Inleiding

De MC38-cellijn — ook bekend als MCA-38, MCA 38, MCA38, MC-38, MC-38 B/6, Mouse Colon 38, Colon 38, Colon-38, Colon38, Murine Carcinoma-38 en C38 (Cellosaurus-toegangsnummer CVCL_B288) — is een van de meest gebruikte muizenmodellen in onderzoek naar colorectale kanker en immuno-oncologie. De oorspronkelijke tumor werd geïnduceerd met het carcinogeen 1,2-dimethylhydrazine (DMH) bij C57BL/6-muizen en beschreven door Corbett en collega’s in 1975 [1]; de cellijn werd vervolgens in 1976 door Tan, Holyoke en Goldrosen in kweek vastgesteld [2]. Dankzij hun syngene compatibiliteit met C57BL/6-muizen, hun hoge mutatiebelasting en hun respons op immuuncheckpointremmers zijn MC38-cellen een onmisbaar hulpmiddel geworden voor onderzoek naar neoplasmata in de dikke darm, kankervaccins, CD8-positieve T-lymfocytenreacties, tumor-geassocieerde macrofagen en de biologie van de PD-1-route (programmed cell death 1-receptor) te bestuderen. Het model blijft de basis vormen voor vooruitgang op het gebied van immuuntherapie tegen kanker, gentherapie en de ontdekking van neo-antigenen.

Belangrijkste punten

• MC38 is een celijn van adenocarcinoom uit de dikke darm van de muis, die syngeen is met de muizenstam C57BL/6 en afkomstig is van een door DMH geïnduceerde tumor.
• De cellijn vertoont een hoge mutatiebelasting en brengt neo-antigenen tot expressie die worden herkend door CD8-positieve T-lymfocyten — welke neo-antigenen precies aanwezig zijn, hangt echter af van de sublijn (zie hieronder).
• MC38 reageert gevoelig op immuuncheckpointremmers, waardoor het een veelgebruikt model is voor onderzoek naar de PD-1/PD-L1-route.
• Het model is op grote schaal toegepast bij de ontwikkeling van kankervaccins, bij cytokine-gentherapie en in onderzoek naar tumorimmunologie.
• Er bestaan aanzienlijke verschillen op genoom- en transcriptomniveau tussen MC38-sublijnen uit verschillende collecties. De bekende neo-epitopen Rpl18 en Adpgk zijn aanwezig in de Leidse sublijn (MC38-L), maar ontbreken in de Kerafast/NCI-sublijn (MC38-K), die daarom niet wordt herkend door de bijbehorende T-cellen. Zorgvuldige selectie van de bron en documentatie van de herkomst zijn essentieel. [3]
• Er zijn talrijke genetisch gemodificeerde afgeleide lijnen (knock-out, reporter, overexpressie) beschikbaar, waardoor de experimentele veelzijdigheid van het model wordt vergroot.

Wat is MC38?

MC38 is een transplanteerbare celijn van een adenocarcinoom van de dikke darm afkomstig van een muis, die in de Cellosaurus-database is geclassificeerd als een kankercelijn (CVCL_B288). De lijn is afgeleid van een vrouwelijke C57BL/6-muis van onbekende leeftijd met een colonadenocarcinoom (muis-colonadenocarcinoom, NCIt C120044). Corbett en collega’s induceerden 82 colon tumoren bij vier ingeteelde muizenstammen als onderdeel van een systematische poging om transplanteerbare colon tumormodellen voor chemotherapie-assays te ontwikkelen; vier tumoren overleefden de eerste transplantatie en werden vervolgens herhaaldelijk gepasseerd [1]. Tan, Holyoke en Goldrosen beschreven vervolgens methoden voor de selectieve kweek van de MCA-38-lijn in vitro, waarbij zij opmerkten dat fibroblastachtige cellen door behandeling met trypsine konden worden verwijderd, waardoor een stabiele epitheliale populatie ontstond [2]. Cellosaurus vermeldt een verdubbelingstijd van 24,3 uur voor MC38 [4], en de celijn wordt gekweekt als een hechtende kweek. De omics-karakterisering omvatte volledige exoomsequencing, transcriptomica via microarray en RNA-seq, proteomica van het MHC-klasse-I-peptidoom, SNP-array-analyse en sequentiebepaling van het mitochondriaal genoom. (Cellosaurus registreert de peptidoomvermelding onder de algemene noemer „HLA klasse I-peptidoom”; muizencellen presenteren peptiden op H-2-moleculen, niet op HLA-moleculen.)

Informatie over MC38-celculturen

Opmerking over sublijnspecifieke omstandigheden: het hierboven beschreven medium komt overeen met de kweekomstandigheden die zijn gerapporteerd voor de van Kerafast/NCI afgeleide sublijn (MC38-K). De Leiden-sublijn (MC38-L) wordt gekweekt in IMDM met 8% FBS, 2 mM L-glutamine en 50 µM 2-mercaptoethanol [3]. Gebruikers dienen zich te houden aan de voorwaarden die door hun leverancier zijn vastgesteld.

