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体外/离体实验扩大了PDX在临床研究中的应用

2018-06-12

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患者来源的异种移植(PDX)是用于临床前肿瘤学研究中的最有预测性和翻译性的异种移植物。然而,由于它们的性质,PDX仅限于体内实验,并且太昂贵,不适用于大量药物筛选。中美冠科着眼于从PDX开发体外和离体试验,以克服PDX临床前研究的局限性并扩大PDX模型应用。

PDX来源的细胞系和体外预测研究

PDX模型主要用于体内药效评估,是异种移植研究或小鼠临床试验中常用的经典模型。由于PDX相对于常规异种移植的更可靠的预测性,以及某些模型的独特的患者相关遗传学(例如突变,融合),因此PDX也可用于体外早期药物开发分析。

目前已开发PDX来源的细胞系以提供用于再现人类疾病的临床相关特征的原代细胞系。PDX来源的细胞系可以进行更有预测性的体外检测,并可快速转化为相关的异种移植以用于PK / PD研究,此外,亲代PDX模型可以进行药效研究。

亲代PDX可以在一系列体外实验中维持特征

从PDX模型中提取凋亡的肿瘤细胞培养,得到了PDX来源的细胞系。这些细胞适应在体外组织/培养环境中生长。来源于PDX的细胞系是早期传代(<10),以避免疾病漂移并维持原始患者肿瘤/亲代PDX模型的基本组织病理学特征和遗传谱。维持的特征包括:

  • 突变状态(如罕见的融合或疾病亚型)
  • 生物化学信号
  • 对肿瘤靶向治疗的应答

亲代PDX模型和下游细胞系之间的保真度已经通过模型特异性突变背景下体内PDX肿瘤生长抑制与靶向制剂的体外细胞系的相关性得到证实。

PDX来源的细胞系可以用作所有标准的体外肿瘤细胞系资源——用新的药剂治疗并以多种方式进行分析。肿瘤学和免疫肿瘤学研究的应用范围很广,为简单的药效评估、I / O的联合协同效应和肿瘤细胞/免疫细胞相互作用提供了数据。

离体PDX可以进行大量药物测试

体外和离体通常会引起混淆。体外培养通常指在体外培养中的生物,例如在组织培养中生长的肿瘤细胞系。离体是指曾经存活于体内的物质,例如:在体内生长并转移到短期培养物中进行测试的细胞。

PDX离体模型对研究十分有效,如高通量分析,可以同时保持PDX的可预测性。这些离体模型通常用于评估肿瘤细胞的细胞毒性或增殖。在过去的实验中,这种方法使用简单的克隆形成,但现在正在向更高通量的3D筛选方向发展,以及更复杂的实验以更精密地模拟人类环境,如3D肿瘤生长实验(TGA)。

保留PDX的优势进行化合物筛选

PDX体外3D实验可以将快速测试和筛选化合物与PDX基因组分析相结合,从而提供基因突变信息以更好地解释筛选结果。

可以用新鲜分离的早期传代PDX肿瘤组织解离的冷冻离体肿瘤细胞进行筛选。使用冷冻细胞有助于避免滞后时间。

这些模型保留了PDX异质性和患者保真度等优势,快速评估大量化合物,同时保留了人类的基质成分(在PDX模型中可能丢失),成本更低,并且实验时间更快。通过与匹配的体内数据进行比较,验证了PDX模型特征和响应的守恒性,从而验证了该筛选平台的可靠性。

人源化和3D肿瘤生长实验(TGA)更好地代表了人类状态

另一个新的体外筛选平台是3D TGA。3D测定是人源化和TME以研究影响药物反应的因素。 通过添加hMSC和肿瘤相关的成纤维细胞来进行实验,成纤维细胞提供实体肿瘤微环境中的旁分泌信号。 此外,激素、葡萄糖和pH值也受到控制。

与上述离体筛选类似,3D TGA实验结果与亲代PDX体内应答相关。进行标准治疗或靶向药物治疗的特定模型之间的相应的TGI与离体对应的效力一致。重要的是,在3D TGA中添加肿瘤相关成纤维细胞已显示抑制离体应答(特别是对于肺癌模型中的Erlotinib),这说明了成纤维细胞(或其分泌因子)与肿瘤细胞应答之间的潜在相互作用。这突出了在离体测定中重述人体状况的重要性。

体外/离体实验扩大了PDX在临床研究中的应用

体外和离体测定平台因为PDX的移植特征,克服了体内PDX肿瘤模型固有的局限性,开发了早期药物研发的新平台。

Topics: Oncology

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