מודל גידול עכבר של מתח כירורגית משמש לחקור כיצד דיכוי חיסוניים לאחר הניתוח מקדם מחלה גרורתית ולהעריך טיפולים סביב ניתוח immunostimulatory.
כריתה כירורגית היא טיפול חיוני עבור רוב חולי הסרטן, אבל ניתוח גורם לתפקוד לקוי של המערכת החיסונית ואת זה כבר קשור להתפתחות של מחלה גרורתית במודלים של בעלי חיים ובחולי סרטן. עבודה פרה מהקבוצה שלנו ואחרים הוכיחה דיכוי עמוק של תפקוד מערכת החיסון מולדים, במיוחד תאי NK בתקופה שלאחר הניתוח וזה ממלא תפקיד מרכזי בהתפתחות המשופרת של גרורות לאחר ניתוח. מחקרים בבעלי חיים מעטים יחסית וניסויים קליניים התמקדו באפיון ולהפוך את ההשפעות המזיקות של ניתוח הסרטן. שימוש במודל של בעלי חיים קפדני של גידולים באופן ספונטני גרורות ומתח כירורגית, השיפור של ניתוח סרטן על ההתפתחות של גרורות ריאות הודגם. במודל זה, תאי סרטן שד 4T1 מושתלים בכרית שומן החלב העכבר. השתלת גידול 14 הודעה יום ב, כריתה של גידול החלב הראשוני מלאה performeד בכל בעלי החיים. קבוצת משנה של בעלי חיים מקבל מתח כירורגיות נוסף בצורה של כריתת כלית בטן. ביום 28, גושים סרטניים ריאות לכימות. כאשר אימונותרפיה ניתנה מייד לפני ניתוח, הפעלה עמוקה של תאים חיסוניים אשר מנעה את ההתפתחות של גרורות לאחר הניתוח התגלתה. בעוד מודל 4T1 שד ניתוח גידול מאפשר הסימולציה של ההשפעות של לחץ בבטן ניתוחי בגרורות סרטניים, תחולתה לסוגי גידולים אחרים צריכה להיבדק. האתגר הנוכחי הוא לזהות immunotherapies הבטוח ומבטיח במודלים של עכברים פרה ולתרגם אותם לטיפולים סביב ניתוח מעשית יינתן לחולי סרטן ניתוח כדי למנוע ההישנות של מחלה גרורתית.
ניתוח הוא מרכיב קריטי בטיפול בסרטן לטיפולים בגידולים מוצקים, אך למרות כריתה מלאה, חולים רבים לפתח הישנות גרורתית וסופו של דבר למות ממחלתם. יותר ויותר, תקופה שלאחר הניתוח, כתוצאה מהתגובה הפיזיולוגית ללחץ לניתוח, כוללים קרישת דם, שחרור של גורמי גדילה, דיכוי מערכת החיסונית, מוכרת כזמן קריטי להתפתחות של גרורות. 1,2 הקבוצה שלנו ואחרים 3-5 הראו כי בתקופה שלאחר הניתוח המיידית היא זמן ייחודי רגיש להיווצרות של גרורות.
אחד המנגנונים המרכזיים שהיו אחראים לאפקטי prometastatic של ניתוח הוא חוסר תפקוד לאחר ניתוח של רוצח הטבעי (NK) תאים 1-3. תאי NK הם לימפוציטים ציטוטוקסיות של מערכת החיסון המולדת מעורבת בשליטה על צמיחת גידול וגרורות 6. תפקוד לקוי של תאי NK לאחר הניתוח תועד in שני חולים אנושיים 1,7-9 ומודלים של בעלי החיים 1,10,11. דיכוי תאי NK לאחר הניתוח בקורלציה עם גרורות מוגברות במודלים של בעלי חיים של גרורות ספונטניות ומושתלות 1,11-14, ואילו במחקרים בבני אדם, פעילות NK נמוכה במהלך התקופה סביב הניתוח קשור בשיעור גבוה יותר של הישנות הסרטן והתמותה 15,16.
