Создание ксенографтных моделей от больных острыми миелоидными лейкозами с использованием иммунодефицитных мышей линии NSG-SGM3

ОРГАНИЗАЦИЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ , ,

Е.В. Байдюк1, Е.В. Белоцерковская1, Л.Л. Гиршова1,2, В.А. Голотин1, К.А. Левчук2, M.Л. Васютина2, Я.А. Портная1, Е.В. Щелина2, О.Г. Бреднева2, А.В. Петухов1,2,3, А.Ю. Зарицкий2, О.Н. Демидов1,3

1 ФГБУН «Институт цитологии РАН», Тихорецкий пр-т, д. 4, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 194064

2 ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России, ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 197341

3 НТУ «Сириус», Олимпийский пр-т, д. 1, Сочи, Российская Федерация, 354340

Для переписки: Екатерина Викторовна Байдюк, канд. биол. наук, Тихорецкий пр-т, д. 4, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 194064; e-mail: katya_bay@mail.ru; Екатерина Васильевна Белоцерковская, канд. биол. наук, Тихорецкий пр-т, д. 4, Санкт-Петербург, Российская Федерация, 194064; e-mail: belotserkovskaya.ev@gmail.com

Для цитирования: Байдюк Е.В., Белоцерковская Е.В., Гиршова Л.Л. и др. Создание ксенографтных моделей от больных острыми миелоидными лейкозами с использованием иммунодефицитных мышей линии NSG-SGM3. Клиническая онкогематология. 2021;14(4):414–25.

DOI: 10.21320/2500-2139-2021-14-4-414-425

РЕФЕРАТ

Актуальность. До настоящего времени показатели выживаемости пациентов с острыми миелоидными лейкозами (ОМЛ) остаются неудовлетворительными. Для успешного лечения ОМЛ необходимо создание персонализированных моделей этого заболевания. Наиболее перспективным направлением в данной области является разработка ксенографтных моделей от больных ОМЛ с использованием наиболее современной линии иммунодефицитных «гуманизированных» мышей NSG-SGM3.

Цель. Создание ксенографтных моделей от больных ОМЛ с использованием иммунодефицитных мышей линии NSG-SGM3.

Материалы и методы. Для создания PDX-моделей использовались образцы аспирата костного мозга 4 пациентов с впервые диагностированным ОМЛ, проходивших лечение в ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» МЗ РФ. Опухолевые клетки от пациентов трансплантировали мышам линии NSG-SGM3. Для проведения контрольного эксперимента мышам NSG-SGM3 вводили клетки линий ОМЛ: OCI-АМL2 и HL60. Эффективность приживления образцов опухоли оценивалась на основе физического состояния животных и лабораторных исследований (формула крови, мазок крови, ПЦР, проточная цитофлюориметрия).

Результаты. Приживление введенных опухолевых клеток от 4 пациентов с ОМЛ достигнуто у половины (2 из 4) мышей. У 2 мышей с успешной трансплантацией имел место лейкоцитоз. Бластные клетки обнаруживались в периферической крови на 30-й день после трансплантации. У мышей с инъецированными клеточными линиями ОМЛ OCI-АМL2 и HL60 наблюдалось более агрессивное течение заболевания. Среди протестированных подходов для оценки приживления опухоли у мышей-реципиентов метод ПЦР отличался наибольшей чувствительностью.

Заключение. Использование иммунодефицитных «гуманизированных» мышей линии NSG-SGM3 позволяет успешно получать ксенографтные модели от пациентов с ОМЛ.

Ключевые слова: ксенографтная модель, иммунодефицитные «гуманизированные» мыши, ОМЛ, мыши линии NSG-SGM3.

Получено: 27 апреля 2021 г.

Принято в печать: 1 августа 2021 г.

