Úvod

Bunka MC38 — známa aj pod názvami MCA-38, MCA 38, MCA38, MC-38, MC-38 B/6, Mouse Colon 38, Colon 38, Colon-38, Colon38, Murine Carcinoma-38 a C38 (Cellosaurus, prístupový kód CVCL_B288) — je jedným z najčastejšie používaných myších modelov vo výskume kolorektálneho karcinómu a imunoonkológie. Pôvodný nádor bol indukovaný karcinogénom 1,2-dimetylhydrazínom (DMH) u myší C57BL/6 a opísali ho Corbett a spolupracovníci v roku 1975 [1]; túto bunkovú líniu následne v roku 1976 izolovali v kultúre Tan, Holyoke a Goldrosen [2]. Vďaka syngennej kompatibilite s myšami C57BL/6, vysokej mutačnej záťaži a citlivosti na inhibítory imunitných kontrolných bodov sa bunky MC38 stali nenahraditeľným nástrojom pri skúmaní nádorov hrubého čreva, protinádorových vakcín, reakcií CD8-pozitívnych T-lymfocytov, makrofágov asociovaných s nádormi a biológie signálnej dráhy receptora programovanej bunkovej smrti 1 (PD-1). Tento model naďalej podporuje pokrok v oblasti imunoterapie rakoviny, génovej terapie a objavovania neoantigénov.

Hlavné závery

• MC38 je myšia bunková línia adenokarcinómu hrubého čreva, syngénna s myším kmeňom C57BL/6, získaná z nádoru indukovaného DMH.
• Táto bunková línia vykazuje vysokú mutačnú záťaž a exprimuje neoantigény, ktoré rozpoznávajú CD8-pozitívne T-lymfocyty – prítomnosť konkrétnych neoantigénov však závisí od sublínie (pozri nižšie).
• MC38 je citlivý na inhibítory imunitných kontrolných bodov, čo z neho robí široko používaný model pre výskum signálnej dráhy PD-1/PD-L1.
• Tento model sa vo veľkej miere využíva pri vývoji vakcín proti rakovine, génovej terapii pomocou cytokínov a v štúdiách v oblasti nádorovej imunológie.
• Medzi subliniami MC38 z rôznych repozitárov existujú podstatné rozdiely v genóme a transkriptóme. Dobre známe neoepitopy Rpl18 a Adpgk sú prítomné v leidenskej sublínii (MC38-L), chýbajú však v sublínii Kerafast/NCI (MC38-K), ktorú preto príslušné T-bunky nerozpoznávajú. Je nevyhnutné dôkladne vyberať zdroje a dokumentovať ich pôvod. [3]
• K dispozícii je množstvo geneticky modifikovaných derivátnych línií (knockout, reporterové, s nadmernou expresiou), ktoré rozširujú experimentálnu univerzálnosť tohto modelu.

Čo je MC38?

MC38 je transplantovateľná bunková línia adenokarcinómu hrubého čreva myšieho pôvodu, klasifikovaná v databáze Cellosaurus ako rakovinová bunková línia (CVCL_B288). Táto línia bola odvodená od samice myši C57BL/6 neurčeného veku s adenokarcinómom hrubého čreva (adenokarcinóm hrubého čreva myši, NCIt C120044). Corbett a spolupracovníci indukovali 82 nádorov hrubého čreva u štyroch inbredných kmeňov myší v rámci systematického úsilia o vytvorenie transplantovateľných modelov nádorov hrubého čreva na účely chemoterapeutických testov; štyri nádory prežili prvú transplantáciu a vstúpili do fázy sériového pasážovania [1]. Tan, Holyoke a Goldrosen následne opísali metódy selektívneho kultivovania línie MCA-38 in vitro a uviedli, že fibroblastoidné prvky je možné odstrániť pôsobením trypsínu, čím sa získa stabilná epiteliálna populácia [2]. Cellosaurus uvádza čas zdvojnásobenia pre MC38 v dĺžke 24,3 hodiny [4], pričom táto bunka sa kultivuje ako adhezívna kultúra. Charakterizácia pomocou omických metód zahŕňala sekvenovanie celého exómu, transkriptomiku pomocou mikročipov a metódy RNA-seq, proteomiku peptidómu MHC triedy I, analýzu SNP-čipov a sekvenovanie mitochondriálneho genómu. (Cellosaurus zaznamenáva záznam peptidómu pod všeobecným označením „peptidóm HLA triedy I“; myšie bunky prezentujú peptidy na molekulách H-2, nie HLA.)

Informácie o bunkovej kultúre MC38

Poznámka k podmienkam špecifickým pre danú subliniu: uvedené kultivačné médium zodpovedá kultivačným podmienkam popísaným pre subliniu odvodenú od Kerafast/NCI (MC38-K). Sublíniu Leiden (MC38-L) kultivujeme v IMDM s 8 % FBS, 2 mM L-glutamínom a 50 µM 2-merkaptoetanolom. [3]. Používatelia by mali dodržiavať podmienky stanovené ich dodávateľom.

