CT26-Luc:结肠癌原位小鼠模型:对免疫肿瘤学研究的意义

作者:Patrick Allison,博士,|科学家,科学发展
日期: 2020年12月


利用免疫系统固有的抗肿瘤活性来对抗癌症的疗法的出现,代表了肿瘤治疗的范式转变,永久性地改变了我们如何对抗癌症的未来。

结直肠癌(CRC)是整个癌症疾病的主要贡献者,占所有癌症病例的10%;2018年,全球新增CRC病例超过100万例,导致50多万人死亡1。临床治疗包括非转移性结肠癌手术切除后辅助化疗,转移性CRC采用更有针对性的治疗2。最近的临床研究表明,免疫检查点抑制在不可切除、转移性高微卫星不稳定性(MSI-H)或错配修复缺陷(dMMR)结直肠癌患者的治疗中取得了强有力的结果3.。临床效益如此之大,以至于Keytruda(靶向人类PD-1免疫检查点蛋白的单克隆抗体)在2020年夏天被批准作为符合这三个标准的CRC患者的一线治疗方法4。有了免疫治疗CRC的新前景,需要高度转化的疾病临床前模型来评估新型免疫肿瘤药物的有效性。金博宝188网址

评估针对免疫系统的治疗方法的疗效需要临床前肿瘤模型,该模型具有完整的免疫系统,可供测试剂操作。金博宝188网址同基因肿瘤模型代表了这样一种策略,其中小鼠来源的癌细胞在肿瘤细胞来源的免疫能力小鼠品系中生长形成肿瘤。我们广泛使用CT26。将WT小鼠结肠癌作为雌性Balb/c小鼠的皮下肿瘤模型,以评估免疫肿瘤药物的疗效-见我们之前的模型聚光灯下的工作(可根据要求获得其他数据):

我们认识到皮下肿瘤模型的实验和转化局限性,与来自起源器官的肿瘤相比,拥有不同的肿瘤微环境,包括但不限于,可以影响免疫治疗反应的不同免疫细胞谱5、6。将肿瘤细胞植入原发组织,即原位肿瘤植入,旨在纠正皮下研究的局限性,并增加模型的潜在可翻译性。

在这个模型聚光灯下,我们将提供使用CT26的稳健和可重复的原位小鼠肿瘤模型的数据。WT型结肠癌,可靠的植入手术方法和验证对检查点抑制的反应。

所有的动物工作都得到了现场机构动物护理和使用委员会的批准,并在aaalac认可的项目中按照《实验动物护理和使用指南》进行,所有研究都预先确定了人道安乐死标准。

CT26原位生长。WT-luc肿瘤

为了能够纵向评估肿瘤在原位位置的进展,CT26。WT小鼠结肠癌细胞被稳定转染以表达萤火虫荧光素酶,该酶能够通过生物发光成像(BLI)对生长进行无创监测。Naïve Balb/c小鼠皮下接种得到的CT26。WT-luc细胞并允许建立皮下肿瘤。Fiegle等人将皮下肿瘤切除并切割成碎片,移植到naïve Balb/c小鼠盲肠上。7通过BLI评估小鼠的肿瘤生长,每周两次,持续四周,以纵向监测肿瘤生长(图1),从肿瘤植入后三天开始。记录体重、每日临床观察和临终尸检观察。

图1。CT26的生长动力学。WT-luc来源的肿瘤原位植入Balb/c小鼠

图1 -原位植入CT26后肿瘤负荷的纵向监测。20只Balb/c小鼠WT-luc肿瘤片段生物发光成像。植入后3天开始生物发光,显示组均值(A)和个体值(B)。

肿瘤负荷的进展是稳健的和最小的变化。根据BLI和尸检结果,肿瘤植入率为95%,未见肿瘤自发消退。BLI衍生的肿瘤体积倍增时间(Td)为1.5天,研究中位时间为21天。

与疾病进展相关的常见临床观察是由于肿瘤生长和体重增加引起的腹胀(数据未显示)。尸检发现盲肠有大的原发肿块,肝脏和腹壁有小结节。结肠上的原发肿瘤被观察到与结肠有较大的血管整合,表明肿瘤有效地募集血管。我们的下一个方法是利用这个模型来确定免疫肿瘤药物的疗效。

