Модели опухоли поджелудочной железы Pan02, несущей маркер GFP, на мышах

Поиски новых методов терапии рака являются одной из актуальных задач медицины. Модели рака на животных являются необходимым методом доклинических исследований препаратов и тактик терапии рака. Целью данной работы являлся анализ роста линии клеток рака поджелудочной железы (ПЖ) мышей Pan02, несущей маркер GFP, при введении подкожно (s. c.), внутрибрюшинно (i. p.) или ортотопически в ПЖ (ortho) мышей линии C57BL/6. Реперный ген GFP встраивали в клетки Pan02 с помощью лентивирусной конструкции. Мышам вводили по 200 тыс. клеток: s. c. в правый бок; i. p. шприцем в брюшную полость или ortho хирургически под капсулу ПЖ. В динамике роста опухолей определяли вес и летальность мышей, забирали сыворотку крови для анализа антительного ответа на реперный белок GFP. На 2-ю и 4-ю недели роста опухоли часть мышей забивали и анализировали методами проточной цитометрии и конфокальной микроскопии экспрессию опухолевыми клетками GFP, а также состав иммунных клеток в опухоли. Показали, что при различной локализации опухоль ПЖ растет с разной скоростью и летальностью. При введении опухоли i. p. мыши теряли вес при быстром росте опухоли. В ortho модели мыши увеличивали вес за счет быстрого роста опухоли. Летальность в группах s. c. и i. p. была сравнимой. Подкожная опухоль росла медленно до объема 200-400 мм³ и останавливалась в росте. Летальности в этой группе за 2 мес. не было. При всех схемах введения формировался антительный ответ на GFP. Субпопуляционный состав иммунных клеток сильно варьировал в различных группах. Независимо от типа иммунного ответа клетки Pan02-GFP in vivo быстро подавляли экспрессию гена GFP или элиминировались. Полученные данные показали, что опухоль ПЖ мыши Pan02 является иммуногенной и вызывает формирование адаптивного иммунного ответа. Независимо от наличия или отсутствия иммунного ответа и элиминации GFP⁺ клеток, опухоль продолжала расти в моделях i. p. и ortho, но не при введении опухолевых клеток s. c., и вызывала гибель мышей. При проведении доклинических исследований требуется использовать несколько путей введения опухолевых клеток для получения более объективного результата.

1. Boj S.F., Hwang C.I., Baker L.A., Chio I.I., Engle D.D., Corbo V., Jager M., Ponz-Sarvise M., Tiriac H., Spector M.S., Gracanin A., Oni T., Yu K.H., van Boxtel R., Huch M., Rivera K.D., Wilson J.P., Feigin M.E., Öhlund D., Handly-Santana A., Ardito-Abraham C.M., Ludwig M., Elyada E., Alagesan B., Biffi G., Yordanov G.N., Delcuze B., Creighton B., Wright K., Park Y., Morsink F.H., Molenaar I.Q., Borel Rinkes I.H., Cuppen E., Hao Y., Jin Y., Nijman I.J., Iacobuzio-Donahue C., Leach S.D., Pappin D.J., Hammell M., Klimstra D.S., Basturk O., Hruban R.H., Offerhaus G.J., Vries R.G., Clevers H., Tuveson D.A. Organoid models of human and mouse ductal pancreatic cancer. Cell, 2015, Vol. 160, no. 1-2, pp. 324-338.

2. Canto M.I., Harinck F., Hruban R.H., Offerhaus G.J., Poley J.W., Kamel I., Nio Y., Schulick R.S., Bassi C., Kluijt I., Levy M.J., Chak A., Fockens P., Goggins M., Bruno M.; International Cancer of Pancreas Screening (CAPS) Consortium. International Cancer of the Pancreas Screening (CAPS) Consortium summit on the management of patients with increased risk for familial pancreatic cancer. Gut, 2013. Vol. 62, no. 3, pp. 339-347.

3. Crowley F., Gandhi S., Rudshteyn M., Sehmbhi M., Cohen D.J. Adherence to NCCN genetic testing guidelines in pancreatic cancer and impact on treatment. Oncologist, 2023. Vol. 28, no. 6, pp. 486-493.

4. Gugenheim J., Crovetto A., Petrucciani N. Neoadjuvant therapy for pancreatic cancer. Updates Surg., 2022. Vol. 74, no. 1, pp. 35-42.