Výhody článkov MC38

Jednou z hlavných predností Bunky MC38 je ich syngénna kompatibilita so široko dostupným kmeňom myší C57BL/6. Táto kompatibilita umožňuje výskumníkom študovať interakcie medzi nádorom a imunitným systémom v plne imunokompetentnom hostiteľovi, čím sa vyhnú rušivým vplyvom imunodeficiencie, ktoré obmedzujú translačnú hodnotu modelov s xenotransplantátmi. Nezmenený imunitný systém umožňuje dôkladné hodnotenie reakcií CD8-pozitívnych T-lymfocytov, biológie makrofágov asociovaných s nádorom, aktivity prirodzených zabíjačských buniek a celého spektra adaptívnej a vrodenej protinádorovej imunity.

Keďže pôvodný nádor bol chemicky indukovaný DMH, nádor MC38 vykazuje vysokú mutačnú záťaž a exprimuje imunogénne neoantigény, čo bolo potvrdené sekvenovaním celého exómu a analýzou peptidómu MHC triedy I [5]. Vďaka tomuto prostrediu bohatému na neoantigény reaguje tento model na inhibítory imunitných kontrolných bodov, ktoré pôsobia na signálnu dráhu receptora programovanej bunkovej smrti 1 [3], čo je jeden z dôvodov, prečo sa často používa ako analóg hypermutovanej podskupiny ľudských kolorektálnych karcinómov, ktoré reagujú na takéto terapie. Vďaka svojej citlivosti na imunoterapiu sa táto bunková línia stala jedným zo štandardných predklinických nástrojov na hodnotenie nových kombinácií inhibítorov imunitných kontrolných bodov a onkologických vakcín. Je potrebné poznamenať, že prítomnosť konkrétnych neoantigénov závisí od použitej podlínie. [3].

Rozsiahly ekosystém modifikovaných derivátnych línií MC38 ešte viac rozširuje využiteľnosť tohto modelu. Línie s vyrazenými génmi zamerané na imunitné regulátory, ako sú PD-L1 (Cd274), B2m a CD47, ako aj reportérové línie exprimujúce luciferázu alebo fluorescenčné proteíny, sú v databáze Cellosaurus zaradené ako deriváty línie CVCL_B288 a poskytujú hotové nástroje pre mechanistické štúdie a zobrazovacie štúdie in vivo. Doba zdvojnásobenia je približne 24 hodín [4] umožňuje efektívnu experimentálnu priepustnosť a umožňuje genetickú manipuláciu s bunkovou líniou – pomocou lentivírusu [12], retrovírus [10], a elektroporácia [3] — bolo preukázané v mnohých uverejnených štúdiách.

Obmedzenia buniek MC38

Kľúčovým obmedzením modelu MC38 je zdokumentovaná heterogenita medzi sublíniami pochádzajúcimi z rôznych zdrojov. V štúdii z roku 2023, ktorú vypracovali Schrörs a kol., sa vykonalo porovnávacie sekvenovanie exómu a transkriptómu buniek MC38 zo zdroja Kerafast (pôvod NCI/NIH, MC38-K) a zo zbierky Lekárskeho centra Univerzity v Leidene (MC38-L) a zistila podstatné rozdiely v mutačných profiloch, ploidii a expresii neoantigénov [3]. Kmeň MC38-L obsahoval približne 1,3-krát viac variácií jedného nukleotidu a malých inzercí a delécií ako kmeň MC38-K, spoločných bolo len 35,3 % nesynonymných variácií a 5,4 % prípadov fúznych génov, pričom odhadovaná ploidia bola 2 pre MC38-K oproti 5 pre MC38-L. Kľúčové je, že v MC38-K chýbali dobre charakterizované neoepitopy Rpl18 a Adpgk, takže T-bunky vytvorené proti nim rozpoznali a zničili MC38-L, ale nie MC38-K. Výsledky získané s jednou subliniou MC38 preto nemusia byť reprodukovateľné s bunkami z iného zdroja.

V širšom kontexte profilovanie pomocou SNP čipov poukázalo na problém aneuploidie a krížovej kontaminácie medzi bežne používanými myšími bunkovými líniami; MC38 bola jednou z 99 línií zahrnutých v tomto paneli, z ktorých sa 15 podstatne odlišovalo od svojho uvádzaného genetického pozadia [6]. Štúdia neuvádza žiadne konkrétne zlyhanie overenia pravosti v prípade MC38, avšak ukazuje, že samotné profilovanie STR nemusí stačiť na rozlíšenie podlínií odvodených od toho istého inbredného kmeňa a neodhalí karyotypové zmeny. Výskumníci pracujúci s MC38 by mali používať prísne metódy overovania pravosti a zdokumentovať presný pôvod buniek použitých v každej štúdii.