Voordelen van MC38-cellen

Een van de belangrijkste sterke punten van MC38-cellen is hun syngene compatibiliteit met de algemeen beschikbare C57BL/6-muizenstam. Dankzij deze compatibiliteit kunnen onderzoekers de interacties tussen tumor en immuunsysteem bestuderen in een volledig immuuncompetente gastheer, waardoor de verstorende factoren van immuundeficiëntie worden vermeden die de translationele waarde van xenotransplantaatmodellen beperken. Het intacte immuunsysteem maakt een grondige evaluatie mogelijk van CD8-positieve T-lymfocytenreacties, de biologie van tumor-geassocieerde macrofagen, de activiteit van natuurlijke killercellen en het volledige spectrum van adaptieve en aangeboren antitumorimmuniteit.

Omdat de oorspronkelijke tumor chemisch werd geïnduceerd met DMH, vertoont MC38 een hoge mutatiebelasting en brengt het immunogene neo-antigenen tot expressie, zoals vastgesteld door middel van whole-exome-sequencing en analyse van het MHC-klasse-I-peptidome. [5]. Door deze achtergrond die rijk is aan neo-antigenen reageert het model op immuuncheckpointremmers die gericht zijn op de programmatische celdood-1-receptorroute [3], wat een van de redenen is waarom deze celijn vaak wordt gebruikt als analogon voor de hypergemuteerde subgroep van colorectale kankers bij mensen die op dergelijke therapieën reageren. Dankzij de responsiviteit van deze celijn op immuuntherapie is deze uitgegroeid tot een van de standaard preklinische hulpmiddelen voor het evalueren van nieuwe combinaties van immuuncheckpointremmers en kankervaccins. Let wel: welke specifieke neo-antigenen aanwezig zijn, hangt af van de gebruikte sublijn [3].

Een uitgebreid ecosysteem van gemanipuleerde MC38-afgeleide lijnen vergroot de bruikbaarheid van het model nog verder. Knock-outlijnen gericht op immuunregulatoren zoals PD-L1 (Cd274), B2m en CD47, evenals reporterlijnen die luciferase of fluorescerende eiwitten tot expressie brengen, zijn in Cellosaurus gecatalogiseerd als afgeleiden van CVCL_B288 en bieden kant-en-klare hulpmiddelen voor mechanistische en in vivo beeldvormingsstudies. Een verdubbelingstijd van ongeveer 24 uur [4] draagt bij aan een efficiënte experimentele doorvoer en de geschiktheid van de cellijn voor genetische manipulatie — met behulp van lentivirussen [12], retrovirus [10], en elektroporatie [3] — is in talrijke gepubliceerde onderzoeken aangetoond.

Beperkingen van MC38-cellen

Een belangrijke beperking van het MC38-model is de gedocumenteerde heterogeniteit tussen sublijnen van verschillende oorsprong. In een studie uit 2023 voerden Schrörs en collega’s vergelijkende exoom- en transcriptoomsequencing uit op MC38-cellen afkomstig van Kerafast (van het NCI/NIH, MC38-K) en uit de collectie van het Leids Universitair Medisch Centrum (MC38-L), en constateerde aanzienlijke verschillen in mutatieprofielen, ploïdie en de expressie van neo-antigenen [3]. MC38-L vertoonde ongeveer 1,3 keer zoveel enkelvoudige nucleotidevarianten en kleine inserties en deleties als MC38-K, slechts 35,3% van de niet-synonieme varianten en 5,4% van de fusiegengebeurtenissen kwamen in beide voor, en de afgeleide ploïdie was twee voor MC38-K tegenover vijf voor MC38-L. Cruciaal was dat de goed gekarakteriseerde neo-epitopen Rpl18 en Adpgk afwezig waren in MC38-K, waardoor T-cellen die tegen deze epitopen waren aangemaakt, MC38-L herkenden en vernietigden, maar MC38-K niet. Resultaten verkregen met één MC38-sublijn zijn daarom mogelijk niet reproduceerbaar met cellen uit een andere bron.

Meer in het algemeen heeft SNP-array-profilering het probleem van aneuploïdie en kruisbesmetting bij veelgebruikte muizencellijnen aan het licht gebracht; MC38 was een van de 99 lijnen die in dat panel waren opgenomen, waarvan er 15 aanzienlijk afweken van hun gerapporteerde genetische achtergrond [6]. Uit het onderzoek blijkt dat er bij MC38 geen specifieke authenticatiefouten zijn geconstateerd, maar het toont wel aan dat STR-profilering alleen mogelijk onvoldoende is om sublijnen te onderscheiden die afstammen van dezelfde ingeteelde stam, en dat deze methode geen karyotypische veranderingen aan het licht brengt. Onderzoekers die met MC38 werken, dienen strenge authenticatiemethoden toe te passen en de precieze herkomst van de in elk onderzoek gebruikte cellen vast te leggen.

