Uvod

Celična linija MC38 — znana tudi kot MCA-38, MCA 38, MCA38, MC-38, MC-38 B/6, Mouse Colon 38, Colon 38, Colon-38, Colon38, Murine Carcinoma-38 in C38 (Cellosaurus, dostopna številka CVCL_B288) — je eden najpogosteje uporabljanih mišjih modelov v raziskavah kolorektalnega raka in imunoonkologije. Izvorni tumor je bil povzročen s karcinogenom 1,2-dimetilhidrazinom (DMH) pri miših pasme C57BL/6, o čemer so poročali Corbett in sodelavci leta 1975 [1]; celično linijo so nato leta 1976 v kulturi vzpostavili Tan, Holyoke in Goldrosen [2]. Zaradi sinjene kompatybilnosti z mišmi C57BL/6, visoke mutacijske obremenitve in odzivnosti na zaviralce imunskih kontrolnih točk so celice MC38 postale nepogrešljivo orodje za preučevanje neoplazem debelega črevesa, rakavih cepiv, odzivov CD8-pozitivnih T-limfocitov, makrofagov, povezanih s tumorji, ter biologije poti receptorja za programirano celično smrt 1 (PD-1). Ta model še naprej podpira napredek na področju imunoterapije raka, genske terapije in odkrivanja neoantigenov.

Ključne ugotovitve

• MC38 je mišja celična linija adenokarcinoma debelega črevesa, singenna s mišjim sevom C57BL/6, pridobljena iz tumorja, ki ga je povzročil DMH.
• Celična linija ima visoko mutacijsko obremenitev in izraža neoantigene, ki jih prepoznavajo CD8-pozitivni T-limfociti – vendar je prisotnost posameznih neoantigenov odvisna od podlinije (glej spodaj).
• MC38 je občutljiv na zaviralce imunskih kontrolnih točk, zaradi česar je pogosto uporabljen model za raziskave poti PD-1/PD-L1.
• Ta model se je široko uporabljal pri razvoju cepiv proti raku, genski terapiji s citokini ter v raziskavah na področju imunologije tumorjev.
• Med podlinijami MC38 iz različnih zbirk obstajajo znatne genomske in transkriptomske razlike. Dobro znana neoepitopa Rpl18 in Adpgk sta prisotna v podliniji iz Leidena (MC38-L), v podliniji Kerafast/NCI (MC38-K) pa ju ni, zato ju ustrezne T-celice ne prepoznajo. Natančno izbiranje virov in dokumentiranje porekla sta bistvenega pomena. [3]
• Na voljo je veliko število gensko spremenjenih linij (knockout, reporter, linije s prekomerno ekspresijo), ki povečujejo eksperimentalno vsestranskost modela.

Kaj je MC38?

MC38 je presadljiva celična linija adenokarcinoma debelega črevesa mišjega izvora, ki je v bazi podatkov Cellosaurus uvrščena med rakave celične linije (CVCL_B288). Linija izhaja iz samice miši C57BL/6 neznane starosti z adenokarcinomom debelega črevesa (adenokarcinom debelega črevesa pri miši, NCIt C120044). Corbett in sodelavci so v okviru sistematičnega prizadevanja za vzpostavitev presadljivih modelov tumorjev debelega črevesa za preskuse kemoterapije povzročili 82 tumorjev debelega črevesa pri štirih inbrednih linijah miši; štirje tumorji so preživeli prvo presaditev in so vstopili v serijsko pasiranje [1]. Tan, Holyoke in Goldrosen so kasneje opisali metode za selektivno gojenje linije MCA-38 in vitro, pri čemer so opozorili, da je mogoče fibroblastoidne elemente odstraniti s tretmajem s tripsinom, s čimer se pridobi stabilna epitelijska populacija [2]. Cellosaurus navaja čas podvojitve 24,3 ure za MC38 [4], linija pa se goji kot adhezivna kultura. Omika karakterizacija je vključevala sekvenciranje celotnega eksoma, transkriptomiko z mikroarrayjem in RNA-seq, proteomiko peptidoma MHC razreda I, analizo SNP-arrayja ter sekvenciranje mitohondrijskega genoma. (Cellosaurus vnos o peptidomu beleži pod splošno oznako »peptidom HLA razreda I«; mišje celice predstavljajo peptide na molekulah H-2, ne pa na molekulah HLA.)

Informacije o celični kulturi MC38

Opomba o pogojih, specifičnih za podlinijo: zgoraj navedeno gojišče ustreza pogojem gojenja, navedenim za podlinijo, pridobljeno iz Kerafast/NCI (MC38-K). Podlinija Leiden (MC38-L) se goji v IMDM z 8 % FBS, 2 mM L-glutamina in 50 µM 2-merkaptoetanola [3]. Uporabniki morajo upoštevati pogoje, ki jih določi njihov ponudnik.