Pri používaní terminológie týkajúcej sa imunogenity MC38 je potrebná opatrnosť. V odborných článkoch z 90. rokov a začiatku 21. storočia sa MC38 bežne opisuje ako „málo“ alebo „slabo“ imunogénny nádor, pretože nemodifikované bunky postupne rastú v imunkompetentných myšiach C57BL/6 [10] [11] [19]. Súčasná literatúra v oblasti imunoonkológie naopak zdôrazňuje jej vysokú mutačnú záťaž a citlivosť na inhibítory kontrolných bodov [3]. Oba popisy sú vo svojom kontexte správne a čitatelia by ich nemali považovať za protichodné.

Ako chemicky indukovaný nádor u myší, MC38 nevykazuje sekvenciu riadiacich mutácií typickú pre ľudský kolorektálny karcinóm. Databáza Cellosaurus neobsahuje žiadny kurátorsky overený záznam o variácii sekvencie pre túto líniu, avšak absencia anotácie nie je dôkazom toho, že by chýbali mutácie zodpovedné za vznik nádoru: Schrörs a kolegovia napríklad zistili mutáciu génu Smad4 v línii MC38-L, ktorá nebola prítomná v línii MC38-K. [3]. Vzhľadom na to, že sa tieto dve podlínie tak výrazne líšia, je potrebné vyhnúť sa paušálnym tvrdeniam o „mutáciách“ u MC38 a výskumníci by mali overiť genotyp svojho vlastného kmeňa. Na záver, záznam o Cellosaurus obsahuje upozornenie týkajúce sa uverejneného mitochondriálneho genómu MCA38: uložená sekvencia (KM820832.1) je sekvencia potkana označená ako pochádzajúca z „izolátu potkana 406“, hoci MC38 má myší pôvod. [7], čo poukazuje na dôležitosť overovania uverejnených údajov o sekvenciách týkajúcich sa tejto línie.

Zobraziť kompletné technické údaje a objednať

Využitie buniek MC38

Imunoterapia rakoviny a výskum imunitných kontrolných bodov

Model MC38 sa stal základným kameňom výskumu inhibítorov imunitných kontrolných bodov vďaka svojej vysokej mutačnej záťaži a citlivosti na blokádu PD-1/PD-L1. Yadav a jeho kolegovia použili MC38 spolu s druhým myším modelom na vývoj a validáciu postupu založeného na hmotnostnej spektrometrii a sekvenovaní exómu na predpovedanie imunogénnych mutácií nádorov. Z viac ako 1 300 identifikovaných zmien aminokyselín sa predpokladalo, že približne 13 % sa viaže na MHC triedy I, pričom malá časť z nich bola potvrdená hmotnostnou spektrometriou; štrukturálne modelovanie naznačilo, že imunogénne sú mutácie vystavené pôsobeniu rozpúšťadla, a vakcinácia myší potvrdila, že každý predpovedaný peptid vyvolal terapeuticky aktívne reakcie T-buniek [5]. Táto prelomová štúdia etablovala model MC38 ako referenčný systém pre objavovanie neoantigénov a pomohla definovať princípy, ktoré sa dnes uplatňujú pri vývoji personalizovaných vakcín proti rakovine.

Výskum imunitnej regulácie sprostredkovanej glykánmi sa takisto opieral o MC38. Cornelissen a kolegovia použili CRISPR/Cas9 na vyrazenie génu CMAS, ktorý kóduje kľúčový enzým sialylačnej dráhy, a úplne potlačili expresiu kyseliny sialovej na povrchu buniek [8]. V rozpore s očakávaniami tieto úplne desialylované bunky MC38 rástli in vivo výrazne rýchlejšie ako kontrolné bunky, vykazovali zníženú frekvenciu CD8-pozitívnych T-buniek v nádore a indukovali apoptózu CD8-pozitívnych T-buniek spôsobom nezávislým od antigénu. Nízka expresia CMAS tiež korelovala s kratším prežitím bez recidívy v kohorte pacientov s kolorektálnym karcinómom. Táto práca preto slúži ako varovanie pre terapeutické stratégie zamerané na odstránenie sialylácie nádoru a predstavuje MC38 ako cenný systém na skúmanie interakcií medzi glykánmi a imunitným systémom.