Bij de terminologie rond de immunogeniciteit van MC38 is voorzichtigheid geboden. In artikelen uit de jaren negentig en het begin van de jaren 2000 wordt MC38 steevast omschreven als een „slecht“ of „zwak“ immunogene tumor, omdat ongemodificeerde cellen progressief groeien in immuuncompetente C57BL/6-muizen [10] [11] [19]. In de hedendaagse literatuur over immuno-oncologie wordt daarentegen de nadruk gelegd op de hoge mutatiebelasting en de gevoeligheid voor checkpointremmers [3]. Beide beschrijvingen kloppen binnen hun eigen context, en lezers moeten ze niet als tegenstrijdig beschouwen.

Als chemisch geïnduceerde muizentumor vertoont MC38 niet de voor colorectale kanker bij de mens kenmerkende sequentie van drivermutaties. Cellosaurus bevat geen gecureerde vermelding van sequentievariatie voor deze lijn, maar het ontbreken van een annotatie is geen bewijs dat er geen driver-mutaties aanwezig zijn: Schrörs en collega's hebben bijvoorbeeld een Smad4-mutatie in MC38-L gedetecteerd die niet aanwezig was in MC38-K [3]. Aangezien de twee sublijnen zo sterk van elkaar verschillen, moeten algemene uitspraken over „het“ mutatiepatroon van MC38 worden vermeden, en moeten onderzoekers het genotype van hun eigen stam verifiëren. Ten slotte bevat het Cellosaurus-artikel een waarschuwing met betrekking tot een gepubliceerd mitochondriaal genoom van MCA38: de gedeponeerde sequentie (KM820832.1) is een rattensequentie die is aangeduid als afkomstig van „rattenisolaat 406”, ondanks het feit dat MC38 van muizenafkomst is [7], wat aantoont hoe belangrijk het is om de gepubliceerde sequentiegegevens met betrekking tot deze lijn te verifiëren.

Bekijk de volledige specificaties en bestel

Toepassingen van MC38-cellen

Immuuntherapie bij kanker en onderzoek naar immuuncheckpoints

Het MC38-model is een hoeksteen geworden van het onderzoek naar immuuncheckpointremmers vanwege de hoge mutatiebelasting en de gevoeligheid voor PD-1/PD-L1-blokkade. Yadav en collega's gebruikten MC38 samen met een tweede muizenmodel om een pijplijn van massaspectrometrie en exoomsequencing te ontwikkelen en te valideren voor het voorspellen van immunogene tumormutaties. Van de meer dan 1.300 geïdentificeerde aminozuurveranderingen werd voor ongeveer 13% voorspeld dat ze zouden binden aan MHC klasse I; een klein deel daarvan werd bevestigd door massaspectrometrie; structurele modellering wees uit dat mutaties die aan het oplosmiddel waren blootgesteld, de immunogene mutaties waren, en vaccinatie van muizen bevestigde dat elk voorspeld peptide therapeutisch actieve T-celreacties opwekte [5]. Deze baanbrekende studie vestigde MC38 als een referentiesysteem voor de ontdekking van neo-antigenen en hielp bij het definiëren van principes die nu worden toegepast bij de ontwikkeling van gepersonaliseerde kankervaccins.

Ook onderzoek naar door glycanen gemedieerde immuunregulatie heeft zich op MC38 gebaseerd. Cornelissen en collega’s gebruikten CRISPR/Cas9 om CMAS, dat codeert voor een sleutelenzym van de sialylatieroute, uit te schakelen, waardoor de expressie van siaalzuur op het celoppervlak volledig werd opgeheven [8]. In tegenstelling tot de verwachting groeiden deze volledig gedesialyleerde MC38-cellen in vivo aanzienlijk sneller dan de controlegroep, vertoonden ze een verminderde frequentie van CD8-positieve T-cellen in de tumor en induceerden ze op een antigeenonafhankelijke manier apoptose van CD8-positieve T-cellen. Een lage CMAS-expressie correleerde ook met een kortere recidiefvrije overleving in een cohort van patiënten met colorectale kanker. Dit onderzoek dient daarom als waarschuwing voor therapeutische strategieën die gericht zijn op het uitschakelen van tumorsialylatie, en positioneert MC38 als een waardevol systeem voor het ontrafelen van interacties tussen glycanen en het immuunsysteem.