Prednosti celic MC38

Ena od glavnih prednosti Celice MC38 je njihova singenska združljivost s splošno dostopno mišjo linijo C57BL/6. Ta združljivost raziskovalcem omogoča preučevanje interakcij med tumorjem in imunskim sistemom v popolnoma imunokompetentnem gostitelju, s čimer se izognejo motnjam zaradi imunodeficience, ki omejujejo translacijsko vrednost modelov z xenotransplantati. Nepoškodovan imunski sistem omogoča temeljito oceno odzivov CD8-pozitivnih T-limfocitov, biologije makrofagov, povezanih s tumorjem, aktivnosti naravnih celic ubijalk ter celotnega spektra adaptivne in prirojene protitumorske imunosti.

Ker je bil izvorni tumor kemijsko induciran z DMH, ima linija MC38 visoko mutacijsko breme tumorja in izraža imunogene neoantigene, kar je bilo ugotovljeno s sekvenciranjem celotnega eksoma in analizo peptidoma MHC razreda I. [5]. Zaradi tega ozadja, bogatega z neoantigeni, se model odziva na zaviralce imunskih kontrolnih točk, ki delujejo na pot receptorja programirane celične smrti 1 [3], kar je eden od razlogov, da se pogosto uporablja kot analog za hipermutirano podskupino človeških kolorektalnih rakov, ki se odzivajo na takšna zdravljenja. Zaradi odzivnosti te celične linije na imunoterapijo je postala eno od standardnih predkliničnih orodij za ocenjevanje novih kombinacij zaviralcev imunskih kontrolnih točk in rakavih cepiv. Upoštevajte, da so prisotni specifični neoantigeni odvisni od uporabljene podlinije [3].

Obsežen ekosistem gensko spremenjenih linij, izpeljanih iz linije MC38, še dodatno širi uporabnost tega modela. Linije z izklopljenimi geni, usmerjene v imunoregulatorje, kot so PD-L1 (Cd274), B2m in CD47, ter linije poročevalcev, ki izražajo luciferazo ali fluorescenčne proteine, so v Cellosaurusu katalogizirane kot derivati linije CVCL_B288 in zagotavljajo pripravljena orodja za mehanistične študije in študije slikanja in vivo. Čas podvojitve je približno 24 ur [4] omogoča učinkovito izvajanje poskusov ter omogoča genetsko manipulacijo celične linije – z uporabo lentivirusa [12], retrovirus [10], ter elektroporacija [3] — je bilo dokazano v številnih objavljenih študijah.

Omejitve celic MC38

Ključna omejitev modela MC38 je dokumentirana heterogenost med podlinijami različnega izvora. V študiji iz leta 2023 so Schrörs in sodelavci izvedli primerjalno sekvenciranje eksoma in transkriptoma celic MC38 iz zbirke Kerafast (izvor NCI/NIH, MC38-K) ter iz zbirke Medicinskega centra Univerze v Leidnu (MC38-L) ter ugotovila znatne razlike v mutacijskih profilih, ploidiji in ekspresiji neoantigenov [3]. MC38-L je vseboval približno 1,3-krat več variant enega nukleotida ter majhnih vstavitev in izbrisov kot MC38-K, skupnih je bilo le 35,3 % nesinonimnih variant in 5,4 % primerov fuzijskih genov, pri čemer je bila sklepna ploidnost za MC38-K dva, za MC38-L pa pet. Ključnega pomena je, da dobro opredeljena neoepitopa Rpl18 in Adpgk nista bila prisotna v MC38-K, zato so T-celice, vzpostavljene proti njima, prepoznale in uničile MC38-L, ne pa tudi MC38-K. Rezultati, pridobljeni z eno podlinijo MC38, zato morda niso ponovljivi s celicami iz drugega vira.

Na splošno je profiliranje s pomočjo SNP-matrice izpostavilo problem aneuploidije in navzkrižne kontaminacije med pogosto uporabljanimi mišjimi celičnimi linijami; linija MC38 je bila ena od 99 linij, vključenih v ta nabor, od katerih se jih je 15 bistveno razlikovalo od navedenega genetskega ozadja [6]. Študija ne poroča o nobeni konkretni napaki pri avtentifikaciji za MC38, vendar pa kaže, da profiliranje STR samo po sebi morda ne zadošča za razlikovanje podlinij, ki izhajajo iz istega inbrednega seva, in ne razkriva kariotipskih sprememb. Raziskovalci, ki delajo z MC38, morajo uporabljati stroge metode avtentifikacije in dokumentirati natančno poreklo celic, uporabljenih v vsaki študiji.