Читать статью в PDF

Статистика Plumx русский

ЛИТЕРАТУРА

  1. Saultz JN, Garzon R. Acute Myeloid Leukemia: A Concise Review. J Clin Med. 2016;5(3):33. doi: 10.3390/jcm5030033.
  2. Burnett A, Wetzler M, Lowenberg B. Therapeutic advances in acute myeloid leukemia. J Clin Oncol. 2011;29(5):487–94. doi: 10.1200/jco.2010.30.1820.
  3. Patel SA, Gerber JM. A User’s Guide to Novel Therapies for Acute Myeloid Leukemia. Clin Lymphoma Myel Leuk. 2020;20(5):277–88. doi: 10.1016/j.clml.2020.01.011.
  4. Levine RL. Molecular pathogenesis of AML: translating insights to the clinic. Best Pract Res Clin Haematol. 2013;26(3):245–8. doi: 10.1016/j.beha.2013.10.003.
  5. Mitra A, Mishra L, Li S. Technologies for deriving primary tumor cells for use in personalized cancer therapy. Trends Biotechnol. 2013;31(6):347–54. doi: 10.1016/j.tibtech.2013.03.006.
  6. Bruserud О, Gjertsen BT, Foss B, et al. New strategies in the treatment of acute myelogenous leukemia (AML): In vitro culture of AML cells—The present use in experimental studies and the possible importance for future therapeutic approaches. Stem Cells. 2001;19(1):1–11. doi: 10.1634/stemcells.19-1-1.
  7. Ryningen A, Stapnes C, Bruserud О. Clonogenic acute myelogenous leukemia cells are heterogeneous with regard to regulation of differentiation and effect of epigenetic pharmacological targeting. Leuk Res. 2007;31(9):1303–13. doi: 10.1016/j.leukres.2007.01.019.
  8. 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):221–30. doi: 10.15789/1563-0625-2019-2-221-230.
    [Nepomnyashchikh TS, Gavrilova EV, Maksyutov RA. Selected aspects of allo- and xenograft model applications for developing novel anti-cancer vaccines and oncolytic viruses. Medical Immunology (Russia). 2019;21(2):221–30. doi: 10.15789/1563-0625-2019-2-221-230. (In Russ)]
  9. Shan WL, Ma XL. How to establish acute myeloid leukemia xenograft models using immunodeficient mice. Asian Pacif J Cancer Prev. 2013;14(12):7057–63. doi: 10.7314/apjcp.2013.14.12.7057.
  10. Mambet C, Chivu-Economescu M, Matei L, et al. Murine models based on acute myeloid leukemia-initiating stem cells xenografting. World J Stem Cells. 2018;10(6):57–65. doi: 10.4252/wjsc.v10.i6.57.
  11. Wunderlich M, Mizukawa B, Chou FS, et al. AML cells are differentially sensitive to chemotherapy treatment in a human xenograft model. Blood. 2013;121(12):e90–e97. doi: 10.1182/blood-2012-10-464677.
  12. Saland E, Boutzen H, Castellano R, et al. A robust and rapid xenograft model to assess efficacy of chemotherapeutic agents for human acute myeloid leukemia. Blood Cancer J. 2015;5(3):e297. doi: 10.1038/bcj.2015.19.
  13. Her Z, Yong KSM, Paramasivam K, et al. An improved pre-clinical patient-derived liquid xenograft mouse model for acute myeloid leukemia. J Hematol Oncol. 2017;10(1):162. doi: 10.1186/s13045-017-0532-x.
  14. Johanna I, Straetemans T, Heijhuurs S, et al. Evaluating in vivo efficacy – toxicity profile of TEG001 in humanized mice xenografts against primary human AML disease and healthy hematopoietic cells. J Immunother Cancer. 2019;7(1):69. doi: 10.1186/s40425-019-0558-4.
  15. Ruzicka M, Koenig LM, Formisano S, et al. RIG-I-based immunotherapy enhances survival in preclinical AML models and sensitizes AML cells to checkpoint blockade. Leukemia. 2020;34(4):1017–26. doi: 10.1038/s41375-019-0639-x.
  16. Wunderlich M, Chou F-S, Link KA, et al. AML xenograft efficiency is significantly improved in NOD/SCID-IL2RG mice constitutively expressing human SCF, GM-CSF and IL-3. Leukemia. 2010;24(10):1785–8. doi: 10.1038/leu.2010.158.
  17. Shultz LD, Brehm MA, Garcia-Martinez JV, Greiner DL. Humanized mice for immune system investigation: progress, promise and challenges. Nat Rev Immunol. 2012;12(11):786–98. doi: 10.1038/nri3311.
  18. Theocharides AP, Rongvaux A, Fritsch K, et al. Humanized hemato-lymphoid system mice. Haematologica. 2016;101(1):5–19. doi: 10.3324/haematol.2014.115212.
  19. Nara N, Miyamoto T. Direct and serial transplantation of human acute myeloid leukaemia into nude mice. Br J Cancer. 1982;45(5):778–82. doi: 10.1038/bjc.1982.120.