PD-L1-beeldvorming met nieuwe PET-tracers vormt een andere actieve toepassing. Twee op lineaire peptiden gebaseerde radiotracers, [^64Cu]/[^68Ga]HKP2201 en het dimer daarvan, HKP2202, werden gevalideerd in muismodellen met MC38-darmkanker- en B16F10-melanoom-allotransplantaten, waarbij de PD-L1-expressie werd bevestigd door immunofluorescentie en immunohistochemie in zowel de cellijnen als hun tumoren [9]. Onderzoeken naar competitieve binding en blokkering bevestigden de doelwit-specificiteit, en PET-beeldvorming in combinatie met ex vivo biodistributie toonde een opmerkelijke opname in de tumor aan, met een snelle klaring uit het bloed en de belangrijkste organen. Het MC38-allotransplantaat vormde daarmee een van de referentieplatforms voor het beoordelen van de specificiteit van de tracer bij de translationele ontwikkeling van niet-invasieve beeldvorming van immuuncheckpoints.

Cytokine-gentherapie en gemodificeerde extracellulaire vesikels

MC38-cellen worden op grote schaal gebruikt als een weinig immunogeen model om op cytokines gebaseerde gentherapiestrategieën te testen. Hiroishi en collega’s toonden aan dat transductie van MC38-cellen met een interferon-alfa (IFN-α)-gen leidde tot afstoting van de gemodificeerde cellen bij 13 van de 15 immuuncompetente muizen, en dat het samenvoegen van met IFN-α en CD80 getransduceerde cellen synergetische antitumoreffecten opleverde, waarbij bij 14 van de 15 dieren afstoting optrad [10]. Eguchi en collega’s breidden dit onderzoek uit door IFN-α- en interleukine-12 (IL-12) in MC38, waarbij ze vaststelden dat IFN-α tumorspecifieke cytotoxische T-lymfocytenreacties en langdurige immuniteit induceerde, terwijl IL-12 voornamelijk niet-specifieke afdoding stimuleerde waarbij zowel CD8-positieve T-cellen als natuurlijke killercellen betrokken waren [11].

Rossowska en collega’s leverden een cruciale bijdrage aan dit onderzoeksgebied door MC38-cellen zo te manipuleren dat ze extracellulaire vesikels (EV’s) afgeven die geladen zijn met immuunstimulerende inhoud [12]. Met behulp van lentivirale vectoren genereerden de auteurs MC38-sublijnen die muizen-IL-12 tot overexpressie brachten, shRNA tegen TGF-β1 tot expressie brachten, of beide, en toonden aan dat genetische modificatie van de oorspronkelijke cellen een effectieve manier is om de moleculen van belang in zowel van de tumor afkomstige exosomen als microvesikels in te brengen. Gemodificeerde exosomen remden de tumorgroei bij muizen met subcutane MC38-tumoren, terwijl exosomen van ongemodificeerde cellen dat niet deden. Voor het meest duurzame effect was een combinatie met op dendritische cellen gebaseerde vaccins nodig, die de antitumorimmuniteit herstelden en een systemische Th1-respons induceerden [12]. De studie toonde aan dat gemodificeerde, van MC38 afkomstige exosomen fungeren als een adjuvans dat een specifieke antitumorrespons kan ondersteunen, in plaats van als een op zichzelf staand vaccin.

Ook exosomen afkomstig van mesenchymale stromale cellen zijn in de context van MC38 onderzocht. Xing en collega’s onderdrukten GARP in mesenchymale stromale cellen en toonden aan dat exosomen uit deze cellen (siGARP-MSC) de proliferatie, migratie en invasie van MC38 in vitro remden, de afscheiding van IL-6 verminderden en de JAK1/STAT3-route gedeeltelijk inactiverden [13]. Dit wijst op een paracriene as tussen stromale en tumorcellen die therapeutisch kan worden aangepakt, hoewel de bevindingen tot nu toe beperkt blijven tot celculturen. Samen illustreren deze studies de veelzijdigheid van het MC38-model voor het evalueren van celvrije en op vesikels gebaseerde immunotherapeutische strategieën.

Tumorimmunologie, adhesie en immuunontwijking

De interactie tussen T-lymfocyten en MC38-tumorcellen is het onderwerp geweest van gedetailleerd mechanistisch onderzoek. MacKenzie, Hoskin en Blay rapporteerden als eersten dat de adhesie van anti-CD3-geactiveerde T-cellen aan MCA-38-cellen voornamelijk werd gemedieerd door het integrine VLA-4 (α4β1), en dat deze werd bevorderd door proteïne-tyrosinekinase- en proteïnekinase C-signalering, terwijl ze werd onderdrukt door cAMP-afhankelijke routes, waarbij het regulerende mechanisme zich voornamelijk in de effectorcel bevond [14]. Een later onderzoek door dezelfde groep verduidelijkte het beeld: antilichamen tegen α4 of β7, of tegen VCAM-1 op de tumorcellen, onderdrukten de adhesie, terwijl anti-β1-antilichamen dat niet deden, waardoor α4β7–VCAM-1 als de dominante as werd geïdentificeerd. Uit dat onderzoek bleek ook dat adenosine, een nucleoside dat in hypoxische tumor-micro-omgevingen in grote hoeveelheden voorkomt, de T-celadhesie specifiek onderdrukt door de α4β7-functie te blokkeren [15]. Lezers dienen er rekening mee te houden dat de twee artikelen verschillende β-subeenheden aan dezelfde interactie toeschrijven.