Zobrazovanie PD-L1 pomocou nových PET stopovacích látok predstavuje ďalšiu aktívnu aplikáciu. Dve lineárne peptidové rádioaktívne stopovacie látky, [^64Cu]/[^68Ga]HKP2201 a jeho dimér HKP2202, boli validované na myšacích modeloch s alotransplantátmi karcinómu hrubého čreva MC38 a melanómu B16F10, pričom expresia PD-L1 bola potvrdená imunofluorescenciou a imunohistochémiou v oboch bunkových líniách aj v ich nádoroch [9]. Štúdie kompetitívnej väzby a blokácie potvrdili špecifickosť voči cieľu a PET zobrazovanie spolu s ex vivo biodistribúciou preukázali výraznú akumuláciu v nádore s rýchlou elimináciou z krvi a hlavných orgánov. Alotransplantát MC38 tak poskytol jednu z referenčných platforiem na posúdenie špecifickosti stopovacej látky v translačnom vývoji neinvazívneho zobrazovania imunitných kontrolných bodov.

Génová terapia cytokínmi a modifikované extracelulárne vezikuly

Bunky MC38 sa široko používajú ako model so slabou imunogenitou na testovanie stratégií génovej terapie založenej na cytokínoch. Hiroishi a spolupracovníci ukázali, že transdukcia buniek MC38 génom interferónu alfa (IFN-α) spôsobila odmietnutie modifikovaných buniek u 13 z 15 imunokompetentných myší, a že zmiešanie buniek transdukovaných génom IFN-α a CD80 viedlo k synergickým protinádorovým účinkom, pričom u 14 z 15 zvierat došlo k odmietnutiu [10]. Eguchi a spolupracovníci nadviazali na túto prácu priamym porovnaním génovej terapie s IFN-α a interleukínom-12 (IL-12) v bunkách MC38 a zistili, že IFN-α indukoval nádorovo-špecifické cytotoxické reakcie T-lymfocytov a dlhotrvajúcu imunitu, zatiaľ čo IL-12 primárne stimuloval nešpecifické ničenie za účasti CD8-pozitívnych T-buniek aj prirodzených zabíjačských buniek [11].

Rossowska a jej kolegovia významne prispeli k tomuto odvetviu tým, že geneticky upravili bunky MC38 tak, aby uvoľňovali extracelulárne vezikuly (EV) naplnené imunostimulačným obsahom [12]. Pomocou lentivírusových vektorov autori vytvorili sublínie MC38 s nadmernou expresiou myšieho IL-12, s expresiou shRNA namierenej proti TGF-β1 alebo s oboma, a ukázali, že genetická modifikácia rodičovských buniek je účinným spôsobom, ako naložiť molekuly záujmu do exozómov aj mikrovezikúl pochádzajúcich z nádoru. Modifikované exozómy inhibovali rast nádoru u myší s podkožnými nádormi MC38, zatiaľ čo exozómy z nemodifikovaných buniek tak neurobili. Najtrvalejší účinok si vyžadoval kombináciu s vakcínami na báze dendritických buniek, ktoré obnovili protinádorovú imunitu a indukovali systémovú Th1 odpoveď [12]. Štúdia potvrdila, že modifikované exozómy odvodené z MC38 pôsobia skôr ako adjuvans, ktoré môže podporovať špecifickú protinádorovú odpoveď, než ako samostatná vakcína.

Exozómy pochádzajúce z mezenchýmových stromálnych buniek boli tiež skúmané v kontexte MC38. Xing a kolegovia potlačili expresiu GARP v mezenchýmových stromálnych bunkách a ukázali, že exozómy z týchto buniek (siGARP-MSC) inhibovali proliferáciu, migráciu a inváziu MC38 in vitro, znížili sekréciu IL-6 a čiastočne inaktivovali signálnu dráhu JAK1/STAT3 [13]. Tým sa identifikovala parakrinná os medzi stromálnymi a nádorovými bunkami, na ktorú by sa mohla zamerať liečba, hoci tieto zistenia sú zatiaľ obmedzené na bunkovú kultúru. Spolu tieto štúdie ilustrujú všestrannosť modelu MC38 pri hodnotení imunoterapeutických stratégií bez buniek a založených na vezikulách.

Imunológia nádorov, adhézia a únik pred imunitným systémom

Interakcia medzi T-lymfocytmi a nádorovými bunkami MC38 bola predmetom podrobného mechanistického skúmania. MacKenzie, Hoskin a Blay ako prví uviedli, že adhézia T-buniek aktivovaných protilátkou proti CD3 k bunkám MCA-38 bola sprostredkovaná hlavne prostredníctvom integrínu VLA-4 (α4β1), a že ju podporuje signalizácia proteínovej tyrozínkinázy a proteínkinázy C, zatiaľ čo ju potláčajú cAMP-závislé dráhy, pričom regulačný mechanizmus sa nachádza prevažne v efektorovej bunke [14]. Neskoršia štúdia tej istej skupiny tento obraz spresnila: protilátky proti α4 alebo β7, alebo proti VCAM-1 na nádorových bunkách, potláčali adhéziu, zatiaľ čo protilátky proti β1 ju nepotláčali, čím sa identifikovala os α4β7–VCAM-1 ako dominantná. Táto práca tiež ukázala, že adenosín, nukleozid, ktorý sa vo veľkom množstve vyskytuje v hypoxických mikroprostrediach nádorov, potláča adhéziu T-buniek konkrétne blokovaním funkcie α4β7 [15]. Čitatelia by si mali všímať, že tieto dve štúdie priraďujú tej istej interakcii rôzne β-podjednotky.