5. Ho T.T.B., Nasti A., Seki A., Komura T., Inui H., Kozaka T., Kitamura Y., Shiba K., Yamashita T., Yamashita T., Mizukoshi E., Kawaguchi K., Wada T., Honda M., Kaneko S., Sakai Y. Combination of gemcitabine and anti-PD-1 antibody enhances the anticancer effect of M1 macrophages and the Th1 response in a murine model of pancreatic cancer liver metastasis. J. Immunother. Cancer, 2020. Vol. 8, no. 2, e001367. doi: 10.1136/jitc-2020-001367.

6. Li K., Tandurella J.A., Gai J., Zhu Q., Lim S.J., Thomas D.L. 2nd, Xia T., Mo G., Mitchell J.T., Montagne J., LymanM., Danilova L.V., ZimmermanJ.W., Kinny-KösterB., Zhang T., ChenL., BlairA.B., Heumann T., ParkinsonR., Durham J.N., Narang A.K., Anders R.A., Wolfgang C.L., Laheru D.A., He J., Osipov A., Thompson E.D., Wang H., Fertig E.J., Jaffee E.M., Zheng L. Multi-omic analyses of changes in the tumor microenvironment of pancreatic adenocarcinoma following neoadjuvant treatment with anti-PD-1 therapy. Cancer Cell, 2022, Vol. 40, no. 11, pp. 1374-1391.e7.

7. Mallya K., Gautam S.K., Aithal A., Batra S.K., Jain M. Modeling pancreatic cancer in mice for experimental therapeutics. Biochim. Biophys. Acta Rev. Cancer, 2021, Vol. 1876, no. 1, 188554. doi: 10.1016/j.bbcan.2021.188554.

8. McGuigan A., Kelly P., Turkington R.C., Jones C., Coleman H.G., McCain R.S. Pancreatic cancer: A review of clinical diagnosis, epidemiology, treatment and outcomes. World J. Gastroenterol., 2018, Vol. 24, no. 43, pp. 4846-4861.

9. O’Reilly D., Fou L., Hasler E., Hawkins J., O’Connell S., Pelone F., Callaway M., Campbell F., Capel M., Charnley R., Corrie P., Elliot D., Goodburn L., Jewell A., Joharchi S., McGeeney L., Mukherjee S., Oppong K., Whelan P., Primrose J., Neoptolemos J. Diagnosis and management of pancreatic cancer in adults: A summary of guidelines from the UK National Institute for Health and Care Excellence. Pancreatology, 2018, Vol. 18, no. 8, pp. 962-970.

10. Piper M., Hoen M., Darragh L.B., Knitz M.W., Nguyen D., Gadwa J., Durini G., Karakoc I., Grier A., Neupert B., van Court B., Abdelazeem K.N.M., Yu J., Olimpo N.A., Corbo S., Ross R.B., Pham T.T., Joshi M., Kedl R.M., Saviola A.J., Amann M., Umaña P., Codarri Deak L., Klein C., D’Alessandro A., Karam S.D. Simultaneous targeting of PD-1 and IL-2Rβγ with radiation therapy inhibits pancreatic cancer growth and metastasis. Cancer Cell, 2023, Vol. 41, no. 5, pp. 950-969.e6.

11. Pushalkar S., Hundeyin M., Daley D., Zambirinis C.P., Kurz E., Mishra A., Mohan N., Aykut B., Usyk M., Torres L.E., Werba G., Zhang K., Guo Y., Li Q., Akkad N., Lall S., Wadowski B., Gutierrez J., Kochen Rossi J.A., Herzog J.W., Diskin B., Torres-Hernandez A., Leinwand J., Wang W., Taunk P.S., Savadkar S., Janal M., Saxena A., Li X., Cohen D., Sartor R.B., Saxena D., Miller G. The pancreatic cancer microbiome promotes oncogenesis by induction of innate and adaptive immune suppression. Cancer Discov., 2018, Vol. 8, no. 4, pp. 403-416.

12. Svirshchevskaya E.V., Konovalova M.V., Snezhkov E.V., Poltavtseva R.A., Akopov S.B. Chemokine homeostasis in healthy volunteers and during pancreatic and colorectal tumor growth in murine models. Curr. Issues Mol. Biol., 2022, Vol. 44, no. 10, pp. 4987-4999.

13. Yamamoto K., Venida A., Yano J., Biancur D.E., Kakiuchi M., Gupta S., Sohn A.S.W., Mukhopadhyay S., Lin E.Y., Parker S.J., Banh R.S., Paulo J.A., Wen K.W., Debnath J., Kim G.E., Mancias J.D., Fearon D.T., Perera R.M., Kimmelman A.C. Autophagy promotes immune evasion of pancreatic cancer by degrading MHC-I. Nature. 2020, Vol. 581, no. 7806, pp. 100-105.