Pri uporabi terminologije v zvezi z imunogenostjo MC38 je potrebna previdnost. V člankih iz 90. let in zgodnjih 2000-ih je MC38 pogosto opisana kot »slabo« ali »šibko« imunogeni tumor, saj se nemodificirane celice postopoma razmnožujejo v imunokompetentnih miših C57BL/6 [10] [11] [19]. Sodobna literatura s področja imunoonkologije namesto tega poudarja visoko mutacijsko obremenitev in občutljivost na zaviralce kontrolnih točk [3]. Oba opisa sta točna v svojem kontekstu, zato jih bralci ne bi smeli obravnavati kot protislovna.

MC38 kot kemično induciran mišji tumor ne vsebuje zaporedja gonilne mutacije, značilne za človeški kolorektalni rak. Cellosaurus ne vsebuje nobenega kuriranega vnosa o variacijah zaporedja za to linijo, vendar odsotnost opombe ne pomeni, da ključne spremembe niso prisotne: Schrörs in sodelavci so na primer v liniji MC38-L odkrili mutacijo Smad4, ki v liniji MC38-K ni bila prisotna. [3]. Ker se ti dve podliniji tako močno razlikujeta, se je treba izogibati splošnim trditvam o »tistem« mutacijskem profilu MC38, raziskovalci pa morajo preveriti genotip svoje lastne populacije. Nazadnje vnos o Cellosaurusu vsebuje opozorilo v zvezi z objavljenim mitohondrijskim genomom MCA38: deponirana sekvenca (KM820832.1) je sekvenca podgane, označena kot izvirajoča iz »izolata podgane 406«, kljub temu da je MC38 mišjega izvora [7], kar ponazarja, kako pomembno je preverjanje objavljenih podatkov o zaporedjih, povezanih s to linijo.

Oglejte si celotne tehnične podatke in oddajte naročilo

Uporaba celic MC38

Imunoterapija raka in raziskave imunskih kontrolnih točk

Model MC38 je postal temelj raziskav zaviralcev imunskih kontrolnih točk zaradi visoke mutacijske obremenitve in občutljivosti na blokado PD-1/PD-L1. Yadav in sodelavci so uporabili MC38 skupaj z drugim mišjim modelom za razvoj in validacijo postopka masne spektrometrije in sekvenciranja eksoma za napovedovanje imunogenih tumorskih mutacij. Od več kot 1.300 identificiranih sprememb aminokislin je bilo za približno 13 % napovedano, da se vežejo na MHC razreda I, pri čemer je bil le majhen delež tega potrjen z masno spektrometrijo; strukturno modeliranje je pokazalo, da so bile imunogene tiste mutacije, ki so bile izpostavljene topilu, cepljenje miši pa je potrdilo, da je vsak napovedani peptid sprožil terapevtsko aktivne odzive T-celic [5]. Ta prelomna študija je model MC38 uveljavila kot referenčni sistem za odkrivanje neoantigenov in pomagala opredeliti načela, ki se danes uporabljajo pri razvoju personaliziranih cepiv proti raku.

Tudi raziskave imunskega uravnavanja, ki ga posredujejo glikani, so se opirale na MC38. Cornelissen in sodelavci so s pomočjo CRISPR/Cas9 izklopili gen CMAS, ki kodira ključni encim poti sializacije, in s tem popolnoma onemogočili izražanje sialne kisline na celični površini [8]. V nasprotju s pričakovanji so te popolnoma desializirane celice MC38 v živo rasle znatno hitreje kot kontrolne, pokazale so zmanjšano pogostost CD8-pozitivnih T-celic znotraj tumorja in na način, neodvisen od antigena, povzročile apoptozo CD8-pozitivnih T-celic. Nizka ekspresija CMAS je bila v kohorti bolnikov s kolorektalnim rakom pri ljudeh povezana tudi s krajšim preživetjem brez ponovitve bolezni. Ta raziskava zato služi kot opozorilo za terapevtske strategije, usmerjene v odpravo sializacije tumorja, in uvršča MC38 med dragocene sisteme za raziskovanje interakcij med glikani in imunskim sistemom.

