācijai adenokarcinomas peles modelī. Cancer Gene Therapy 7:446–455. PMID: 10766351 · DOI: 10.1038/sj.cgt.7700124
22. Takeda A, Homma S, Okamoto T u. c. (2003) Nenobriedušu dendrītisko šūnu un audzēja šūnu saplūšana izraisa spēcīgu pretvēža imunitāti. 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) Imunitāte pret alfa(1,3)galaktozilepitopu nodrošina aizsardzību pelēm, kurām ievadītas resnās zarnas vēža šūnas, kas ekspresē alfa(1,3)galaktoziltransferāzi: jauns pašnāvības gēns vēža gēnu terapijai. Cancer Research 63:987–993. PMID: 12615713
24. Kuriyama S, Matsumoto M, Mitoro A u.c. (2000) Elektroķīmijterapija kolorektālajam vēzim ar plaši lietotām ķīmijterapijas zālēm peles modelī. Digestive Diseases and Sciences 45:1568–1577. PMID: 11007108 · DOI: 10.1023/a:1005565027969
25. Manome Y, Nakamura M, Ohno T, Furuhata H (2000) Ultraskaņa veicina neapvalkotas plazmīdas DNS transdukciju resnās zarnas karcinomas šūnās in vitro un in vivo. Human Gene Therapy 11:1521–1528. PMID: 10945766 · DOI: 10.1089/10430340050083252
26. Selg C, Gordić V, Krajnović T u. c. (2024) Diklofenaka bāzes karborāna aizvietoto prozāļu pārprojektēšana un novērtēšana, kā arī to pretvēža potenciāls. „Scientific Reports“ 14:30488. PMID: 39681576 · DOI: 10.1038/s41598-024-81414-x
27. Nakao S, Kojima K, Sato K u.c. (2025) Optogēnētiskā vēža terapija, izmantojot gaismas vadīto ārējās protonu sūkņa rodopsīnu 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, et al. (1999) Melanomas specifiskās gēnu ekspresijas pastiprināšana, izmantojot tandēma melanocītu specifisko pastiprinātāju, izraisa purīna nukleozīda fosforilāzes gēna paaugstinātu citotoksicitāti melanomā. „Human Gene Therapy“ 10:889–898. PMID: 10223723 · DOI: 10.1089/10430349950018292

Bibliogrāfiskie dati un kopsavilkumi iegūti no PubMed. Šūnu līnijas metadati no Cellosaurus ieraksta par MC-38 (RRID:CVCL_B288).