Preview

Медицинская иммунология

Расширенный поиск

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЛО- И КСЕНОГРАФТНЫХ МОДЕЛЕЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОТИВОРАКОВЫХ ВАКЦИН И ОНКОЛИТИЧЕСКИХ ВИРУСОВ

https://doi.org/10.15789/1563-0625-2019-2-221-230

Полный текст:

Аннотация

На настоящий момент онкологические заболевания являются одной из основных причин смертности и заболеваемости у населения. Последние достижения в области изучения молекулярно-генетических механизмов онкогенеза и иммунного ответа организма открывают широкие возможности для создания новых эффективных средств борьбы с неопластическими заболеваниями, более специфичных к опухолевым клеткам и менее токсичных для организма. Одними из наиболее многообещающих подходов являются иммунотерапевтические противораковые вакцины и онколитические вирусы. Для проведения быстрого и надежного скрининга и доклинического тестирования необходимо использование релевантных животных моделей. Такие модели обеспечивают возможность воспроизвести микроокружение и васкуляризацию опухоли, а также, в некоторой мере, воздействие иммунной системы. Наиболее активно в исследованиях раковых заболеваний используются аллографтные и ксенографтные опухолевые модели. Аллогенная трансплантация предполагает перенос раковых клеток или фрагментов опухоли от одного организма к другому организму того же вида. Ксенопластическая трансплантация предполагает перенос опухолевых клеток или тканей между организмами, относящимися к разным биологическим видам. Для ксенотрансплантации могут быть использованы как клеточные линии, так и клетки опухоли, полученные от пациентов в результате биопсии. За последние несколько десятилетий исследователям удалось разработать целый ряд линий иммунодефицитных мышей и крыс, пригодных для использования в качестве моделей человеческих опухолей. Однако несмотря на достигнутые успехи такие модели имеют существенные ограничения, связанные с невозможностью полностью воспроизвести микроокружение опухоли, реконструировать функциональную иммунную систему человека у мышей, а также с развитием реакции отторжения трансплантата. Таким образом при планировании экспериментов необходим тщательный анализ и критическое рассмотрение достоинств и недостатков различных линий животных, используемых в экспериментальной онкологии.

Об авторах

Т. С. Непомнящих
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, отдел геномных исследований и разработки методов ДНК-диагностики поксвирусов


Е. В. Гаврилова
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия
кандидат биологических наук, зам. генерального директора по научной работе


Р. А. Максютов
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия
доктор биологических наук, генеральный директор


Список литературы

1. Augusto D.G. The impact of KIR polymorphism on the risk of developing cancer: not as strong as imagined? Front. Genet., 2016, Vol. 7, p.121.

2. Bankert R.B., Balu-Iyer S.V., Odunsi K., Shultz L.D., Kelleher R.J.Jr, Barnas J.L., Simpson-Abelson M., Parsons R., Yokota S.J. Humanized mouse model of ovarian cancer recapitulates patient solid tumor progression, ascites formation, and metastasis. PLoS ONE, 2011, Vol. 6, no. 9, e24420. doi:10.1371/journal.pone.0024420.

3. Bankert R.B., Hess S.D., Egilmez N.K. SCID mouse models to study human cancer pathogenesis and approaches to therapy: potential, limitations, and future directions. Front. Biosci., 2002, Vol. 7, pp. 44-62.

4. Bollard J., Couderc C., Blanc M., Poncet G., Lepinasse F., Hervieu V., Gouysse G., Ferraropeyret C., Benslama N., Walter T., Scoazec J.Y., Roche C. Antitumor effect of everolimus in preclinical models of high-grade gastroenteropancreatic neuroendocrine carcinomas. Neuroendocrinology, 2013, Vol. 97, pp. 331-340.

5. Buonaguro L., Petrizzo A., Tornesello M.L., Buonaguro F.M. Translating tumor antigens into cancer vaccines. Clin. Vaccine Immunol., 2011, Vol. 18, no. 1, pp. 23-34.

6. Butterfield L.H. Lessons learned from cancer vaccine trials and target antigen choice. Cancer Immunol. Immunother., 2016, Vol. 65, no. 7, pp. 805-812.