Slikanje PD-L1 z novimi PET-sledilci predstavlja še eno aktivno področje uporabe. Dva linearna radiotracera na osnovi peptidov, [^64Cu]/[^68Ga]HKP2201 in njegov dimer HKP2202, sta bila validirana v mišjih modelih z alotransplantati raka debelega črevesa MC38 in melanoma B16F10, pri čemer je bila ekspresija PD-L1 potrjena z imunofluorescenco in imunohistokemijo v obeh celičnih linijah in njihovih tumorjih [9]. Študije kompetitivnega vezanja in blokiranja so potrdile specifičnost cilja, slikanje s PET in biodistribucija ex vivo pa sta pokazali opazno akumulacijo v tumorju s hitrim izločanjem iz krvi in glavnih organov. Alotransplantat MC38 je tako zagotovil eno od referenčnih platform za ocenjevanje specifičnosti sledilcev v translacijskem razvoju neinvazivnega slikanja imunskih kontrolnih točk.

Genska terapija s citokini in inženirane ekstracelularne vezikle

Celice MC38 se široko uporabljajo kot slabo imunogeni model za testiranje strategij genske terapije na osnovi citokinov. Hiroishi in sodelavci so pokazali, da je transdukcija celic MC38 z genom za interferon-alfa (IFN-α) povzročila zavrnitev modificiranih celic pri 13 od 15 imunokompetentnih miši, in da je mešanje celic, transduciranih z IFN-α in CD80, povzročilo sinergistične protitumorske učinke, pri čemer je prišlo do zavrnitve pri 14 od 15 živali [10]. Eguchi in sodelavci so to delo razširili z neposredno primerjavo genetske terapije z IFN-α in interleukinom-12 (IL-12) v celicah MC38 in ugotovili, da je IFN-α induciral tumorsko specifične odzive citotoksičnih T-limfocitov in dolgotrajno imunost, medtem ko je IL-12 predvsem spodbujal nespecifično uničevanje, v katerem so sodelovale tako CD8-pozitivne T-celice kot tudi naravne celice ubijalke [11].

Rossowska in sodelavci so pomembno prispevali k temu področju z genskim inženirstvom celic MC38, da so sproščale ekstracelularne vezikle (EV), napolnjene z imunostimulativno vsebino [12]. Z uporabo lentiviralnih vektorjev so avtorji ustvarili podlinije MC38, ki prekomerno izražajo mišji IL-12, izražajo shRNA, usmerjen proti TGF-β1, ali oboje, ter pokazali, da je genska modifikacija izvornih celic učinkovit način za vnos želenih molekul tako v eksosome, ki izvirajo iz tumorja, kot v mikrovezikle. Modificirani eksosomi so zavirali rast tumorja pri miših s podkožnimi tumorji MC38, medtem ko eksosomi iz nemodificiranih celic tega niso storili. Najtrajnejši učinek je zahteval kombinacijo s cepivi na osnovi dendritičnih celic, ki so obnovila protitumorno imunost in sprožila sistemski odziv Th1 [12]. Študija je potrdila, da so modificirani eksosomi, pridobljeni iz MC38, adjuvans, ki lahko podpira specifičen protitumorski odziv, in ne samostojno cepivo.

V okviru raziskav tumorja MC38 so bili preučeni tudi eksosomi, pridobljeni iz mezenhimalnih stromalnih celic. Xing in sodelavci so v mezenhimalnih stromalnih celicah izključili GARP in pokazali, da so eksosomi iz teh celic (siGARP-MSC) in vitro zavirali proliferacijo, migracijo in invazijo celic MC38, zmanjšali izločanje IL-6 ter delno inaktivirali pot JAK1/STAT3 [13]. To kaže na obstoj parakrine osi med stromalnimi in tumorskimi celicami, na katero bi se lahko usmerili terapevtski ukrepi, čeprav so ugotovitve doslej omejene na celične kulture. Skupaj te študije ponazarjajo vsestranskost modela MC38 za ocenjevanje imunoterapevtskih strategij brez celic in na osnovi veziklov.

Tumorska imunologija, adhezija in izogibanje imunskemu odzivu

Interakcija med T-limfociti in tumorji MC38 je bila predmet podrobne mehanistične raziskave. MacKenzie, Hoskin in Blay so prvi poročali, da je adhezijo T-celic, aktiviranih z anti-CD3, na celice MCA-38 posredoval predvsem integrin VLA-4 (α4β1), in da jo spodbujata signalizacija proteinske tirozinske kinaze in proteinske kinaze C, medtem ko jo zavirajo cAMP-odvisne poti, pri čemer se regulativni mehanizem nahaja pretežno v efektorni celici [14]. Kasnejša študija iste skupine je sliko še natančneje opredelila: protitelesa proti α4 ali β7 ali proti VCAM-1 na tumorskih celicah so zavirala adhezijo, medtem ko protitelesa proti β1 tega niso storila, s čimer je bila kot prevladujoča os identificirana os α4β7–VCAM-1. Ta raziskava je prav tako pokazala, da adenosin, nukleozid, ki je obilno prisoten v hipoksičnem mikrookolju tumorja, zavira adhezijo T-celic prav z blokiranjem delovanja α4β7 [15]. Bralci naj upoštevajo, da obe študiji isti interakciji pripisujeta različne β-podenote.

