NCI-H226 Cells in Mesothelioma Research Applications

เซลล์ NCI-H226 ในการวิจัยเกี่ยวกับมะเร็งเยื่อหุ้มปอด

มะเร็งเยื่อหุ้มปอดชนิดร้ายแรง (MPM) เป็นมะเร็งทรวงอกที่มีความรุนแรงสูง มีทางเลือกในการรักษาจำกัด และมีพยากรณ์โรคที่ไม่ดีสายเซลล์ NCI-H226 ซึ่งสร้างขึ้นจากผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งปอดชนิดเซลล์สความัส ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการวิจัยเกี่ยวกับมะเร็งเยื่อหุ้มปอด แม้ว่าจะมีต้นกำเนิดมาจากมะเร็งปอดก็ตาม เนื่องจากมีลักษณะทางโมเลกุลและฟีโนไทป์ที่คล้ายคลึงกับเซลล์มะเร็งเยื่อหุ้มปอด สายเซลล์นี้ให้แบบจำลองในหลอดทดลองที่สามารถนำมาใช้ศึกษาได้สะดวก สำหรับการค้นหากลยุทธ์การรักษาที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งปอดและมะเร็งเยื่อหุ้มปอด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงความใกล้ชิดทางกายวิภาคและปัจจัยเสี่ยงต่อการสัมผัสที่คล้ายคลึงกันระหว่างมะเร็งทั้งสองชนิดนี้

ประเด็นสำคัญ

• เซลล์ NCI-H226 ทำหน้าที่เป็นแบบจำลองสำหรับมะเร็งทรวงอก รวมถึงการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับชีววิทยาของมะเร็งเยื่อหุ้มปอด
• เซลล์ไลน์แสดงลักษณะทางสัณฐานวิทยาแบบเยื่อบุผิวและการแสดงออกของเครื่องหมายเมเซนไคม์ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของมะเร็งเยื่อบุช่องท้อง
• NCI-H226 แสดงความไวต่อเคมีบำบัดที่ใช้เพเมเทร็กซ์เป็นฐานซึ่งใช้ในการรักษาโรคมะเร็งเยื่อหุ้มปอด
• แบบจำลองนี้ช่วยให้สามารถประเมินแนวทางการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัดที่กำลังเกิดขึ้นใหม่สำหรับมะเร็งทรวงอก
• การศึกษาเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งเยื่อหุ้มปอด BAP1 และอื่นๆ ใช้ NCI-H226 เป็นแบบจำลองเปรียบเทียบ

การจำแนกลักษณะทางโมเลกุลของ NCI-H226

NCI-H226 ถูกสร้างขึ้นจากน้ำในช่องเยื่อหุ้มปอดของผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งปอดชนิดเซลล์สความัส แม้ว่าจะไม่ใช่เซลล์ไลน์ที่มาจากมะเร็งเยื่อหุ้มปอดเมโซธีลิโอมา แต่ NCI-H226 แสดงลักษณะทางโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยมะเร็งเยื่อหุ้มปอดเมโซธีลิโอมา รวมถึงรูปร่างของเซลล์ที่เป็นแบบเยื่อบุและการแสดงออกของตัวบ่งชี้เมเซนไคม์ การวิเคราะห์จีโนมอย่างครอบคลุมได้ระบุการกลายพันธุ์และการเปลี่ยนแปลงจำนวนสำเนาของยีนซึ่งให้ข้อมูลสำหรับการศึกษาความอ่อนไหวต่อการรักษาที่สามารถนำไปใช้กับมะเร็งทรวงอกได้

สายเซลล์นี้แสดงรูปแบบการแสดงออกของมะเร็งทรวงอกที่เป็นลักษณะเฉพาะ รวมถึงการแสดงออกของ cytokeratin ที่เป็นบวกและการแสดงออกของ mesothelin ที่หลากหลาย Mesothelin ซึ่งมีการแสดงออกมากเกินไปในมะเร็งเยื่อหุ้มปอดและมะเร็งเยื่อบุอื่นๆ ทำหน้าที่เป็นเป้าหมายสำหรับยาที่จับกับแอนติบอดีและเซลล์ T ที่มีตัวรับแอนติเจนแบบลูกผสม (CAR-T) ซึ่งอยู่ระหว่างการพัฒนางานวิจัยทางคลินิก การแสดงออกของ mesothelin ใน NCI-H226 ช่วยให้สามารถประเมินวิธีการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันที่กำลังเกิดขึ้นเหล่านี้ในระยะก่อนคลินิกได้