למרות זאת, אין כיום טיפולים בסרטן, במיוחד בקשר לשינויי prometastatic המתרחשים לאחר ניתוח הסרטן באופן מיידי. תקופה סביב הניתוח מייצגת חלון טיפולי של הזדמנות שבה להתערב בתהליך גרורתי. בעוד טיפולים בסרטן מסורתיים, כגון כימותרפיה ציטוטוקסית, נחשבים רעילים מדי להינתן לחולים מתאוששים מניתוח קשה 17, טיפולים חיסוניים הם מועמדים אידיאליים לממשל סביב ניתוח. שימוש סביב ניתוח של ³ IL-2 ו-IFN-i רקומביננטי נחקר in שלב המוקדם של ניסויים קליניים מדגימים את הפוטנציאל שלהם כדי למנוע דיכוי תאי NK לאחר ניתוח ולשפר את ההישרדות ללא התקדמות מחלה 18-21. למרבה הצער, המשך הפיתוח התעכב בשל סבילות של הטיפול בציטוקינים ספציפי הזה בשילוב עם ניתוח גדול 17. וירוסים הם גם מפעילים ספציפיים חזקים של תאי NK. המחקר שלנו הוכיח בעבר כי ממשל לפני ניתוח של וירוסים המשכפלים, כגון אנטי סרטני רומן oncolytic וירוסים (OV), וnonreplicating חיסונים נגיפיים, כגון חיסון נגד שפעת, יכול לעכב תפקוד תא מושרה ניתוח NK ולהחליש מחלה גרורתית 1,22.
מודל הניתוח שתואר במאמר זה יש להקל את הבנתנו את המנגנונים מעורבים בהתפשטות והצמיחה של תאים סרטניים לאחר ניתוח שלנו ואיפשר לנו לחקור את הטיפולים חדשניים ממוקד שיכול להינתן בתקופה סביב הניתוח. כדי להשיג מטרה זו, בעלי חייםמודל של מתח כירורגית וצרור גרורות ספונטני המפותח. המודל עושה שימוש בגידולי סרטן השד בעכבר (BALB / ג – 4T1) כי הם מסוגלים לשלוח גרורות באופן ספונטני מבלוטת החלב העיקרית לאתרים מרוחקים מרובים בפרט הריאות. ביום: 0, תאי סרטן השד מושתלים בכרית שומן חזה עכבר. יום 14 השתלה לאחר גידול ב, כריתה של גידול החלב הראשוני מלאה מתבצעת בכל בעלי החיים. קבוצת משנה של בעלי חיים מקבל מתח כירורגיות נוסף בצורה של כריתת כלית בטן. ביום 28, גושים סרטניים ריאות בהדגישו בניתוח ולא עכברים שליטים ניתוח לעומת מבודדים וכימות. במודל חיה זה של סרטן וניתוחים, ההשפעות של ניתוח בגרורות סרטן הם נחקרות ואת היעילות של ממשל סביב ניתוח של immunotherapies החדשני, כולל שכפול וnonreplicating חיסון ממריצים מבוסס באופן ויראלי נבדקות בפעם הראשונה.
כריתה כירורגית היא עמוד התווך של טיפול בחולים עם ממאירויות סולידיות מקומיות. אפילו עם כריתה מלאה, חולים רבים לפתח הישנות גרורתית וסופו של דבר למות ממחלתם. תקופה שלאחר הניתוח המיידי מספקת סביבה אידיאלית להיווצרות של גרורות בסרטן, מווסתת, במידה רבה, על ידי דיכוי תאי NK לאחר ניתוח. למרות זאת, הוא נשאר חלון טיפולי, כי הוא התעלם במידה רבה. כרגע אין טיפולים נגד סרטן סטנדרטי סביב ניתוח נועדו למנוע גרורות לאחר ניתוח. האתגר הנוכחי הוא לזהות טיפולים בטוחים ומבטיחים שיפעילו את תאי NK בתקופה סביב הניתוח ובכך מונעת את הקמתה של מחלת micrometastatic. טיפולים אלה חייבים להיות מאופיינים בקפדנות על בטיחות ויעילות במודלים של בעלי חיים פרה ולאחר מכן תורגמו לניסויים קליניים תוכננו מהורהר.