Úloha prirodzených zabíjačských buniek pri kontrole metastáz MC38 v pečeni bola skúmaná tak u imunokompetentných, ako aj u imunodeficientných hostiteľov. Cohen a spolupracovníci injekčne podali bunky MCA-38 (LD-MCA-38) z pečene do ileokolickej žily a zistili, že u bežných myší C57BL/6 sa nádorové bunky zadržali v pečeni a vyvinuli sa pečeňové ložiská, zatiaľ čo u atymických nahých myší došlo k eliminácii približne 60 % značených buniek do 24 hodín a nevyskytli sa žiadne pečeňové lézie [16]. Neparenchymové pečeňové bunky z nahých myší alebo myší liečených poly(I:C) — avšak nie z neliečených konvenčných myší — vykazovali cytotoxický účinok voči LD-MCA-38, pričom zodpovedná populácia bola neadherentná a pozitívna na asialo-GM1 (AsGM1); liečba protilátkou proti AsGM1 túto ochranu zrušila. Volpe a spolupracovníci rozšírili tieto zistenia a preukázali, že deplécia buď protilátkami proti AsGM1, alebo proti-NK1.1 výrazne zvýšilo počet pečeňových ložísk a skrátilo prežívanie, zatiaľ čo deplecia T-buniek protilátkami proti Thy1.2 významne znížila počet ložísk, čo naznačuje, že primárnymi efektormi zabraňujúcimi pečeňovým metastázam LD-MCA-38 sú skôr NK-bunky ako T-bunky [17]. Johnkoski a spolupracovníci ďalej preukázali, že jediný pečeňový ohnisko LD-MCA-38, vytvorené injekciou pod pečeňovú kapsulu, zvýšilo cytotoxickú a proliferačnú funkciu neparenchymových buniek pečene, zvýšilo podiel CD8-pozitívnych a γδ T-buniek a zvýšilo hladiny interleukínu-6 a faktora nekrózy nádorov [18].

Vakcíny proti rakovine a identifikácia antigénov

Bunky MC38 slúžili ako spoľahlivá platforma na vývoj a porovnávanie stratégií vakcín založených na celých nádorových bunkách. Hodge a Schlom porovnali retrovirové a poxvírusové (vakcínové) vektory na dodávanie kostimulačnej molekuly B7-1 do buniek MC38 [19]. Oba vektory indukovali rovnakú povrchovú expresiu B7-1 a rovnakú ochranu proti expozícii natívnymi bunkami MC38 o 14 dní neskôr. Pri opätovnej expozícii po 40 dňoch bola však retrovirová vakcína menej účinná a proti etablovaným pľúcnym metastázam bola vakcína na báze vakcínového vektora výrazne účinnejšia (P = 0,0351; P = 0,024 u myší imunizovaných vakcínou; P = 0,0014 v kombinovanej analýze). Štúdia dospela k záveru, že vakcína s celými nádorovými bunkami na báze poxvírusového vektora je prinajmenšom rovnako účinná ako jej retrovírusový ekvivalent a niekedy aj účinnejšia – tento zistenie ovplyvnilo následné klinické uplatnenie vakcín proti rakovine na báze poxvírusového vektora. Lorenz a kolegovia použili bunky MC38 infikované rekombinantným vakcínovým vírusom kódujúcim myší LFA-3 (CD48), na preukázanie toho, že umelo indukovaná expresia LFA-3 zvýšila proliferáciu, adhéziu a cytotoxicitu T buniek in vitro a úplne zabránila rastu nádoru u syngénnych myší C57BL/6, pričom poskytla čiastočnú ochranu proti neskoršej expozícii neinfikovanými rodičovskými bunkami [20].

Identifikáciu nádorových antigénov pomocou prístupu SEREX aplikovali na bunky MC38 Hampton a spolupracovníci, ktorí imunizovali myši C57BL/6 bunkami MC38 a skríningovali expresnú knižnicu odvodenú z buniek MC38 pomocou imúnnych sér [21]. Tento prístup identifikoval endogénny proteín obalu (env) ekotropného leukemického vírusu a myší proteín ATRX ako kandidátske nádorové antigény, čím rozšíril repertoár známych myších nádorovo asociovaných antigénov a poskytol nástroje pre mechanistické štúdie vakcín. Takeda a spolupracovníci vytvorili fúzné bunky z nádorových buniek MC38 a dendritických buniek, vrátane dendritických buniek izolovaných z hostiteľov s nádorom, a preukázali, že očkovanie ktorýmkoľvek z týchto prípravkov indukovalo rovnako vysokú cytolytickú aktivitu splenocytov proti MC38 a významne potlačilo etablované pľúcne metastázy MC38 [22].