原位CT26检查点抑制。WT-luc肿瘤模型

Naïve Balb/c小鼠手术植入CT26。如前所述的WT-luc肿瘤片段。术后3天进行BLI分期,并根据BLI值分为治疗组。通过腹腔注射10mg/kg同型对照(克隆LTF-2)、抗mpd - l1(克隆10F.9G2)、抗mctla -4(克隆9D9)或抗mpd -1(克隆RMP1-14),每周两次,持续两周。所有抗体均来自BioXCell公司(Lebanon, New Hampshire, USA)。对动物进行监测,包括每周两次BLI测量肿瘤负荷,每周3次体重采集,每日临床观察和晚期尸检观察。

图2 -原位植入CT26的反应。WT-luc肿瘤到检查点阻断抗体。各组平均肿瘤负担由BLI (A)和个体动物BLI值(B-E)评估。

给予同型对照抗体对肿瘤负担或疾病进展没有影响(图2A, 2B)。同种型对照组的肿瘤加倍时间为2.2天,中位研究时间为28天。抗mpd - l1治疗(图2A, 2C)导致一次完全回归(未检测到高于背景BLI值的肿瘤负担)。抗mctla -4治疗(图2A, 2D)导致第23天ΔT/ΔC为0.1%,5次部分回归(BLI值小于第一天治疗的一半),尸检时未发现明显疾病。抗mpd -1治疗(图2A, 2E)没有导致复发或无肿瘤存活。

图3。CT26的生物发光成像。WT-luc原位肿瘤对检查点抑制的反应

图3 - CT26的生物发光成像。WT-luc源性肿瘤原位植入免疫检查点阻断治疗的雌性Balb/c小鼠。所展示的动物代表了每一组BLI值的中位数。

肿瘤负荷定位于腹部,并随着时间的推移而增加(图3),这是基于之前的先导生长实验(数据未显示)。抗mctla -4治疗导致疾病相关体重增加的延迟发作(数据未显示)。与同型对照相比,抗mpd - l1或抗mctla -4分别延长了12.5天和23.6天的寿命。晚期尸检显示,8只抗mpd - l1动物中有1只未发现肿瘤或其他病变,8只抗mctla -4动物中有5只。

正在进行的工作是评估皮下和正视CT26之间的差异。WT植入物的位置与肿瘤免疫细胞浸润、组织学特征和形态有关,以及免疫激活对检查点封锁的反应。

综上所述,我们已经演示了CT26。WT-luc结肠癌原位模型为评估高平移植入位置的免疫肿瘤药物提供了一个强大的平台。

联系我们的科学家了解更多关于CT26的信息。WT-luc和其他小鼠原位肿瘤模型,以及我们如何应用这些工具来推进您的肿瘤管道。


参考文献

1Bray F,等。2018年全球癌症统计:GLOBOCAN估计了185个国家36种癌症的发病率和死亡率。CA Cancer J clin2018;68:6, 394 - 424。

2Kuipers E,等。结直肠癌。Nat Rev Dis primer . 2015;1: 15065。

3.丁志刚,李志刚。免疫疗法在结直肠癌中的应用。World J Gastroenterol. 2019;25:29, 3920 - 3928。

4食品和药物管理局。FDA批准MSI-H/dMMR转移性结直肠癌患者的一线免疫治疗。2020年6月29日新闻发布。

5Devaud C等人。不同解剖部位的组织可以塑造和改变肿瘤微环境,从而影响对治疗的反应。Mol Ther, 2014;22:1, 18-27。

6赵霞,李玲,Starr TK, Subramanian S.肿瘤位置对结肠癌小鼠免疫应答的影响。Oncotarget 2017;33, 54775 - 54787。

7菲格尔E, Doleschel D,等。双CTLA-4和PDL-1阻断剂在高侵袭性结肠癌原位小鼠模型中抑制肿瘤生长和肝转移。瘤2019;21:9, 932 - 944

注:请注意所有动物护理和使用根据动物福利法规,在经aaalac认证的设施中进行,并获得IACUC协议审查和批准。

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