היחס הראשוניnale לפתח מודל גידול עכבר של מתח כירורגית הוא לחקור מנגנונים של דיכוי מערכת החיסונית והתפשטות גרורה לאחר ניתוח וכדי להעריך immunotherapies החדשני עם פוטנציאל לשימוש עתידי בחולי הסרטן שעברו ניתוח להסרת הגידול הראשוני. כדי להשיג מטרה זו, מודל סרטן שד 4T1 עכברי בשילוב עם לחץ כירורגית פותח. בעוד ששורת תאי 4T1 היא עכברי "סרטן שד", הסיבה להשתמש בקו זה תא היא שחזור של גרורות ספונטניות שמאפשר לנו להעריך את ההשפעות של לחץ כירורגית במודל סרטן מציאותי. בהקשר זה, את המקור האמיתי של ממאירות הוא פחות חשוב מהביולוגיה ופוטנציאל גידול גרורתי. המרכיב החיוני השני של המודל שלנו הוא הפיתוח של הליך כירורגי של בעלי חיים להידמות ניתוח סרטן אנושי באופן הדוק. במודל זה לחץ של בעלי החיים כירורגית, 4T1 גידול השד הראשוני הוא נכרת לאחר שהוא מגיע 1 סנטימטר 3. כיניתוחי סרטן בחולים אנושיים כרוכים בדיכוי מערכת החיסונית משמעותי, כריתת כליה פתוחה בטן בקבוצות טיפול "מתח כירורגית" מבוצע בנוסף. כפי שהוא משווה עם כריתת גידול קונבנציונלית יותר בבני אדם, האופי פולשני של כריתת כליה השמאלית מלאה הוא מאוד דומה לסוגים רבים של טיפולים כירורגיים לממאירויות מוצקות, כוללים ניתוחים לטיפול בסרטן מעי גס, סרטן השחלות, סרטן הכליה, סרטן לבלב, ריאות וושט סרטן. בנוסף, אנו טוענים שהשינויים העמוקים הפיסיולוגיים המתרחשים perioperatively, בשל laparotomy + כריתת כליה, כראוי מתרבה השינויים הפיסיולוגיים המכריע המתרחשים בעקבות ניתוח פולשני עבור רוב מחלות ממאירות מוצקות. כדי לשלוט על גורמים סביב ניתוח שעלולה להוביל ללחץ מוגזם כירורגית ותמותה, משך ההרדמה וניתוח ולשמור על טמפרטורת גוף במהלך הניתוח מוגדר במדויק. כל הפרמטרים הללו מתבצעים בדיוקד שהוגדר בפרוטוקול הניתוח שלנו כדי לשקף את הטיפול שגרתי סביב ניתוח בחולי סרטן בבני אדם.
העיתוי של הטיפולים סביב הניתוח הוא מרכיב קריטי נוסף למודל ההצלה סביב הניתוח. טופלו עכברי נושאי גידול 4T1 בעבר עם 3 משטרים של חיסון נגד שפעת: neoadjuvant (ניתנו 5 ימים לפני הניתוח), סביב ניתוח (שניתן באותו היום של ניתוח) וסביב ניתוח + multidose (נתון ביום של ניתוח, ואחריו 2 מנות נוספות ניתנו גזרים 5 ימים). למרבה הפלא, כל 3 המצבים של טיפול חיסון ירד באופן משמעותי גרורות ריאות 22. עם זאת, חיסון נגד שפעת מנוהל perioperatively כגרורות מופחתות מנה אחת בצורה היעילה ביותר. באופן קולקטיבי, ניסויים אלה מדגישים את החשיבות של התקופה סביב הניתוח המיידית כמו חלון טיפולי צר להתערב בתהליך גרורתי.
