הדור של אורגנואידים גידול מ מהונדסים גנטית עכבר מודלים של סרטן הערמונית

מאז סוף שנות ה-80, היכולת לשנות גנים על ידי שילוב מחדש של הומוולוגי התקדמה מאוד במחקר של מערכות ביולוגיות¹. Inducible, רקמה-, או תא ספציפי מערכות קידום האתר recombinases ספציפי, כגון היצור-loxp, יש מחקרים גנטיים מתקדמים על ידי הקלה על שליטה על שינויים גנטיים הן זמנית ו מרחב^{2,3, ד}. השילוב של אסטרטגיות גנטיות אלה יצר מגוון רחב של מערכות מודל ניסיוני^5,6,7.

מודלים של עכברים מהונדסים גנטית (GEMMs) הם כלי אינטגרלי כדי להעריך כיצד גנים בודדים או קבוצות של גנים משפיעים על פיתוח ומחלות היונקים. במחקר טרום קלינית לסרטן, GEMMs הם השיטה הפיזיולוגית ביותר הרלוונטית וקפדני ללמוד פיתוח סרטן, התקדמות, וטיפול⁸. המעבדה שלנו מתמחה בהפקת ואפיון של GEMMs סרטן.

הסרטן המאובחנים ביותר בקרב גברים בארצות הברית הוא סרטן הערמונית (PCa). רוב המטופלים עם PCa יש סיכון נמוך מחלה וסבירות גבוהה של הישרדות, אבל שיעורי הישרדות ירידה דרסטית כאשר המחלה מאובחנת בשלבים מתקדמים או אם טיפול הורמונלי ממוקד גורם התקדמות אגרסיבי, לא לריפוי PCa תת-סוגי^9,10. המעבדה שלנו פיתחה GEMMs המשתמשים האללים של אחד או יותר גנים מדכא הגידול. שילוב ואובדן של הביטוי הגנטי מדכא הגידול מתרחשת במיוחד בבלוטת הערמונית, כי הצגנו transgene עם recombinase במורד הזרם של היזם פרוסין מופעל רק בתאי אפיתל הערמונית^{11, 12}. יש לנו גם לגדל את ה-gemms שלנו להכיל את הכתבת שלנו שנקרא מקרא mT/mG, אשר משרה ביטוי חלבון פלורסנט העגבנייה בתאים חסרים היצורים הירוקים חלבון פלורסנט (gfp) ביטוי בתאים עם היצור¹³. בעוד המצגת של שיטה זו ותוצאות הנציג שלנו להראות GEMMs אנו לומדים במעבדה שלנו, פרוטוקול זה ניתן להשתמש כדי לייצר סרטן הערמונית אורגנואידים מכל מודל העכבר. עם זאת, כפי שנדונו בפירוט בסעיף התוצאות הנציג שלנו, הבחנו כי מאפייני הגידול מסוימים הם אופטימליים עבור הדור סרטן הערמונית אורגאיד.

בעשור האחרון, שיטות חדשות של תאים culturing מרקמות של מוצא אפיתל הובילו להתקדמות משמעותית ביכולתנו לדגמן מערכות איברים בתחום החוץ מבחנה^14,15. המושג “3D תרבות התא” יוחסו טכניקות המעורבים בהקמת ושמירה על אורגנואידים, אשר ניתן להגדיר בדרך כלל מבנים העשויים מתאים להרכיב ארכיטקטורה משנית מונע על ידי אברי השושלת הספציפית האיברים מאפיינים¹⁶. שיטות חדשות אלה הן ברורות מתרבות התא דו-ממדית הקלאסית בתאים שאינם דורשים טרנספורמציה או התבגרות לצמיחה ארוכת טווח; כך, התרבויות 3D של תאים נורמליים ניתן להשוות לתאים חולים. זה בעל ערך רב במיוחד בחקר הסרטן שבו התרבויות נורמלי בקרת תאים בדרך כלל לא היה זמין. בנוסף, אורגנואידים בצורה ספונטנית ארכיטקטורות רקמה משנית עם סוגי תאים הבדיל כראוי, מה שהופך אותם מערכת מודל טוב יותר להבין סרטן באופן מתורבת מאשר 2D קווי התא¹⁷. המעבדה שלנו יצרה שורות 3D אורגאיד מבעיית הגידול מבודדים PCa שלנו GEMMs כדי להשלים את הנתונים שלנו vivo ולבצע ניסויים אשר לא יהיה ריאלי ב-GEMMs.

במאמר זה, אנו מציגים פרוטוקולים כתובים וחזותיים עבור נקרופסי השלם של PCa GEMMs, כולל ניתוח של הערמונית ברורים העכבר נגעים גרורתית. אנו לתאר ולהראות צעד אחר צעד שיטה ליצירת אורגנואידים מפני גידולים בערמונית העכבר מבוסס על פרוטוקול שפורסם בעבר על-ידי Drost et al. עבור הנובעות אורגנואידים מרקמת הערמונית נורמלי עכבר אפיתל¹⁸.