  20. Okada S, Vaeteewoottacharn K, Kariya R. Application of Highly Immunocompromised Mice for the Establishment of Patient-Derived Xenograft (PDX) Models. Cells. 2019;8(8):889. doi: 10.3390/cells8080889.
  21. Sanchez PV, Perry RL, Sarry JE, et al. A robust xenotransplantation model for acute myeloid leukemia. Leukemia. 2009;23(11):2109–17. doi: 10.1038/leu.2009.143.
  22. Krevvata M, Shan X, Zhou C, et al. Cytokines increase engraftment of human acute myeloid leukemia cells in immunocompromised mice but not engraftment of human myelodysplastic syndrome cells. 2018;103(6):959–71. doi: 10.3324/haematol.2017.183202.
  23. Billerbeck E, Barry WT, Mu K, et al. Development of human CD4+FoxP3+ regulatory T cells in human stem cell factor-, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor-, and interleukin-3-expressing NOD-SCID IL2Rγ(null) humanized mice. Blood. 2011;117(11):3076–86. doi: 10.1182/blood-2010-08-301507.
  24. Dohner H, Estey E, Grimwade D, et al. Diagnosis and management of AML in adults: 2017 ELN recommendations from an international expert panel. 2017;129(4):424–47. doi: 10.1182/blood-2016-08-733196.
  25. Osman J, Murad AM, Chin SF, et al. Highly Sensitive and Reliable Human Sex Determination Using Multiplex PCR. Asia Pacif J Mol Med. 2014;4:1–4.
  26. Shultz LD, Ishikawa F, Greiner DL. Humanized mice in translational biomedical research. Nat Rev Immunol. 2007;7(2):118–30. doi: 10.1038/nri2017.
  27. Voin V, Khalid S, Shrager S, et al. Neuroleukemiosis: Two Case Reports. Cureus. 2017;9(7):e1529. doi: 10.7759/cureus.1529.
  28. Almosailleakh M, Schwaller J. Murine Models of Acute Myeloid Leukaemia. Int J Mol Sci. 2019;20(2):453. doi: 10.3390/ijms20020453.
  29. Agliano A, Martin-Padura I, Mancuso P, et al. Human acute leukemia cells injected in NOD/LtSz-scid/IL-2Rgamma null mice generate a faster and more efficient disease compared to other NOD/scid-related strains. Int J Cancer. 2008;123(9):2222–7. doi: 10.1002/ijc.23772.
  30. Terpstra W, Prins A, Visser T, et al. Conditions for engraftment of human acute myeloid leukemia (AML) in SCID mice. 1995;9(9):1573–7.
  31. Lumkul R, Gorin N, Malehorn M, et al. Human AML cells in NOD/SCID mice: engraftment potential and gene expression. 2002;16(9):1818–26. doi: 10.1038/sj.leu.2402632.
  32. Martin-Padura I, Agliano A, Marighetti P, et al. Sex-related efficiency in NSG mouse engraftment. Blood. 2010;116(14):2616–7. doi: 10.1182/blood-2010-07-295584.
  33. Woiterski J, Ebinger M, Witte KE, et al. Engraftment of low numbers of pediatric acute lymphoid and myeloid leukemias into NOD/SCID/IL2Rcγnull mice reflects individual leukemogenecity and highly correlates with clinical outcome. Int J Cancer. 2013;133(7):1547–56. doi: 10.1002/ijc.28170.
  34. Ailles LE, Gerhard B, Kawagoe H, Hogge DE. Growth characteristics of acute myelogenous leukemia progenitors that initiate malignant hematopoiesis in nonobese diabetic/severe combined immunodeficient mice. Blood. 1999;94(5):1761–72. doi: 10.1182/blood.V94.5.1761.
  35. Pearce DJ, Taussig D, Zibara K, et al. AML engraftment in the NOD/SCID assay reflects the outcome of AML: implications for our understanding of the heterogeneity of AML. 2006;107(3):1166–73. doi: 10.1182/blood-2005-06-2325.
  36. Monaco G, Konopleva M, Munsell M, et al. Engraftment of acute myeloid leukemia in NOD/SCID mice is independent of CXCR4 and predicts poor patient survival. Stem Cells. 2004;22(2):188–201. doi: 10.1634/stemcells.22-2-188.
  37. Rombouts WJ, Martens AC, Ploemacher RE. Identification of variables determining the engraftment potential of human acute myeloid leukemia in the immunodeficient NOD/SCID human chimera model. Leukemia. 2000;14(5):889–97. doi: 10.1038/sj.leu.2401777.
  38. Culen M, Kosarova Z, Jeziskova I, et al. The influence of mutational status and biological characteristics of acute myeloid leukemia on xenotransplantation outcomes in NOD SCID gamma mice. J Cancer Res Clin Oncol. 2018;144(7):1239–51. doi: 10.1007/s00432-018-2652-2.