Vloga naravnih celic ubijalk pri nadzoru metastaz MC38 v jetrih je bila preučena tako pri imunokompetentnih kot pri imunodeficientnih gostiteljih. Cohen in sodelavci so v ileokolno veno injicirali celice MCA-38 (LD-MCA-38) v ileokolno veno in ugotovili, da so konvencionalne miši C57BL/6 zadržale tumorske celice v jetrih in razvile jetrne žarišča, medtem ko so atimične gole miši v 24 urah odstranile približno 60 % označenih celic in niso razvile jetrnih lezij [16]. Neparenhimatske jetrne celice miši brez timusa ali miši, zdravljenih s poly(I:C) — vendar ne pri nezdravljenih konvencionalnih miših — so delovale citotoksično na LD-MCA-38, pri čemer je bila odgovorna populacija neadherentna in pozitivna na asialo-GM1 (AsGM1); zdravljenje z anti-AsGM1 je to zaščito odpravilo. Volpe in sodelavci so te ugotovitve razširili in pokazali, da je izčrpanje s protitelesom proti AsGM1 ali proti-NK1.1 znatno povečala jetrna žarišča in skrajšala preživetje, medtem ko je izčrpanje T-celic z anti-Thy1.2 znatno zmanjšalo žarišča, kar kaže, da so NK-celice, in ne T-celice, primarni efektorji, ki preprečujejo jetrne metastaze LD-MCA-38 [17]. Johnkoski in sodelavci so nadalje dokazali, da je en sam jetrni žarišče LD-MCA-38, vzpostavljeno z injekcijo pod jetrno kapsulo, okrepilo citotoksično in proliferativno funkcijo neparenhimalnih jetrnih celic, povečalo delež CD8-pozitivnih in γδ T-celic ter zvišalo ravni interleukina-6 in tumor nekrotičnega faktorja [18].

Rakova cepiva in identifikacija antigenov

Celice MC38 so služile kot zanesljiva platforma za razvoj in primerjavo strategij celotnih cepiv iz tumorskih celic. Hodge in Schlom sta primerjala retrovirusne in poxvirusne (vaccinia) vektorje za prenos kostimulativne molekule B7-1 v celice MC38 [19]. Oba vektorja sta povzročila enako izražanje B7-1 na površini in enako zaščito pred izpostavitvijo naravnim celicam MC38 14 dni kasneje. Pri ponovni izpostavitvi po 40 dneh pa je bilo retrovirusno cepivo manj učinkovito, cepivo na osnovi vektorja vakcinije pa je bilo znatno boljše pri preprečevanju uveljavljenih pljučnih metastaz (P = 0,0351; P = 0,024 pri miših, imuniziranih z vakcinijskim virusom; P = 0,0014 v kombinirani analizi). Študija je ugotovila, da je cepivo iz celih tumorskih celic na osnovi poxvirusa vsaj enako učinkovito kot, včasih pa tudi učinkovitejše od svojega retrovirusnega ekvivalenta – ta ugotovitev je vplivala na poznejšo klinično uporabo cepiv proti raku na osnovi poxvirusa. Lorenz in sodelavci so uporabili celice MC38, okužene z rekombinantnim virusom vakcinije, ki kodira mišji LFA-3 (CD48), da bi pokazali, da je pospešena ekspresija LFA-3 in vitro povečala proliferacijo, adhezijo in citotoksičnost T-celic ter popolnoma preprečila rast tumorja pri singenih miših C57BL/6, pri čemer je zagotovila delno zaščito pred kasnejšo izpostavitvijo z neokuženimi starševskimi celicami [20].

Hampton in sodelavci so na celicah MC38 uporabili identifikacijo tumorskih antigenov s pristopom SEREX; mišim C57BL/6 so vbrizgali celice MC38 in s pomočjo imunskih serumov pregledali ekspresijsko knjižnico, pridobljeno iz celic MC38 [21]. Ta pristop je kot kandidata za tumorska antigena identificiral endogeni beljakovinski ovoj (env) ekotropnega levkemijskega virusa in mišji beljakovinski ATRX, s čimer je razširil repertoar znanih mišjih tumorsko povezanih antigenov ter zagotovil orodja za študije mehanizmov delovanja cepiv. Takeda in sodelavci so ustvarili fuzijske celice iz tumorskih celic MC38 in dendritskih celic, vključno z dendritskimi celicami, izoliranimi iz gostiteljev z tumorjem, ter pokazali, da je cepljenje s katerim koli pripravkom povzročilo enako visoko citolitično aktivnost splenocitov proti MC38 in znatno zavrlo uveljavljene pljučne metastaze MC38 [22].