เซลล์ NCI-H226มีให้บริการสำหรับการวิจัยที่ต้องการแบบจำลองมะเร็งทรวงอก สำหรับการศึกษาเปรียบเทียบเซลล์ NCI-H2452ที่มาจากมะเร็งเยื่อหุ้มปอดให้แบบจำลองมะเร็งเยื่อหุ้มปอดที่แท้จริง สายพันธุ์เซลล์มะเร็งปอดเพิ่มเติมรวมถึงเซลล์ NCI-H460 และเซลล์ NCI-H1299ช่วยให้สามารถสร้างชุดทดสอบมะเร็งทรวงอกที่ครอบคลุมได้

การวิเคราะห์ความไวต่อเคมีบำบัด

NCI-H226 แสดงความไวต่อเคมีบำบัดที่ใช้เพเมเทร็กซ์เป็นฐาน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการรักษามะเร็งเยื่อหุ้มปอด เพเมเทร็กซ์ ซึ่งเป็นสารต้านโฟเลต ยับยั้งเอนไซม์หลายชนิดในกระบวนการเมตาบอลิซึมของโฟเลต รวมถึงไทมีดีเลตซินเทส ไดไฮโดรโฟเลตรีดักเตส และไกลซินามิดไรโบนิวคลีโอไทด์ฟอร์มิลทรานสเฟอเรส ความไวสัมพันธ์กับการแสดงออกของไทมีดีเลตซินเทสในระดับต่ำ ซึ่งอาจเป็นไบโอมาร์คเกอร์ที่ทำนายผลได้

การบำบัดด้วยเคมีบำบัดแบบผสมผสานด้วยซิสพลาตินและเพเมเทร็กซ์ ซึ่งเป็นมาตรฐานการรักษาเมโสธีเลียมในระยะแรก ได้ผลในการทำลายเซลล์แบบเสริมฤทธิ์กันในเซลล์ NCI-H226 ความเสริมฤทธิ์นี้เกี่ยวข้องกับกลไกที่เสริมกันในการทำลายการสังเคราะห์ดีเอ็นเอและเส้นทางการซ่อมแซมดีเอ็นเอ การศึกษาลักษณะการตอบสนองต่อขนาดยาในเซลล์ NCI-H226 ช่วยให้สามารถกำหนดขนาดยาทางคลินิกและปรับตารางการรักษาให้เหมาะสมสำหรับการใช้ยาแบบผสมผสาน

กลไกการดื้อต่อแพลทินัมที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งทรวงอกสามารถศึกษาได้โดยใช้เซลล์ NCI-H226 และแบบจำลองที่เกี่ยวข้องเซลล์ A549ให้แบบจำลองมะเร็งปอดชนิดอะดีโนคาร์ซิโนมาที่ไวต่อซิสพลาตินในขณะที่เซลล์ A549/DDPเป็นตัวแทนของการดื้อต่อซิสพลาตินที่เกิดขึ้นภายหลัง แบบจำลองคู่เหล่านี้ช่วยให้สามารถศึกษาเชิงกลไกเกี่ยวกับการพัฒนาการดื้อยาที่เกี่ยวข้องกับการรักษามะเร็งเยื่อหุ้มปอดได้

การประเมินการตอบสนองต่อการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัด

ตัวยับยั้งจุดตรวจภูมิคุ้มกันได้เปลี่ยนแปลงการรักษาโรคมะเร็งเยื่อหุ้มปอดจากแร่ใยหิน โดย nivolumab ร่วมกับ ipilimumab ได้รับการอนุมัติเมื่อไม่นานมานี้สำหรับโรคที่ไม่สามารถผ่าตัดได้ NCI-H226 แสดงออกของ PD-L1 ทำให้สามารถประเมินผลของตัวยับยั้งจุดตรวจต่อปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ภูมิคุ้มกันกับเนื้องอกในระบบร่วมเพาะเลี้ยง การแสดงออกของ PD-L1 ที่หลากหลายภายใต้สภาวะที่แตกต่างกันสามารถจำลองความไม่สม่ำเสมอที่พบในเนื้องอกของผู้ป่วยได้