7. Cadili A., Kneteman N. The role of macrophages in xenograft rejection. Transplant. Proc., 2008, Vol. 40, pp. 3289-3293.

8. Cassidy J.W., Caldas C., Bruna A. Maintaining tumor heterogeneity in patient-derived tumor xenografts. Cancer Res., 2015, Vol. 75, no. 15, pp. 2963-2968.

9. Chang D.K., Moniz R.J., Xu Z., Sun J., Signoretti S., Zhu Q., Marasco W.A. Human anti-CAIX antibodies mediate immune cell inhibition of renal cell carcinoma in vitro and in a humanized mouse model in vivo. Mol. Cancer, 2015, Vol. 14, p. 119.

10. Chester C., Ambulkar S., Kohrt H.E. 4-1BB agonism: adding the accelerator to cancer immunotherapy. Cancer Immunol. Immunother., 2016, Vol. 65, no. 10, pp. 1243-1248.

11. Cho S.Y., Kang W., Han J.Y., Min S., Kang J., Lee A., Kwon J.Y., Lee C., Park H. An integrative approach to precision cancer medicine using patient-derived xenografts. Mol. Cells, 2016, Vol. 39, no. 2, pp. 77-86.

12. Coulie P.G., van den Eynde B.J., van der Bruggen P., Boon T. Tumour antigens recognized by T lymphocytes: at the core of cancer immunotherapy. Nat. Rev. Cancer, 2014, Vol. 14, no. 2, pp. 135-146.

13. Decker W.K., da Silva R.F., Sanabria M.H., Angelo L.S., Guimarães F., Burt B.M., Kheradmand F., Paust S. Cancer immunotherapy: historical perspective of a clinical revolution and emerging preclinical animal models. Front. Immunol., 2017, Vol. 8, p. 829.

14. Defosse D.L., Duray P.H., Johnson R.C. The NIH-3 immunodeficient mouse is a model for Lyme borreliosis myositis and carditis. Am. J. Pathol., 1992, Vol. 141, no. 1, p. 3.

15. DeRose Y.S., Wang G., Lin Y.-C., Bernard P.S., Buys S.S., Ebbert M.T.W., Factor R., Matsen C., Milash B.A., Nelson E., Neumayer L., Randall R.L., Stijleman I.J., Welm B.E., Welm A.L. Tumor grafts derived from women with breast cancer authentically reflect tumor pathology, growth, metastasis and disease outcomes. Nat. Med., 2011, Vol. 17, pp. 1514-1520.

16. Dipersio L.P. Regional growth differences of human tumour xenografts in nude mice. Lab. Anim., 1981, Vol. 15, pp. 179-180.

17. Flanagan S.P. ‘Nude’, a new hairless gene with pleiotropic effects in the mouse. Genet. Res., 1966, Vol. 8, pp. 295-309.

18. Fogh J., Fogh J.M., Orfeo T. One hundred and twenty-seven cultured human tumor cell lines producing tumors in nude mice. J. Natl. Cancer Inst., 1977, Vol. 59, pp. 221-226.

19. Froidevaux S., Loor F. A quick prozzzcedure for identifying doubly homozygous immunodeficient scid beige mice. J. Immunol. Methods, 1991, Vol. 137, no. 2, pp. 275-279.

20. Garber K. China approves world’s first oncolytic virus therapy for cancer treatment. J. Natl. Cancer Inst., 2006, Vol. 98, pp. 298-300.

21. Giovanella B.C., Fogh J. The nude mouse in cancer research. Adv. Cancer Res., 1985, Vol. 44, pp. 69-120.

22. Gotoh K., Kariya R., Matsuda K., Hattori S., Vaeteewoottacharn K., Okada S. A novel EGFP-expressing nude mice with complete loss of lymphocytes and NK cells to study tumor-host interactions. Biosci. Trends, 2014, Vol. 8, no. 4, pp. 202-205.

23. Grakoui A., Bromley S.K., Sumen C., Davis M.M., Shaw A.S., Allen P.M., Dustin M.L. The immunological synapse: a molecular machine controlling T cell activation. Science, 1999, Vol. 285, no. 5425, pp. 221-227.