Drugačen pristop genske terapije je izkoristil imunost proti epitopu α(1,3)-galaktozil (αGal). Unfer in sodelavci so mišim z izklopljenim genom za α(1,3)-galaktoziltransferazo (αGT), ki tako kot ljudje nimajo tega epitopa in lahko proizvajajo protitelesa proti Gal, izpostavili rakave celice debelega črevesa MC38, ki izražajo αGal [23]. Miši, imunizirane z zajčjimi eritrociti, so razvile titere protiteles proti αGal, ki so se približevali tistim v človeškem serumu, predvsem IgG1 in IgG3, ter so v primerjavi z neimuniziranimi kontrolnimi skupinami miši brez tega gena in divjega tipa pokazale daljše preživetje in počasnejši razvoj tumorja. Študija zagotavlja in vivo dokaz koncepta za αGT kot samomorilni gen v genski terapiji raka debelega črevesa; komplementno posredovana liza celic, v katere je bil vnesen αGal, je bila že prej dokazana in vitro z uporabo človeškega seruma.

Nove terapevtske strategije in testiranje zdravil

Celice MC38 so bile uporabljene za oceno različnih farmakoloških in fizikalnih načinov zdravljenja raka debelega črevesa. Kuriyama in sodelavci so pokazali, da je elektropermeabilizacija in vitro močno povečala občutljivost mišjih celic kolorektalnega raka, vključno z MC38, na bleomicin, čeprav ne na 5-fluorouracil ali cisplatin [24]. V spremljajočih poskusih in vivo je elektrokemoterapija z bleomicinom ali cisplatinom povzročila popolno regresijo podkožnih kolorektalnih tumorjev pri petih oziroma štirih od osmih živali, kar je mogoče pripisati povečani akumulaciji zdravila znotraj tumorja; objavljeno poročilo ne navaja, katera od obeh celičnih linij je bila uporabljena za te presaditve. Manome in sodelavci so s celicami MC38 pokazali, da je ultrazvokom posredovano prenašanje genov omogočilo transfekcijo gole plazmidne DNK v celice karcinoma debelega črevesa tako in vitro kot v tumorjih MC38, ki so rasli v singenih miših, s čimer so dokazali izvedljivost mehanskega ultrazvoka kot neviralne tehnike prenosa genov [25].

Proleke diklofenaka, substituirane s karboranom, so bile ponovno ocenjene z uporabo modela MC38. Med na novo zasnovano serijo je zwitterionski amidin z nido-sklopom uničil vitalnost celic MC38 že v nizkem mikromolarni območju, deloval pa je predvsem prek močnega zaviranja celične delitve in zmerne apoptoze, ki jo je spremljalo zmanjšanje reaktivnih kisikovih in dušikovih spojin, medtem ko sam diklofenak in z karboranom substituirani oksindoli niso bili citotoksični [26]. Optogenetski pristopi so prav tako uporabili celice MC38: Celice MC38 in B16F10, ki izražajo svetlobno pogonjeno navzven usmerjeno protonno črpalko archaerhodopsin-3 (AR3), so ob obsevanju z zeleno svetlobo doživele apoptično celično smrt, tumorji, ki izražajo AR3 in so bili presajeni v miši C57BL/6, pa so po obsevanju pokazali izrazito skrčenje ali zavirano rast [27]. Park in sodelavci so celice MC38 uporabili kot kontrolno skupino za karcinom debelega črevesa v študiji genske terapije, usmerjene v melanom, pri čemer so izkoristili konstrukte promotorjev/povečevalcev, specifične za melanocite, povezane z genom purinske nukleozidfosforilaze Escherichia coli; 96 % celic MC38 je po zdravljenju s predzdravilom ostalo živih, kar potrjuje izražanje, omejeno na tkivo [28].