Odlišný prístup génovej terapie využíval imunitu voči epitopu α(1,3)galaktosyl (αGal). Unfer a spolupracovníci vystavili myši s knockoutom génu α(1,3)galaktosyltransferázy (αGT) – ktoré rovnako ako ľudia postrádajú tento epitop a môžu vytvárať protilátky proti Gal – pôsobeniu buniek rakoviny hrubého čreva MC38 exprimujúcich αGal [23]. Myši imunizované králičimi erytrocytmi vyvinuli titry protilátok proti αGal, ktoré sa približovali titrom pozorovaným v ľudskom sére, prevažne IgG1 a IgG3, a v porovnaní s neimunizovanými kontrolnými skupinami myší s vyradeným génom a myší divokého typu vykazovali lepšiu prežívateľnosť a pomalší vývoj nádoru. Štúdia poskytuje in vivo dôkaz koncepcie αGT ako samovražedného génu v génovej terapii kolorektálneho karcinómu; komplementom sprostredkovaná lýza buniek transdukovaných αGal bola už skôr preukázaná in vitro s použitím ľudského séra.

Nové terapeutické stratégie a testovanie liekov

Bunky MC38 sa použili na hodnotenie rôznych farmakologických a fyzikálnych liečebných postupov proti kolorektálnemu karcinómu. Kuriyama a spolupracovníci preukázali, že elektropermeabilizácia výrazne zvýšila citlivosť myších buniek kolorektálneho karcinómu, vrátane MC38, na bleomycín in vitro, hoci nie na 5-fluóruracil ani cisplatinu [24]. V sprievodných in vivo experimentoch elektrochemoterapia s bleomycínom alebo cisplatinou viedla k úplnej regresii subkutánnych kolorektálnych nádorov u piatich, resp. štyroch z ôsmich zvierat, čo bol účinok pripisovaný zvýšenej intranádorovej akumulácii lieku; uverejnená správa neuvádza, ktorá z týchto dvoch bunkových línií bola použitá na tieto transplantáty. Manome a spolupracovníci použili bunky MC38 na preukázanie, že ultrazvukom sprostredkované dodávanie génov môže transfekovať „nahú“ plazmidovú DNA do buniek karcinómu hrubého čreva tak in vitro, ako aj v nádoroch MC38 rastúcich v syngénnych myšiach, čím demonštrovali uskutočniteľnosť mechanického ožiarenia ultrazvukom ako nevírusovej techniky génového prenosu [25].

Prolieky diklofenaku substituované karboránom boli opätovne vyhodnotené s využitím modelu MC38. Zo série prepracovaných zlúčenín zwitteriónový amidín nesúci nido-klaster eliminoval životaschopnosť buniek MC38 v nízkom mikromolárnom rozmedzí, pričom pôsobil hlavne prostredníctvom silnej inhibície bunkového delenia a miernej apoptózy sprevádzanej vyčerpaním reaktívnych foriem kyslíka a dusíka, zatiaľ čo samotný diklofenak a oxindoly substituované karboránom neboli cytotoxické [26]. Optogenetické prístupy tiež využívali bunky MC38: Bunky MC38 a B16F10 exprimujúce svetlom riadenú vonkajšiu protónovú pumpu archaerhodopsín-3 (AR3) podstúpili apoptotickú bunkovú smrť po ožiarení zeleným svetlom a nádory exprimujúce AR3 transplantované do myší C57BL/6 vykazovali po ožiarení výrazné zmenšenie alebo potlačenie rastu [27]. Park a spolupracovníci použili bunky MC38 ako kontrolu karcinómu hrubého čreva v štúdii génovej terapie zameranej na melanóm, pričom využili konštrukty promotora/enhanceru špecifické pre melanocyty spojené s génom purínovej nukleozidfosforylázy Escherichia coli; 96 % buniek MC38 zostalo životaschopných po liečbe prolekom, čo potvrdilo expresiu obmedzenú na tkanivo [28].

Záver

Bunky MC38 zaujímajú ústredné miesto vo výskume kolorektálneho karcinómu a imunoonkológie. Ich syngénna kompatibilita s myšami C57BL/6, vysoká mutačná záťaž, bohatá škála neoantigénov a citlivosť na inhibítory imunitných kontrolných bodov z nich spoločne robia jeden z najinformatívnejších predklinických modelov na štúdium novotvarov hrubého čreva, reakcií CD8-pozitívnych T-lymfocytov, makrofágov asociovaných s nádorom, onkologických vakcín a biológie signálnej dráhy receptora programovanej bunkovej smrti 1. Desaťročia publikovaných prác potvrdili platnosť tohto modelu v oblasti génovej terapie, biológie adhézie, pečeňových metastáz a hodnotenia nových liekov, zatiaľ čo najnovšie štúdie využívajúce extracelulárne vezikuly, PET zobrazovanie a optogenetiku naďalej rozširujú jeho translačný význam. Vzhľadom na zdokumentované rozdiely medzi sublíniami by sa pri každej štúdii mal zaznamenať pôvod buniek a overiť ich genotyp. Výskumníci, ktorí potrebujú spoľahlivý a dobre charakterizovaný myší model kolorektálneho karcinómu, si môžu bunky MC38 objednať alebo o ne požiadať priamo na stránke cytion.com.