24. Greco A., Albanese S., Auletta L., Mirabelli P., Zannetti A., d’Alterio C., di Maro G., Orlandella F.M., Salvatore G., Soricelli A., Salvatore M. High-frequency ultrasound-guided injection for the generation of a novel orthotopic mouse model of human thyroid carcinoma. Thyroid, 2016, Vol. 26, pp. 552-558.

25. Hao Z., Rajewsky K. Homeostasis of peripheral B cells in the absence of B cell influx from the bone marrow. J. Exp. Med., 2001, Vol. 194, no. 8, pp. 1151-1164.

26. He L., Tian D.-A., Li P.-Y., He X.-X. Mouse models of liver cancer: progress and recommendations. Oncotarget, 2015, Vol. 6, pp. 23306-23322.

27. Hidalgo M., Amant F., Biankin A.V., Budinska E., Byrne A.T., Caldas C., Clarke R.B., de Jong S., Jonkers J., Maelandsmo G.M., Roman-Roman S., Seoane J., Trusolino L., Villanueva A. Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research. Cancer Discov., 2014, Vol. 4, pp. 998-1013.

28. Hoffman R.M. Orthotopic metastatic mouse models for anticancer drug discovery and evaluation: a bridge to the clinic. Invest. New Drugs, 1999, Vol. 17, pp. 343-359.

29. Holay N., Kim Y., Lee P., Gujar S. Sharpening the edge for precision cancer immunotherapy: targeting tumor antigens through oncolytic vaccines. Front. Immunol., 2017, Vol. 8, p. 800.

30. Holen I., Speirs V., Morrissey B., Blyth K. In vivo models in breast cancer research: progress, challenges and future directions. Dis. Model. Mech., 2017, Vol. 10. no. 4, pp. 359-371.

31. Holub M. The nude mouse. ILAR J., 1992, Vol. 34, pp. 1-3.

32. Kaufman H.L., Kohlhapp F.J., Zloza A. Oncolytic viruses: a new class of immunotherapy drugs. Nat. Rev. Drug Discov., 2015, Vol. 14, no. 9, pp. 642-662.

33. Khanna C., Hunter K. Modeling metastasis in vivo. Carcinogenesis, 2005, Vol. 26, pp. 513-523.

34. Killion J.J., Radinsky R., Fidler I.J. Orthotopic models are necessary to predict therapy of transplantable tumors in mice. Cancer Metastasis Rev., 1998, Vol. 17, pp. 279-284.

35. Kinter A.L., Godbout E.J., McNally J.P., Sereti I., Roby G.A., O’Shea M.A., Fauci A.S. The common gamma-chain cytokines IL-2, IL-7, IL-15, and IL-21 induce the expression of programmed death-1 and its ligands. J. Immunol., 2008, Vol. 181, no. 10, pp. 6738-6746.

36. Klebanoff C.A., Acquavella N., Yu Z., Restifo N.P. Therapeutic cancer vaccines: are we there yet? Immunol. Rev., 2011, Vol. 239, no. 1, pp. 27-44.

37. Kudrin A., Hanna Jr M.G. Overview of the cancer vaccine field: are we moving forward? Hum. Vaccin. Immunother., 2012, Vol. 8, no. 8, pp. 1135-1140.

38. Lang J., Weiss N., Freed B.M., Torres R.M., Pelanda R. Generation of hematopoietic humanized mice in the newborn BALB/c-Rag2 null Il2rγ null mouse model: a multivariable optimization approach. Clin. Immunol., 2011, Vol. 140, no. 1, pp. 102-116.

39. Liu Z., Sun Y., Hong H., Zhao S., Zou X., Ma R., Jiang C., Wang Z., Li H., Liu H. 3-bromopyruvate enhanced daunorubicin-induced cytotoxicity involved in monocarboxylate transporter 1 in breast cancer cells. Am. J. Cancer Res., 2015, Vol. 5, pp. 2673-2685.