De rol van natural killer-cellen bij het beheersen van MC38-levermetastasen is onderzocht bij zowel immuuncompetente als immuundeficiënte gastheerorganismen. Cohen en collega’s injecteerden uit de lever afkomstige MCA-38 (LD-MCA-38) cellen uit de lever in de ileocolische ader en stelden vast dat conventionele C57BL/6-muizen de tumorcellen in de lever vasthielden en leverhaarden ontwikkelden, terwijl athymische naakte muizen ongeveer 60% van de gemerkte cellen binnen 24 uur hadden afgebroken en geen leverlaesies ontwikkelden [16]. Niet-parenchymale levercellen van naakte of met poly(I:C) behandelde muizen — maar niet van onbehandelde conventionele muizen — waren cytotoxisch voor LD-MCA-38, en de verantwoordelijke populatie was niet-hechtend en asialo-GM1 (AsGM1)-positief; behandeling met anti-AsGM1 maakte een einde aan deze bescherming. Volpe en collega’s breidden deze bevindingen uit en toonden aan dat depletie met ofwel anti-AsGM1 ofwel anti-NK1.1 het aantal leverfoci aanzienlijk deed toenemen en de overleving verkortte, terwijl de depletie van T-cellen met anti-Thy1.2 het aantal foci significant verminderde, wat erop wijst dat NK-cellen, en niet T-cellen, de primaire effectorcellen zijn die levermetastasen van LD-MCA-38 voorkomen [17]. Johnkoski en collega’s toonden verder aan dat een enkele leverhaard van LD-MCA-38, gevormd door injectie onder het leverkapsel, de cytotoxische en proliferatieve functie van niet-parenchymale levercellen versterkte, het aandeel CD8-positieve en γδ-T-cellen verhoogde en de interleukine-6- en tumornecrosefactorspiegels verhoogde [18].

Kankervaccins en antigeenidentificatie

MC38-cellen hebben gediend als een betrouwbaar platform voor het ontwikkelen en benchmarken van vaccinatiestrategieën met volledige tumorcellen. Hodge en Schlom vergeleken retrovirale en pokkenvirus (vaccinia)-vectoren voor het afleveren van het co-stimulerende molecuul B7-1 aan MC38-cellen [19]. Beide vectoren induceerden een gelijkwaardige B7-1-oppervlakte-expressie en een gelijke bescherming tegen blootstelling aan natuurlijke MC38-cellen 14 dagen later. Bij heruitdaging na 40 dagen bleek het retrovirale vaccin echter minder effectief, en tegen gevestigde longmetastasen was het vaccin op basis van de vacciniavector significant superieur (P = 0,0351; P = 0,024 bij muizen die immuun waren voor vaccinia; P = 0,0014 bij gecombineerde analyse). De studie concludeerde dat een op een pokkenvirus gebaseerd vaccin met volledige tumorcellen minstens even effectief is als, en soms effectiever dan, zijn retrovirale tegenhanger — een bevinding die de basis vormde voor de daaropvolgende klinische toepassing van op pokkenvirussen gebaseerde kankervaccins. Lorenz en collega’s gebruikten MC38-cellen die waren geïnfecteerd met een recombinant vacciniavirus dat codeert voor muizen-LFA-3 (CD48) om aan te tonen dat de versterkte LFA-3-expressie de proliferatie, adhesie en cytotoxiciteit van T-cellen in vitro bevorderde en de tumorgroei in syngene C57BL/6-muizen volledig voorkwam, met gedeeltelijke bescherming tegen latere blootstelling aan niet-geïnfecteerde ouderlijke cellen [20].

De identificatie van tumorantigenen met behulp van de SEREX-methode werd door Hampton en collega’s toegepast op MC38; zij immuniseerden C57BL/6-muizen met MC38-cellen en screenden een van MC38 afgeleide expressiebibliotheek met immuunsera [21]. Deze aanpak identificeerde het endogene ecotrope leukemievirus-envelop (env)-eiwit en het muriene ATRX-eiwit als kandidaat-tumorantigenen, waardoor het repertoire van bekende muriene tumor-geassocieerde antigenen werd uitgebreid en hulpmiddelen werden verschaft voor mechanistische vaccinonderzoeken. Takeda en collega’s genereerden fusiecellen uit MC38-tumorcellen en dendritische cellen, waaronder dendritische cellen geïsoleerd uit gastheerorganismen met tumoren, en toonden aan dat vaccinatie met beide preparaten een even hoge cytolytische activiteit van miltcellen tegen MC38 induceerde en gevestigde MC38-longmetastasen significant onderdrukte [22].