Zaključek

Celice MC38 zavzemajo osrednjo vlogo v raziskavah kolorektalnega raka in imunoonkologije. Njihova singenna združljivost z mišmi C57BL/6, visoka mutacijska obremenitev, bogat nabor neoantigenov ter občutljivost na zaviralce imunskih kontrolnih točk jih skupaj uvrščajo med najbolj informativne predklinične modele za preučevanje neoplazem debelega črevesa, odzivov CD8-pozitivnih T-limfocitov, tumorjev povezanih makrofagov, rakavih cepiv ter biologije poti receptorja programirane celične smrti 1. Desetletja objavljenih raziskav so potrdila veljavnost tega modela na področjih genske terapije, biologije adhezije, metastaz v jetrih in ocenjevanja novih zdravil, medtem ko novejše študije, ki izkoriščajo ekstracelularne vezikle, PET-slikanje in optogenetiko, še naprej širijo njegovo translacijsko relevantnost. Glede na dokumentirane razlike med podlinijami je treba za vsako študijo zabeležiti poreklo in preveriti genotip. Raziskovalci, ki potrebujejo zanesljiv, dobro karakteriziran mišji model kolorektalnega karcinoma, lahko celice MC38 naročijo ali se o njih pozanimajo neposredno na spletni strani cytion.com.