40. Mansfield D.C., Kyula J.N., Rosenfelder N., Chao-Chu J., Kramer-Marek G., Khan A.A., Roulstone V., McLaughlin M., Melcher A.A., Vile R.G., Pandha H.S., Khoo V., Harrington K.J. Oncolytic vaccinia virus as a vector for therapeutic sodium iodide symporter gene therapy in prostate cancer. Gene Ther., 2016, Vol. 23, no. 4, pp. 357-368.

41. Marangoni E., Vincent-Salomon A., Auger N., Degeorges A., Assayag F., de Cremoux P., de Plater L., Guyader C., de Pinieux G., Judde J.-G., Rebucci M., Tran-Perennou C., Sastre-Garau X., Sigal-Zafrani B., Delattre O., Diéras V., Poupon M.F. A new model of patient tumor-derived breast cancer xenografts for preclinical assays. Clin. Cancer Res., 2007, Vol. 13, pp. 3989-3998.

42. Mecklenburg L., Tychsen B., Paus R. Learning from nudity: lessons from the nude phenotype. Exp. Dermatol., 2005, Vol. 14, pp. 797-810.

43. Melcher A., Parato K., Rooney C.M., Bell J.C. Thunder and lightning: immunotherapy and oncolytic viruses collide. Mol. Ther., 2011, Vol. 19, no. 6, pp. 1008-1016.

44. Mombaerts P., Iacomini J., Johnson R.S., Herrup K., Tonegawa S., Papaioannou V.E. RAG-1-deficient mice have no mature B and T lymphocytes. Cell, 1992, Vol. 68, no. 5, pp. 869-877.

45. Moore J.C., Langenau D.M. Allograft cancer cell transplantation in zebrafish. Adv. Exp. Med. Biol., 2016, Vol. 916, pp. 265-287.

46. Morton J.J., Bird G., Refaeli Y., Jimeno A. Humanized mouse xenograft models: narrowing the tumormicroenvironment gap. Cancer Res., 2016, Vol. 76, no. 21, pp. 6153-6158.

47. Neefjes J., Ovaa H. A peptide’s perspective on antigen presentation to the immune system. Nat. Chem. Biol., 2013, Vol. 9, no. 12, pp. 769-775.

48. Nölting S., Giubellino A., Tayem Y., Young K., Lauseker M., Bullova P., Schovanek J., Anver M., Fliedner S., Korbonits M., Göke B., Vlotides G., Grossman A., Pacak K. Combination of 13-Cis retinoic acid and lovastatin: marked antitumor potential in vivo in a pheochromocytoma allograft model in female athymic nude mice. Endocrinology, 2014, Vol. 155, pp. 2377-2390.

49. Pacak K., Sirova M., Giubellino A., Lencesova L., Csaderova L., Hudecova S., Krizanova O. NF-κB inhibition significantly upregulates the norepinephrine transporter system, causes apoptosis in pheochromocytoma cell lines and prevents metastasis in an animal model. Int. J. Cancer, 2012, Vol. 131, pp. 2445-2455.

50. Pantelouris E.M. Athymic development in the mouse. Differentiation, 1973, Vol. 1, pp. 437-450.

51. Parato K.A., Senger D., Forsyth P.A.J., Bell J.C. Recent progress in the battle between oncolytic viruses and tumours. Nat. Rev. Cancer, 2005, Vol. 5, no. 12, pp. 965-976.

52. Prochazka M.I.C.H.A.L., Gaskins H.R., Shultz L.D., Leiter E.H. The nonobese diabetic scid mouse: model for spontaneous thymomagenesis associated with immunodeficiency. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, Vol. 89, no. 8, pp. 3290-3294

53. Prowse D.M., Lee D., Weiner L., Jiang N., Magro C.M., Baden H.P., Brissette J.L. Ectopic expression of the nude gene induces hyperproliferation and defects in differentiation: implications for the self-renewal of cutaneous epithelia. Dev. Biol., 1999, Vol. 212, pp. 54-67.