การบำบัดด้วยเซลล์ CAR-T ที่มุ่งเป้าไปที่เมโซธีลินเป็นแนวทางที่มีแนวโน้มสำหรับการรักษาโรคมะเร็งเยื่อหุ้มปอด NCI-H226 ที่แสดงออกเมโซธีลินช่วยให้สามารถศึกษาประสิทธิภาพและความปลอดภัยของ CAR-T ในระยะก่อนคลินิก โดยประเมินการฆ่าเซลล์เป้าหมาย การปล่อยไซโตไคน์ และการคงอยู่ของเซลล์ T การศึกษาเหล่านี้ให้ข้อมูลสำหรับการพัฒนา CAR-T ในทางคลินิกสำหรับมะเร็งทรวงอกที่แสดงออกเมโซธีลิน

แบบจำลองการเพาะเลี้ยงร่วมของเซลล์ภูมิคุ้มกันประเมินผลของตัวยับยั้งจุดตรวจTHP-1 เซลล์ที่แยกตัวเป็นแมคโครฟาจจำลองปฏิสัมพันธ์ของแมคโครฟาจที่เกี่ยวข้องกับเนื้องอกกับ NCI-H226เซลล์ Jurkat E6.1ให้แบบจำลองเซลล์ T สำหรับการประเมินการยับยั้งแกน PD-1/PD-L1เซลล์ K562ช่วยให้การศึกษาความเป็นพิษของเซลล์ NK ที่เกี่ยวข้องกับแนวทางการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัดแบบผสมผสาน

การศึกษาเกี่ยวกับ BAP1 และเส้นทางการยับยั้งเนื้องอก

การสูญเสียโปรตีนยับยั้งเนื้องอก BRCA1-associated protein 1 (BAP1) เกิดขึ้นในประมาณ 60% ของมะเร็งเยื่อหุ้มปอดและมีความสัมพันธ์กับการพยากรณ์โรคที่ดีขึ้นแต่มีความเปราะบางต่อการรักษาที่เปลี่ยนแปลงไป ในขณะที่เซลล์ไลน์ NCI-H226 แสดง BAP1 ชนิดปกติ แต่เซลล์ไลน์นี้ช่วยให้สามารถศึกษาเปรียบเทียบกับแบบจำลองมะเร็งเยื่อหุ้มปอดที่ขาด BAP1 เพื่อระบุเป้าหมายการรักษาและกลไกการดื้อยาที่ขึ้นกับ BAP1

BAP1 ทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ดีอูบิควิทิเนสที่ควบคุมกระบวนการเซลล์หลากหลาย รวมถึงการตอบสนองต่อความเสียหายของดีเอ็นเอ การดำเนินของวัฏจักรเซลล์ และการเผาผลาญ เมโสเธลิโอมาที่ขาด BAP1 แสดงความไวที่เพิ่มขึ้นต่อสารยับยั้ง EZH2 ซึ่งให้กลยุทธ์การรักษาแบบสังเคราะห์ถึงตาย NCI-H226 ซึ่งเป็นเซลล์ควบคุมที่มี BAP1 ช่วยให้สามารถแยกแยะผลของยาที่ขึ้นกับ BAP1 กับผลที่ไม่ขึ้นกับ BAP1 ได้

การเปลี่ยนแปลงเส้นทางดัดแปลงฮิสโตนในมะเร็งเยื่อหุ้มปอดมีมากกว่า BAP1 โดยรวมถึงการเปลี่ยนแปลง NF2, CDKN2A และ SETD2 ที่พบได้บ่อย NCI-H226 ช่วยให้สามารถศึกษาเส้นทางเหล่านี้และประเมินแนวทางการบำบัดแบบอีพิเจเนติกสำหรับมะเร็งทรวงอกได้ สายเซลล์นี้ตอบสนองต่อตัวยับยั้ง HDAC ซึ่งสนับสนุนการพัฒนาทางคลินิกของสารเหล่านี้สำหรับมะเร็งเยื่อหุ้มปอด