Ključne publikacije

1. Corbett TH, Griswold DP Jr, Roberts BJ, et al. (1975) Odnosi pri indukciji tumorjev pri razvoju presadljivih rakov debelega črevesa pri miših za preskuse kemoterapije, z opombo o strukturi rakotvornih snovi. Cancer Research 35:2434–2439. PMID: 1149045
2. Tan MH, Holyoke ED, Goldrosen MH (1976) Adenokarcinomi debelega črevesa pri miših: metode za selektivno gojenje 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, et al. (2023) Linije celic kolorektalnih tumorjev MC38 iz dveh različnih virov kažejo znatne razlike v transkriptomu, mutanomu in izražanju neoantigenov. Frontiers in Immunology 14:1102282. PMID: 36969213 · DOI: 10.3389/fimmu.2023.1102282
4. Morimoto-Tomita M, Ohashi Y, Matsubara A, et al. (2005) Celice karcinoma debelega črevesa miši, vzpostavljene za visoko incidenco eksperimentalnih jetrnih metastaz, kažejo pospešeno in od pritrditve neodvisno rast. 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) Napovedovanje imunogenih tumorskih mutacij s kombinacijo masne spektrometrije in sekvenciranja eksoma. Nature 515:572–576. PMID: 25428506 · DOI: 10.1038/nature14001
6. Didion JP, Buus RJ, Naghashfar Z, et al. (2014) Profiliranje mišjih celičnih linij s pomočjo SNP-matrice omogoča identifikacijo njihovih izvornih sevov ter razkriva navzkrižno kontaminacijo in razširjeno aneuploidijo. BMC Genomics 15:847. PMID: 25277546 · DOI: 10.1186/1471-2164-15-847
7. Zhang CF, Yu XJ, Wang BY, et al. (2016) Zaporedje celotnega mitohondrijskega genoma celične linije MCA38, izvorne iz raka debelega črevesa pri podganah. Mitochondrial DNA Part A 27:2034–2035. PMID: 25434994 · DOI: 10.3109/19401736.2014.974176 — glej opozorilo v vnosu CVCL_B288 v bazi podatkov Cellosaurus.
8. Cornelissen LAM, Blanas A, van der Horst JC, et al. (2019) Motnja presnove sialne kisline spodbuja rast tumorja s povečanjem apoptoze CD8+ T-celic. 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-sledilci na osnovi linearnih peptidov za slikanje PD-L1 v tumorjih. Molecular Pharmaceutics 20:4256–4267. PMID: 37368947 · DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.3c00382
10. Hiroishi K, Tüting T, Tahara H, Lotze MT (1999) Genska terapija z interferonom alfa v kombinaciji s transdukcijo CD80 zmanjšuje tumorigenost in rast uveljavljenega tumorja v slabo imunogenih tumorskih modelih. Gene Therapy 6:1988–1994. PMID: 10637450 · DOI: 10.1038/sj.gt.3301034
11. Eguchi J, Hiroishi K, Ishii S, Mitamura K (2003) Genska terapija raka z interferonom alfa in interleukinom-12: interferon alfa inducira tumorsko specifične imunski odzive, medtem ko interleukin-12 spodbuja nespecifično uničevanje. 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) Protitumorski potencial ekstracelularnih veziklov, ki jih sproščajo gensko spremenjene mišje celice karcinoma debelega črevesa s prekomerno ekspresijo interleukina-12 in shRNA za 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) Mezenhimalne stromalne/izvorne celice z zmanjšano ekspresijo GARP zavirajo celično proliferacijo in invazijo mišičih celic raka debelega črevesa (MC38) prek eksosomov. Journal of Cellular and Molecular Medicine 24:13984–13990. PMID: 33155413 · DOI: 10.1111/jcmm.16008
14. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (1999) Adhezijo mišičih T-celic, aktiviranih z anti-CD3, na singene celice adenokarcinoma debelega črevesa diferencialno uravnavajo poti, odvisne od proteinske tirozinske kinaze, proteinske kinaze C in cAMP v efektornih celicah. Biochemical and Biophysical Research Communications 255:460–465. PMID: 10049731 · DOI: 10.1006/bbrc.1999.0232
15. MacKenzie WM, Hoskin DW, Blay J (2002) Adenozin zavira adhezijo T-limfocitov na celice adenokarcinoma debelega črevesa, posredovano prek integrina 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) Vloga asialo-GM1-pozitivnih jetrnih celic iz atimičnih golih miši ali miši, zdravljenih s poliinozinsko-policitidilno kislino, pri zaviranju eksperimentalnih jetrnih metastaz, ki izvirajo iz debelega črevesa. Cancer Research 50:1834–1840. PMID: 2306736
17. Volpe CM, Mehta N, Kim U, et al. (1999) AsGM1+ NK-celice preprečujejo metastaze invazivnih tumorskih celic LD-MCA-38 pri golih miših. 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) Jetrne metastaze spreminjajo imunsko funkcijo neparenhimalnih celic mišjih jeter. Archives of Surgery 127:1325–1329. PMID: 1444795 · DOI: 10.1001/archsurg.1992.01420110073015
19. Hodge JW, Schlom J (1999) Primerjalne študije retrovirusnega in poxvirusnega vektorja v cepivih iz celih tumorskih celic. Cancer Research 59:5106–5111. PMID: 10537283
20. Lorenz MG, Kantor JA, Schlom J, Hodge JW (1999) Indukcija protitumorske imunosti, ki jo sprožijo tumorske celice, ki izražajo mišji analog LFA-3 prek rekombinantnega vakcinijskega virusa. Human Gene Therapy 10:623–631. PMID: 10094205 · DOI: 10.1089/10430349950018698
21. Hampton TA, Conry RM, Khazaeli MB, et al. (2000) Analiza SEREX za identifikacijo tumorskih antigenov v mišjem modelu adenokarcinoma. Cancer Gene Therapy 7:446–455. PMID: 10766351 · DOI: 10.1038/sj.cgt.7700124
22. Takeda A, Homma S, Okamoto T, et al. (2003) Fuzije nezrelih dendritskih celic s tumorskimi celicami sprožajo močno protitumorno imunost. 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) Imunost proti alfa(1,3)-galaktozilnemu epitopu zagotavlja zaščito pri miših, izpostavljenih rakavim celicam debelega črevesa, ki izražajo alfa(1,3)-galaktozil-transferazo: nov samomorilni gen za gensko terapijo raka. Cancer Research 63:987–993. PMID: 12615713
24. Kuriyama S, Matsumoto M, Mitoro A, et al. (2000) Elektrokemoterapija za kolorektalnega raka s splošno uporabljenimi kemoterapevtskimi sredstvi v mišjem modelu. Digestive Diseases and Sciences 45:1568–1577. PMID: 11007108 · DOI: 10.1023/a:1005565027969
25. Manome Y, Nakamura M, Ohno T, Furuhata H (2000) Ultrazvok olajša prenos gole plazmidne DNK v celice karcinoma debelega črevesa in vitro in in vivo. Human Gene Therapy 11:1521–1528. PMID: 10945766 · DOI: 10.1089/10430340050083252
26. Selg C, Gordić V, Krajnović T, et al. (2024) Preoblikovanje in ovrednotenje predzdravil na osnovi diklofenaka, substituiranih s karboranom, ter njihovega protirakavega potenciala. Scientific Reports 14:30488. PMID: 39681576 · DOI: 10.1038/s41598-024-81414-x
27. Nakao S, Kojima K, Sato K, et al. (2025) Optogenetsko zdravljenje raka z uporabo svetlobno aktivirane navzven usmerjene protonske črpalke rodopsina 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) Povečanje ekspresije genov, specifičnih za melanom, z uporabo tandemskega ojačevalca, specifičnega za melanocite, povzroči povečano citotoksičnost gena za purinsko nukleozidno fosforilazo v melanomu. Human Gene Therapy 10:889–898. PMID: 10223723 · DOI: 10.1089/10430349950018292

Bibliografski podatki in povzetki so pridobljeni iz baze podatkov PubMed. Metapodatki o celični liniji iz vnosa za MC-38 v bazi podatkov Cellosaurus (RRID:CVCL_B288).