54. Rahal O.M., Nie L., Chan L.-C., Li C.-W., Hsu Y.-H., Hsu J., Yu D., Hung M.-C. Selective expression of constitutively active pro-apoptotic protein BikDD gene in primary mammary tumors inhibits tumor growth and reduces tumor initiating cells. Am. J. Cancer Res., 2015, Vol. 5, pp. 3624-3634.

55. Richmond A., Su Y. Mouse xenograft models vs GEM models for human cancer therapeutics. Dis. Model. Mech., 2008, Vol. 1, no. 2-3, pp. 78-82.

56. Romano R., Palamaro L., Fusco A., Iannace L., Maio S., Vigliano I., Giardino G., Pignata C. From murine to human nude/SCID: the thymus, T-cell development and the missing link. Clin. Dev. Immunol., 2012, Vol. 2012, 467101. doi: 10.1155/2012/467101.

57. Roth M.D., Harui A. Human tumor infiltrating lymphocytes cooperatively regulate prostate tumor growth in a humanized mouse model. J. Immunother. Cancer, 2015, Vol. 3, p. 12.

58. Ruiz P., Maldonado P., Hidalgo Y., Gleisner A., Sauma D., Silva C., Saez J.J., Nuñez S., Rosemblatt M., Bono M.R. Transplant tolerance: new insights and strategies for long-term allograft acceptance. Clin. Dev. Immunol., 2013, Vol. 2013, 210506. doi: 10.1155/2013/210506.

59. Sanmamed M.F., Pastor F., Rodriguez A., Perez-Gracia J.L., Rodriguez-Ruiz M.E., Jure-Kunkel M., Melero I. Agonists of co-stimulation in cancer immunotherapy directed against CD137, OX40, GITR, CD27, CD28, and ICOS. Semin. Oncol., 2015, Vol. 42, no. 4, pp. 640-655.

60. Saxena M., Christofori G. Rebuilding cancer metastasis in the mouse. Mol. Oncol., 2013, Vol. 7, pp. 283-296.

61. Schuh J.C.L. Trials, tribulations, and trends in tumor modeling in mice. Toxicol. Pathol., 2004, Vol. 32, pp. 53-66.

62. Scott C.L., Mackay H.J., Haluska P. Patient-derived xenograft models in gynecological malignancies. Am. Soc. Clin. Oncol. Educ. Book, 2014, Vol. 3, pp. e258-e266.

63. Shultz L.D., Brehm M.A., Garcia-Martinez J.V., Greiner D.L. Humanized mice for immune system investigation: progress, promise and challenges. Nat. Rev. Immunol., 2012, Vol. 12, pp. 786-798.

64. Shultz L.D., Goodwin N., Ishikawa F., Hosur V., Lyons B.L., Greiner D.L. Human cancer growth and therapy in NOD/SCID/IL2Rγnull (NSG) mice. Cold Spring Harb. Protoc., 2014, Vol. 2014, pp. 694-708.

65. Shultz L.D., Ishikawa F., Greiner D.L. Humanized mice in translational biomedical research. Nat. Rev. Immunol., 2007, Vol. 7, no. 2, pp. 118-130.

66. Shultz L.D., Lang P.A., Christianson S.W., Gott B., Lyons B., Umeda S., Leiter E., Hesselton R., Wagar E.J., Leif J.H., Kollet O., Lapidot T., Greiner D.L. NOD/LtSz-Rag1null mice: an immunodeficient and human hematolymphoid cells, HIV infection, and adoptive transfer of NOD mouse diabetogenic T cells. J. Immunol., 2000, Vol. 164, pp. 2496-2507.

67. Simmons J.K., Hildreth B.E., Supsavhad W., Elshafae S.M., Hassan B.B., Dirksen W.P., Toribio R.E., Rosol T.J. Animal models of bone metastasis. Vet. Pathol., 2015, Vol. 52, pp. 827-841.

68. Simpson-Abelson M.R., Sonnenberg G.F., Takita H., Yokota S.J., Conway T.F. Jr., Kelleher R.J.Jr., Shultz L.D., Barcos M., Bankert R.B. Long-term engraftment and expansion of tumor-derived memory T cells following the implantation of non-disrupted pieces of human lung tumor into NOD-scid IL2Rgamma(null) mice. J. Immunol., 2008, Vol. 180, no. 10, pp. 7009-7018.