การสร้างแบบจำลองสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอก

มะเร็งเยื่อหุ้มปอดชนิดมีโซธีลิโอมาพัฒนาขึ้นภายในช่องเยื่อหุ้มปอดซึ่งเซลล์มะเร็งมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์เยื่อหุ้มปอด, ไฟโบรบลาสต์, และเซลล์ภูมิคุ้มกัน ระบบเพาะเลี้ยงแบบสามมิติที่รวม NCI-H226 กับส่วนประกอบของสโตรมาจำลองปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ได้แม่นยำกว่าการเพาะเลี้ยงแบบชั้นเดียว การเพาะเลี้ยงแบบทรงกลมและออร์กาโนอยด์เผยให้เห็นกลไกการดื้อยาที่ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมจุลภาคซึ่งเกี่ยวข้องกับความล้มเหลวในการรักษาทางคลินิก

การเพาะเลี้ยงร่วมของไฟโบรบลาสต์ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งกับ NCI-H226 ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อยาและส่งเสริมลักษณะการรุกรานของเซลล์ มิติการเจริญเติบโตจากไฟโบรบลาสต์รวมถึง HGF และ FGF กระตุ้นเส้นทางสัญญาณที่เลี่ยงการควบคุมในเซลล์เนื้องอก การมุ่งเป้าไปที่ปฏิสัมพันธ์แบบพาราครินเหล่านี้ถือเป็นกลยุทธ์การผสมผสานเพื่อเอาชนะความต้านทานที่เกิดจากสภาพแวดล้อมรอบเซลล์

องค์ประกอบของเมทริกซ์นอกเซลล์มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมและการตอบสนองต่อยาของเซลล์ NCI-H226 การเพาะเลี้ยงบนพื้นผิวคอลลาเจน ไฟโบรเนกติน หรือมาทริเจล จะเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ การกระตุ้นเส้นทางการส่งสัญญาณ และความไวต่อเคมีบำบัด ผลกระทบที่ขึ้นกับเมทริกซ์เหล่านี้จำลองลักษณะสโตรมาแบบเดสมอพลาสติกซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของเนื้องอกเมโสเธลิโอมา

การพัฒนาแบบจำลองในสิ่งมีชีวิต

การปลูกถ่ายเนื้องอก NCI-H226 ในหนูที่ขาดภูมิคุ้มกันช่วยให้สามารถศึกษาประสิทธิภาพในร่างกายจริงสำหรับยาที่มีศักยภาพซึ่งแสดงฤทธิ์ในหลอดทดลองได้ การปลูกถ่ายแบบใต้ผิวหนังและแบบออร์โธโทปิก (ในช่องเยื่อหุ้มปอด) ให้บริบทที่แตกต่างกันสำหรับการประเมินการกระจายตัวของยา ประสิทธิภาพ และความทนต่อยา แบบจำลองออร์โธโทปิกสามารถจำลองสภาพแวดล้อมจุลภาคของมะเร็งเยื่อหุ้มปอดได้ใกล้เคียงกับภาวะจริงมากกว่า รวมถึงการพัฒนาของน้ำในช่องเยื่อหุ้มปอด

แบบจำลองเนื้องอกที่ปลูกถ่ายจากผู้ป่วย (PDX) ช่วยเสริมการศึกษาใน NCI-H226 โดยรักษาความถูกต้องของความหลากหลายของเนื้องอกต้นฉบับได้ดีกว่า การเปรียบเทียบการตอบสนองของ PDX กับ NCI-H226 ช่วยระบุตัวยาที่มีศักยภาพในการออกฤทธิ์ในหลายระบบแบบจำลอง เพิ่มความมั่นใจในการนำไปใช้ทางคลินิก วิธีการประเมินแบบคู่ขนานนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการพัฒนายา

การปรับสภาพวัฒนธรรมให้เหมาะสมช่วยให้การปลูกถ่ายอวัยวะในสัตว์ทดลองเป็นไปอย่างสม่ำเสมอRPMI 1640 Mediumให้สภาวะวัฒนธรรมมาตรฐานสำหรับ NCI-H226 ในขณะที่นักวิจัยบางรายใช้สูตรDMEM/Ham's F12 Freeze Medium CM-1ช่วยให้สามารถเก็บรักษาสต็อกที่ได้รับการจำแนกไว้สำหรับการศึกษาการปลูกถ่ายอวัยวะในสัตว์ทดลองในระยะยาวได้

ข้อพิจารณาด้านคุณภาพสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับมะเร็งเยื่อหุ้มปอด

การระบุสายพันธุ์เซลล์อย่างถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการวิจัยเกี่ยวกับมะเร็งเยื่อหุ้มปอด เนื่องจากความหายากของมะเร็งชนิดนี้และปัญหาในอดีตเกี่ยวกับการระบุสายพันธุ์เซลล์ผิดพลาดการตรวจสอบความถูกต้องของสายพันธุ์เซลล์ผ่านการวิเคราะห์STR ช่วยยืนยันตัวตนของ NCI-H226 และแยกแยะออกจากสายพันธุ์เซลล์มะเร็งเยื่อหุ้มปอดที่แท้จริง การตรวจสอบนี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งก่อนเริ่มการศึกษาเชิงกลไกหรือการค้นหาตัวยาใหม่

การทดสอบไมโคพลาสมาช่วยป้องกันผลกระทบที่สับสนจากมลภาวะต่อผลการทดลอง การติดเชื้อไมโคพลาสมาเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญของเซลล์, การเจริญเติบโต, และ ความไวต่อยาในลักษณะที่อาจทำให้ผลการทดลองไม่ชัดเจนซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับชีววิทยา การทดสอบเป็นประจำตลอดระยะเวลาการทดลองช่วยรักษาความสมบูรณ์ของวัฒนธรรม

การบันทึกหมายเลขรุ่นเพาะเลี้ยงและเงื่อนไขการเพาะเลี้ยงช่วยให้สามารถทำซ้ำได้ในการศึกษาต่างๆ ลักษณะทางฟีโนไทป์ของเซลล์ NCI-H226 อาจเปลี่ยนแปลงเมื่อเพาะเลี้ยงเป็นเวลานาน ซึ่งอาจส่งผลต่อโปรไฟล์ความไวต่อยา การเก็บรักษาเซลล์รุ่นเพาะเลี้ยงต่ำภายใต้เงื่อนไขมาตรฐานที่สม่ำเสมอช่วยให้ได้วัสดุเริ่มต้นที่คงที่สำหรับการทดลองที่ต้องการการเปรียบเทียบโดยตรง

สรุป

เซลล์ NCI-H226 เป็นแบบจำลองที่มีคุณค่าสำหรับการวิจัยมะเร็งทรวงอก รวมถึงการศึกษาที่มีนัยสำคัญต่อการรักษาโรคเมโสเธลิโอมาความไวของสายเซลล์ต่อเคมีบำบัดที่ใช้ pemetrexed เป็นฐาน การแสดงออกของเป้าหมายการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันวิทยา และความเหมาะสมต่อการดัดแปลงทางพันธุกรรม สนับสนุนการประยุกต์ใช้ในงานวิจัยที่หลากหลาย แม้ว่า NCI-H226 จะไม่ใช่สายเซลล์ที่มาจากมะเร็งเยื่อหุ้มปอดโดยตรง แต่ก็มีลักษณะโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับโรคนี้และช่วยเสริมแบบจำลองมะเร็งเยื่อหุ้มปอดที่แท้จริงในโปรแกรมวิจัยที่ครอบคลุม การศึกษาลักษณะเฉพาะอย่างต่อเนื่องและการควบคุมคุณภาพที่เหมาะสมจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงการมีส่วนร่วมที่เชื่อถือได้ในการพัฒนากลยุทธ์การรักษาที่ดีขึ้นสำหรับมะเร็งทรวงอก