Een andere benadering van gentherapie maakte gebruik van de immuniteit tegen het α(1,3)-galactosyl (αGal)-epitoop. Unfer en collega’s stelden α(1,3)-galactosyltransferase (αGT)-knock-outmuizen, die net als mensen het epitope missen en anti-Gal-antilichamen kunnen produceren, bloot aan αGal-expresserende MC38-darmkankercellen [23]. Muizen die waren geïmmuniseerd met konijnen-erytrocyten ontwikkelden anti-αGal-titers die in de buurt kwamen van die in menselijk serum, voornamelijk IgG1 en IgG3, en vertoonden een verbeterde overleving en een tragere tumorontwikkeling in vergelijking met niet-geïmmuniseerde knock-out- en wildtype-controles. De studie levert in vivo proof of concept voor αGT als zelfmoordgen bij gentherapie voor colorectale kanker; complement-gemedieerde lysis van met αGal getransduceerde cellen was eerder in vitro aangetoond met behulp van menselijk serum.

Nieuwe therapeutische strategieën en het testen van geneesmiddelen

MC38-cellen zijn gebruikt om een reeks farmacologische en fysische behandelingsmodaliteiten tegen colorectale kanker te evalueren. Kuriyama en collega’s toonden aan dat elektropermeabilisatie de gevoeligheid van muizen-colorectale kankercellen, waaronder MC38, voor bleomycine in vitro aanzienlijk verhoogde, hoewel dit niet gold voor 5-fluorouracil of cisplatine [24]. In de bijbehorende in-vivo-experimenten leidde elektrochemotherapie met bleomycine of cisplatine tot volledige regressie van subcutane colorectale tumoren bij respectievelijk vijf en vier van de acht dieren, een effect dat toe te schrijven was aan een verhoogde intratumorale geneesmiddelaccumulatie; in het gepubliceerde rapport wordt niet gespecificeerd welke van de twee cellijnen voor deze transplantaties werd gebruikt. Manome en collega’s gebruikten MC38-cellen om aan te tonen dat ultrasone genafgifte naakt plasmide-DNA kon transficeren in coloncarcinoomcellen, zowel in vitro als in MC38-tumoren die groeiden in syngene muizen, waarmee de haalbaarheid van mechanische insonatie als niet-virale genoverdrachtstechniek werd aangetoond [25].

Met carboan gesubstitueerde diclofenac-prodrugs zijn opnieuw geëvalueerd met behulp van het MC38-model. Binnen een herontworpen reeks maakte een zwitterionisch amidine met een nido-cluster een einde aan de levensvatbaarheid van MC38 in het lage micromolaire bereik, voornamelijk door sterke remming van de celdeling en matige apoptose, gepaard gaande met uitputting van reactieve zuurstof- en stikstofsoorten, terwijl diclofenac zelf en de met carboaan gesubstitueerde oxindolen niet cytotoxisch waren [26]. Ook bij optogenetische benaderingen is gebruikgemaakt van MC38-cellen: MC38- en B16F10-cellen die de door licht aangestuurde uitwaartse protonpomp archaerhodopsine-3 (AR3) tot expressie brachten, ondergingen apoptotische celdood bij bestraling met groen licht, en AR3-expresserende tumoren die in C57BL/6-muizen waren getransplanteerd, vertoonden een duidelijke krimp of onderdrukte groei na bestraling [27]. Park en collega’s gebruikten MC38-cellen als controle voor coloncarcinoom in een onderzoek naar gentherapie gericht op melanoom, waarbij gebruik werd gemaakt van melanocytspecifieke promotor-/enhancerconstructen gekoppeld aan het Escherichia coli-gen voor purinenucleosidefosforylase; 96% van de MC38-cellen bleef levensvatbaar na behandeling met het prodrug, wat de weefselbeperkte expressie bevestigde [28].

Conclusie

MC38-cellen nemen een centrale plaats in bij onderzoek naar colorectale kanker en immuno-oncologie. Hun syngene compatibiliteit met C57BL/6-muizen, hoge mutatiebelasting, rijk neoantigeenlandschap en gevoeligheid voor immuuncheckpointremmers maken hen gezamenlijk tot een van de meest informatieve preklinische modellen voor het bestuderen van colonneoplasmata, CD8-positieve T-lymfocytenreacties, tumor-geassocieerde macrofagen, kankervaccins en de biologie van de programmatische celdood-1-receptorroute. Tientallen jaren van gepubliceerd onderzoek hebben het model gevalideerd op het gebied van gentherapie, adhesiebiologie, levermetastasen en de evaluatie van nieuwe geneesmiddelen, terwijl recentere studies waarbij gebruik wordt gemaakt van extracellulaire vesikels, PET-beeldvorming en optogenetica de translationele relevantie ervan blijven vergroten. Gezien de gedocumenteerde verschillen tussen sublijnen, moet de herkomst worden geregistreerd en moet het genotype voor elk onderzoek worden geverifieerd. Onderzoekers die behoefte hebben aan een betrouwbaar, goed gekarakteriseerd muizenmodel voor colorectaal carcinoom, kunnen MC38-cellen rechtstreeks bestellen of er informatie over opvragen via cytion.com.