69. Siolas D., Hannon G.J. Patient-derived tumor xenografts: transforming clinical samples into mouse models. Cancer Res., 2013, Vol. 73, no. 17, pp. 5315-5319.

70. Srinivasan R., Wolchok J.D. Tumor antigens for cancer immunotherapy: therapeutic potential of xenogeneic DNA vaccines. J. Transl. Med., 2004, Vol. 2, no. 1, p. 12.

71. Stakleff K.D.S., von Gruenigen V.E. Rodent models for ovarian cancer research. Int. J. Gynecol. Cancer, 2003, Vol. 13, pp. 405-412.

72. Sun L., Li H., Luo H., Zhao Y. Thymic epithelial cell development and its dysfunction in human diseases. Biomed Res. Int., 2014, Vol. 2014, 206929. doi:10.1155/2014/206929.

73. Szadvari I., Krizanova O., Babula P. Athymic nude mice as an experimental model for cancer treatment. Physiol. Res., 2016, Vol. 65 (S. 4), pp. S441-S453.

74. Tentler J.J., Tan A.C., Weekes C.D., Jimeno A., Leong S., Pitts T.M., Arcaroli J.J., Messersmith W.A., Eckhardt S.G. Patient-derived tumour xenografts as models for oncology drug development. Nat. Rev. Clin. Oncol., 2012, Vol. 9, pp. 338-350.

75. Thomas F.T., Marchman W., Carobbi A., DeMasi R., Araneda D., Patselas T., Larkin E., Pittman K., Alqaisi M., Haisch C., Thomas J.M. Immunobiology of xenografting in rodents. In Cooper D.K.C., Kemp E., Reemtsma K., White D.J.G. (eds) Xenotransplantation. Springer, Berlin, Heidelberg, 1991, pp. 139-160.

76. Tomayko M.M., Reynolds C.P. Determination of subcutaneous tumor size in athymic (nude) mice. Cancer Chemother. Pharmacol., 1989, Vol. 24, pp. 148-154.

77. Workman P., Aboagye E.O., Balkwill F., Balmain A., Bruder G., Chaplin D.J., Double J.A., Everitt J., Farningham D.A., Glennie M.J., Kelland L.R., Robinson V., Stratford I.J., Tozer G.M., Watson S., Wedge S.R., Eccles S.A. Guidelines for the welfare and use of animals in cancer research. Br. J. Cancer, 2010, Vol. 102, pp. 1555-1577.

78. Xiong Y., Kotian S., Zeiger M.A., Zhang L., Kebebew E. miR-126-3p inhibits thyroid cancer cell growth and metastasis, and is associated with aggressive thyroid cancer. PloS ONE, 2015, Vol. 10, e0130496. doi: 10.1371/journal.pone.0130496.


Дополнительные файлы

1. Метаданные
Тема
Тип Прочее
Скачать (14KB)    
Метаданные
2. Титульный лист
Тема
Тип Прочее
Скачать (14KB)    
Метаданные
3. Резюме
Тема
Тип Прочее
Скачать (19KB)    
Метаданные
4. Список литературы
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (38KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Непомнящих Т.С., Гаврилова Е.В., Максютов Р.А. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЛО- И КСЕНОГРАФТНЫХ МОДЕЛЕЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОТИВОРАКОВЫХ ВАКЦИН И ОНКОЛИТИЧЕСКИХ ВИРУСОВ. Медицинская иммунология. 2019;21(2):221-230. https://doi.org/10.15789/1563-0625-2019-2-221-230

For citation:


Nepomnyashchikh T.S., Gavrilova E.V., Maksyutov R.A. SELECTED ASPECTS OF ALLO- AND XENOGRAFT MODEL APPLICATIONS FOR DEVELOPING NOVEL ANTI-CANCER VACCINES AND ONCOLYTIC VIRUSES. Medical Immunology (Russia). 2019;21(2):221-230. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/1563-0625-2019-2-221-230

Просмотров: 178


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1563-0625 (Print)
ISSN 2313-741X (Online)