Kľúčové publikácie

1. Corbett TH, Griswold DP Jr, Roberts BJ, et al. (1975) Vzťahy indukcie nádorov pri vývoji transplantovateľných rakovín hrubého čreva u myší pre chemoterapeutické testy, s poznámkou o štruktúre karcinogénov. Cancer Research 35:2434–2439. PMID: 1149045
2. Tan MH, Holyoke ED, Goldrosen MH (1976) Adenokarcinómy hrubého čreva u myší: metódy selektívneho kultivovania in vitro. 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 a kol. (2023) Kolorektálne nádorové bunky línie MC38 z dvoch rôznych zdrojov vykazujú podstatné rozdiely v transkriptóme, mutatóme a expresii neoantigénov. Frontiers in Immunology 14:1102282. PMID: 36969213 · DOI: 10.3389/fimmu.2023.1102282
4. Morimoto-Tomita M, Ohashi Y, Matsubara A a kol. (2005) Bunky karcinómu hrubého čreva myší, ktoré boli izolované na základe vysokého výskytu experimentálnych pečeňových metastáz, vykazujú zrýchlený a na ukotvení nezávislý rast. Clinical & Experimental Metastasis 22:513–521. PMID: 16320114 · DOI: 10.1007/s10585-005-3585-0
5. Yadav M, Jhunjhunwala S, Phung QT a kol. (2014) Predikcia imunogénnych mutácií nádorov kombináciou hmotnostnej spektrometrie a sekvenovania exómu. Nature 515:572–576. PMID: 25428506 · DOI: 10.1038/nature14001
6. Didion JP, Buus RJ, Naghashfar Z, et al. (2014) Profilovanie pomocou SNP-array u myších bunkových línií identifikuje ich pôvodné kmene a odhaľuje krížovú kontamináciu a rozšírenú aneuploidiu. BMC Genomics 15:847. PMID: 25277546 · DOI: 10.1186/1471-2164-15-847
7. Zhang CF, Yu XJ, Wang BY, et al. (2016) Sekvencia celého mitochondriálneho genómu bunkovej línie MCA38 z kolorektálneho karcinómu potkana. Mitochondrial DNA Part A 27:2034–2035. PMID: 25434994 · DOI: 10.3109/19401736.2014.974176 — pozri upozornenie v zázname Cellosaurus CVCL_B288.
8. Cornelissen LAM, Blanas A, van der Horst JC a kol. (2019) Narušenie metabolizmu kyseliny sialovej podporuje rast nádoru zvýšením apoptózy CD8+ T-buniek. International Journal of Cancer 144:2290–2302. PMID: 30578646 · DOI: 10.1002/ijc.32084
9. Zhang L, Zhang S, Wu J, et al. (2023) PET-tracery na báze lineárnych peptidov pre zobrazovanie PD-L1 v nádoroch. Molecular Pharmaceutics 20:4256–4267. PMID: 37368947 · DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.3c00382
10. Hiroishi K, Tüting T, Tahara H, Lotze MT (1999) Génová terapia interferónom alfa v kombinácii s transdukciou CD80 znižuje tumorigenitu a rast etablovaného nádoru v modeloch s nízkou imunogenitou. Gene Therapy 6:1988–1994. PMID: 10637450 · DOI: 10.1038/sj.gt.3301034
11. Eguchi J, Hiroishi K, Ishii S, Mitamura K (2003) Génová terapia rakoviny interferónom alfa a interleukínom-12: interferón alfa indukuje nádorovo-špecifické imunitné reakcie, zatiaľ čo interleukín-12 stimuluje nešpecifické ničenie nádorových buniek. Cancer Immunology, Immunotherapy 52:378–386. PMID: 12739068 · DOI: 10.1007/s00262-002-0367-2
12. Rossowska J, Anger N, Wegierek K a kol. (2019) Protinádorový potenciál extracelulárnych vezikúl uvoľňovaných geneticky modifikovanými bunkami karcinómu hrubého čreva myší s nadmernou expresiou interleukínu-12 a shRNA pre 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) Mezenchýmové stromálne/kmeňové bunky s potlačeným GARP inhibujú proliferáciu a inváziu buniek karcinómu hrubého čreva myší (MC38) prostredníctvom exozómov. Journal of Cellular and Molecular Medicine 24:13984–13990. PMID: 33155413 · DOI: 10.1111/jcmm.16008
14. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (1999) Adhézia myších T-buniek aktivovaných protilátkou proti CD3 k syngénnym bunkám adenokarcinómu hrubého čreva je v efektorovej bunke diferencovane regulovaná dráhami závislými od proteínovej tyrozínkinázy, proteínkinázy C a cAMP. Biochemical and Biophysical Research Communications 255:460–465. PMID: 10049731 · DOI: 10.1006/bbrc.1999.0232
15. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (2002) Adenozín potláča adhéziu T-lymfocytov k bunkám adenokarcinómu hrubého čreva sprostredkovanú integrínom alfa(4)beta(7). Experimental Cell Research 276:90–100. PMID: 11978011 · DOI: 10.1006/excr.2002.5514
16. Cohen SA, Tzung SP, Doerr RJ, Goldrosen MH (1990) Úloha pečeňových buniek pozitívnych na asialo-GM1 z atymických nahých myší alebo z myší liečených kyselinou polyinozinovou a polycytidylovou pri potláčaní experimentálnych pečeňových metastáz pochádzajúcich z hrubého čreva. Cancer Research 50:1834–1840. PMID: 2306736
17. Volpe CM, Mehta N, Kim U a kol. (1999) AsGM1+ NK bunky zabraňujú metastázovaniu invazívnych nádorových buniek LD-MCA-38 u nahých myší. 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) Pečeňové metastázy menia imunitnú funkciu neparenchymových buniek pečene u myší. Archives of Surgery 127:1325–1329. PMID: 1444795 · DOI: 10.1001/archsurg.1992.01420110073015
19. Hodge JW, Schlom J (1999) Komparatívne štúdie retrovírusového a poxvírusového vektora v celkových vakcínach z nádorových buniek. Cancer Research 59:5106–5111. PMID: 10537283
20. Lorenz MG, Kantor JA, Schlom J, Hodge JW (1999) Indukcia protinádorovej imunity vyvolaná nádorovými bunkami exprimujúcimi myší analóg LFA-3 prostredníctvom rekombinantného vakcínového vírusu. Human Gene Therapy 10:623–631. PMID: 10094205 · DOI: 10.1089/10430349950018698
21. Hampton TA, Conry RM, Khazaeli MB a kol. (2000) Analýza SEREX na identifikáciu nádorových antigénov v myším modeli adenokarcinómu. Cancer Gene Therapy 7:446–455. PMID: 10766351 · DOI: 10.1038/sj.cgt.7700124
22. Takeda A, Homma S, Okamoto T, et al. (2003) Fúzie nezrelých dendritických buniek a nádorových buniek indukujú silnú protinádorovú imunitu. 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) Imunita voči alfa(1,3)-galaktosylovému epitopu poskytuje ochranu u myší vystavených pôsobeniu buniek rakoviny hrubého čreva exprimujúcich alfa(1,3)-galaktosyl-transferázu: nový samovražedný gén pre génovú terapiu rakoviny. Cancer Research 63:987–993. PMID: 12615713
24. Kuriyama S, Matsumoto M, Mitoro A a kol. (2000) Elektrochemoterapia kolorektálneho karcinómu s bežne používanými chemoterapeutickými látkami na myším modeli. Digestive Diseases and Sciences 45:1568–1577. PMID: 11007108 · DOI: 10.1023/a:1005565027969
25. Manome Y, Nakamura M, Ohno T, Furuhata H (2000) Ultrazvuk uľahčuje transdukciu „nahého“ plazmidového DNA do buniek karcinómu hrubého čreva in vitro a in vivo. Human Gene Therapy 11:1521–1528. PMID: 10945766 · DOI: 10.1089/10430340050083252
26. Selg C, Gordić V, Krajnović T a kol. (2024) Prepracovanie a hodnotenie prolekov na báze diklofenaku substituovaných karboránom a ich protinádorový potenciál. Scientific Reports 14:30488. PMID: 39681576 · DOI: 10.1038/s41598-024-81414-x
27. Nakao S, Kojima K, Sato K, et al. (2025) Optogenetická liečba rakoviny s využitím svetlom riadenej vonkajšej protónovej pumpy rodopsínu archaerhodopsínu-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) Zvýšenie expresie génu špecifického pre melanóm pomocou tandemového enhanceru špecifického pre melanocyty vedie k zvýšenej cytotoxicite génu purínovej nukleozidfosforylázy v melanóme. Human Gene Therapy 10:889–898. PMID: 10223723 · DOI: 10.1089/10430349950018292

Bibliografické údaje a abstrakty získané z PubMed. Metadáta bunkovej línie pochádzajú zo záznamu v databáze Cellosaurus pre MC-38 (RRID:CVCL_B288).