Belangrijke publicaties

1. Corbett TH, Griswold DP Jr, Roberts BJ, et al. (1975) Relaties tussen tumorinductie en de ontwikkeling van transplanteerbare colonkankers bij muizen voor chemotherapie-assays, met een opmerking over de structuur van carcinogenen. Cancer Research 35:2434–2439. PMID: 1149045
2. Tan MH, Holyoke ED, Goldrosen MH (1976) Adenocarcinomen van de dikke darm bij muizen: methoden voor selectieve in-vitro-kweek. 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, et al. (2023) MC38-tumorcellijnen van het colon en rectum uit twee verschillende bronnen vertonen aanzienlijke verschillen in transcriptoom, mutatoom en neoantigeenexpressie. Frontiers in Immunology 14:1102282. PMID: 36969213 · DOI: 10.3389/fimmu.2023.1102282
4. Morimoto-Tomita M, Ohashi Y, Matsubara A, et al. (2005) Muizenkoloncarcinoomcellen die zijn gekweekt om een hoge incidentie van experimentele levermetastasen te vertonen, vertonen versnelde en verankeringonafhankelijke groei. Clinical & Experimental Metastasis 22:513–521. PMID: 16320114 · DOI: 10.1007/s10585-005-3585-0
5. Yadav M, Jhunjhunwala S, Phung QT, et al. (2014) Voorspellen van immunogene tumormutaties door massaspectrometrie te combineren met exoomsequencing. Nature 515:572–576. PMID: 25428506 · DOI: 10.1038/nature14001
6. Didion JP, Buus RJ, Naghashfar Z, et al. (2014) SNP-arrayprofilering van muizencellijnen identificeert hun oorspronkelijke stammen en brengt kruisbesmetting en wijdverspreide aneuploïdie aan het licht. BMC Genomics 15:847. PMID: 25277546 · DOI: 10.1186/1471-2164-15-847
7. Zhang CF, Yu XJ, Wang BY, et al. (2016) Volledige mitochondriale genoomsequentie van een MCA38-cellijn afkomstig van colorectale kanker bij ratten. Mitochondrial DNA Part A 27:2034–2035. PMID: 25434994 · DOI: 10.3109/19401736.2014.974176 — zie de opmerking in het Cellosaurus-item CVCL_B288.
8. Cornelissen LAM, Blanas A, van der Horst JC, et al. (2019) Verstoring van het sialinezuurmetabolisme stimuleert tumorgroei door de apoptose van CD8+-T-cellen te versterken. International Journal of Cancer 144:2290–2302. PMID: 30578646 · DOI: 10.1002/ijc.32084
9. Zhang L, Zhang S, Wu J, et al. (2023) Op lineaire peptiden gebaseerde PET-tracers voor beeldvorming van PD-L1 in tumoren. Molecular Pharmaceutics 20:4256–4267. PMID: 37368947 · DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.3c00382
10. Hiroishi K, Tüting T, Tahara H, Lotze MT (1999) Interferon-alfa-gentherapie in combinatie met CD80-transductie vermindert de tumorigeniciteit en de groei van gevestigde tumoren in slecht immunogene tumormodellen. Gene Therapy 6:1988–1994. PMID: 10637450 · DOI: 10.1038/sj.gt.3301034
11. Eguchi J, Hiroishi K, Ishii S, Mitamura K (2003) Interferon-alfa- en interleukine-12-gentherapie bij kanker: interferon-alfa induceert tumorspecifieke immuunreacties, terwijl interleukine-12 niet-specifieke afdoding stimuleert. Cancer Immunology, Immunotherapy 52:378–386. PMID: 12739068 · DOI: 10.1007/s00262-002-0367-2
12. Rossowska J, Anger N, Wegierek K, et al. (2019) Antitumorpotentieel van extracellulaire vesikels die worden afgegeven door genetisch gemodificeerde muizenkoloncarcinoomcellen met overexpressie van interleukine-12 en shRNA voor TGF-β1. Frontiers in Immunology 10:211. PMID: 30814999 · DOI: 10.3389/fimmu.2019.00211
13. Xing H, Liang C, Xu X, et al. (2020) Mesenchymale stroma-/stamcelachtige cellen met GARP-knockdown remmen de celproliferatie en invasie van muizenkolonkankercellen (MC38) via exosomen. Journal of Cellular and Molecular Medicine 24:13984–13990. PMID: 33155413 · DOI: 10.1111/jcmm.16008
14. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (1999) De adhesie van door anti-CD3 geactiveerde T-cellen van muizen aan syngene adenocarcinoomcellen van de dikke darm wordt op verschillende manieren gereguleerd door proteïnetyrosinekinase-, proteïnekinase C- en cAMP-afhankelijke routes in de effectorcel. Biochemical and Biophysical Research Communications 255:460–465. PMID: 10049731 · DOI: 10.1006/bbrc.1999.0232
15. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (2002) Adenosine onderdrukt de door alfa(4)beta(7)-integrine gemedieerde adhesie van T-lymfocyten aan adenocarcinoomcellen van de dikke darm. Experimental Cell Research 276:90–100. PMID: 11978011 · DOI: 10.1006/excr.2002.5514
16. Cohen SA, Tzung SP, Doerr RJ, Goldrosen MH (1990) De rol van asialo-GM1-positieve levercellen van athymische naakte muizen of muizen die met polyinosinic-polycytidylic acid waren behandeld bij het onderdrukken van experimentele levermetastasen afkomstig uit de dikke darm. Cancer Research 50:1834–1840. PMID: 2306736
17. Volpe CM, Mehta N, Kim U, et al. (1999) AsGM1+ NK-cellen voorkomen metastase van binnendringende LD-MCA-38-tumorcellen bij de naakte muis. 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) Metastasen in de lever veranderen de immuunfunctie van niet-parenchymale cellen in de lever van muizen. Archives of Surgery 127:1325–1329. PMID: 1444795 · DOI: 10.1001/archsurg.1992.01420110073015
19. Hodge JW, Schlom J (1999) Vergelijkende studies van een retrovirus- versus een pokkenvirusvector in vaccins op basis van hele tumorcellen. Cancer Research 59:5106–5111. PMID: 10537283
20. Lorenz MG, Kantor JA, Schlom J, Hodge JW (1999) Inductie van antitumorimmuniteit opgewekt door tumorcellen die een LFA-3-analoog van de muis tot expressie brengen via een recombinant vacciniavirus. Human Gene Therapy 10:623–631. PMID: 10094205 · DOI: 10.1089/10430349950018698
21. Hampton TA, Conry RM, Khazaeli MB, et al. (2000) SEREX-analyse voor de identificatie van tumorantigenen in een muismodel van adenocarcinoom. Cancer Gene Therapy 7:446–455. PMID: 10766351 · DOI: 10.1038/sj.cgt.7700124
22. Takeda A, Homma S, Okamoto T, et al. (2003) Fusies tussen onrijpe dendritische cellen en tumorcellen wekken een krachtige antitumorimmuniteit op. 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) Immuniteit tegen het alfa(1,3)-galactosylepitoop biedt bescherming bij muizen die zijn blootgesteld aan dikke-darmkankercellen die alfa(1,3)-galactosyltransferase tot expressie brengen: een nieuw zelfmoordgen voor gentherapie bij kanker. Cancer Research 63:987–993. PMID: 12615713
24. Kuriyama S, Matsumoto M, Mitoro A, et al. (2000) Elektrochemotherapie voor colorectale kanker met gangbare chemotherapeutische middelen in een muismodel. Digestive Diseases and Sciences 45:1568–1577. PMID: 11007108 · DOI: 10.1023/a:1005565027969
25. Manome Y, Nakamura M, Ohno T, Furuhata H (2000) Echografie bevordert de transductie van naakt plasmide-DNA in coloncarcinoomcellen in vitro en in vivo. Human Gene Therapy 11:1521–1528. PMID: 10945766 · DOI: 10.1089/10430340050083252
26. Selg C, Gordić V, Krajnović T, et al. (2024) Herontwerp en evaluatie van op diclofenac gebaseerde, met carboraan gesubstitueerde prodrugs en hun potentieel als antikankermiddelen. Scientific Reports 14:30488. PMID: 39681576 · DOI: 10.1038/s41598-024-81414-x
27. Nakao S, Kojima K, Sato K, et al. (2025) Optogenetische kankertherapie met behulp van de door licht aangestuurde uitwaartse protonpomp rhodopsine archaerhodopsine-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) Versterking van de melanoom-specifieke genexpressie met behulp van een tandem-melanocyt-specifieke enhancer leidt tot verhoogde cytotoxiciteit van het purinenucleosidefosforylasegen bij melanoom. Human Gene Therapy 10:889–898. PMID: 10223723 · DOI: 10.1089/10430349950018292

Bibliografische gegevens en samenvattingen afkomstig uit PubMed. Metagegevens van de cellijn afkomstig uit het Cellosaurus-item voor MC-38 (RRID:CVCL_B288).