שימוש סביב ניתוח של immunotherapies החדשני כגון oncolyוירוס וחיסונים טיק יש באופן בלעדי היו מוגבלים לקבוצת המחקר שלנו. אנחנו הוכיחו בפעם הראשונה שממשל סביב ניתוח של וירוסי ORF oncolytic הרומן וvaccinia יכול להפוך דיכוי תאי NK לאחר ניתוח במודלים של בעלי החיים 1. וחשוב יותר, הצלה זו של תפקוד מערכת החיסון בקורלציה עם ירידה בהיווצרות של גרורות לאחר הניתוח. במחקרים בבני אדם, חולי ניתוח הסרטן לאחר ניתוח צמצמו cytotoxicity תא NK וOV סביב הניתוח במידה ניכרת מגביר את פעילות תאי NK בחולי סרטן 1. שימוש בחיסוני מניעה זמין באופן מסחרי, שהוכחנו כי ממשל חיסון נגד שפעת סביב הניתוח צמצם באופן משמעותי גרורות סרטניים והשתפר cytotoxicity תא NK במודלי גידול פרה. במחקרים בבני אדם, חיסון נגד שפעת משופרת באופן משמעותי את פעילות תאי NK בתורמים אנושיים בריאים וחולי ניתוח הסרטן 22.
גישות רבות משמשות כדי להפחית cancהישנות אה, כולל כימותרפיה והקרנות, אך טיפולים אלה מנוהלים בדרך כלל שבועות עד חודשים לפני (neoadjuvant) או לאחר ניתוח (adjuvant). מחקר בתחום זה מראה שהתקופה שלאחר הניתוח המיידית היא קריטית בקביעת שיעורי הישנות גידול לטווח ארוך. לכן, התערבויות קליניות בצורה של immunotherapies בתקופה קריטית זו עשויות להיות יתרונות לטווח ארוך משמעותיים. המחקרים שלנו תוך שימוש במודל של עכברים של גרורות ריאות ספונטניות ומתח כירורגית מספקים הזדמנות ייחודית לחקור טיפולים חדשים ולקבוע את הפוטנציאל שלהם כדי למנוע דיכוי חיסוני סביב ניתוח בחולי ניתוח סרטן ובכך גם להפחית את שיעורי הישנות הסרטן.
The authors have nothing to disclose.
המחברים מבקשים להודות לך קים ייטס, איילין פרנקלין, ורבקה Tjepkema (טיפול בבעלי חיים ושירותים וטרינריים, אוניברסיטת אוטווה) לסיוע בניתוחים בבעלי חיים. Lee-Hwa טאי נתמך על ידי Fonds דה המשוכלל ונדירה סנטה קוויבק מלגה. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים הפועלים מהאגודה למלחמה בסרטן הקנדית מכון לחקר החדשנות גרנט, משרד אונטריו פרס חוקר מוקדם מחקר ופיתוח של, והקרן קנדית עבור חדשנות – הזדמנות גרנט של לידר לרבקה אאואר.
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Corning Cell-Gro | 10-013-CV | |
Inactivated Fetal Bovine Serum (FBS) | HyClone | SH30396.03 | |
Penicillin/Streptomycin | Gibco | 15070-063 | |
1X sterile Phosphate Buffered Saline (PBS) | Corning cell gro | 21-031-CV | |
Buprenorphine | Chiron, Guelph | RXN309968 | |
Isofluorane | Baxter Corp | 1001936040 | |
1/2 ultra-fine syringe | Terumo | 30 Gauge, SS05M3009 | |
9mm staples | Braintree | ACS BX | |
5-0 braided absorbable suture | Covidien | UL-202 | |
3-0 wax braided silk suture | Covidien | S-194 | |
Formalin | Fisher | SF100-20 | |
4T1 tumor cells | ATCC | CRL-2539 | |
BALB/c | Charles Rivers Labs | Strain Code:028 |