מידול גידולי מוח in vivo באמצעות העברה מבוססת אלקטרופורציה של DNA פלסמיד המייצג חתימות מוטציה של מטופל

Summary

שימוש במודל גידול אוטוכתוני חיסוני המונע על ידי מוטציות נפוצות של חולים לבדיקות פרה-קליניות הוא קריטי לבדיקות אימונותרפיות. פרוטוקול זה מתאר שיטה ליצירת מודלים של עכברי גידול במוח באמצעות העברה מבוססת אלקטרופורציה של DNA פלסמיד המייצגים מוטציות נפוצות של חולים, ובכך מספקים מודל עכבר מדויק, ניתן לשחזור ועקבי.

Abstract

מודלים של גידולים הם קריטיים לבדיקה פרה-קלינית של גידולי מוח במונחים של בחינת טיפולים חדשים ויעילים יותר. עם עניין משמעותי באימונותרפיה, חיוני עוד יותר שיהיה מודל עקבי, רלוונטי קלינית וכשיר חיסון של עכברים כדי לבחון את אוכלוסיות הגידול ותאי החיסון במוח ואת תגובתם לטיפול. בעוד שרוב המודלים הפרה-קליניים משתמשים בהשתלה אורתוטופית של קווי תאי גידול מבוססים, מערכת המידול המוצגת כאן מאפשרת ייצוג "מותאם אישית" של מוטציות גידוליות ספציפיות למטופל בהתפתחות הדרגתית אך יעילה ממבני DNA המוחדרים לתאים מבשרי עצבים מתחלקים (NPCs) in vivo. מבני דנ"א כוללים את ניתוח הפסיפס בשיטת MADR (dual-recombinase-mediated cassette exchange), המאפשרת מוטגנזה סומטית של מוטציות מניעות בעותק יחיד. באמצעות גורי עכברים שזה עתה נולדו בין הלידה לגיל 3 ימים, NPCs ממוקדים על ידי ניצול התאים המתחלקים האלה המצפים את החדרים הצדיים. מיקרו-הזרקה של פלסמידים של DNA (למשל, MADR-derived, טרנספוזונים, sgRNA מכוון קריספר) לתוך החדרים מלווה אלקטרופורציה באמצעות משוטים המקיפים את האזור הרוסטרלי של הראש. לאחר גירוי חשמלי, הדנ"א נקלט לתוך התאים המתחלקים, עם פוטנציאל להשתלב בגנום. השימוש בשיטה זו הוכח בהצלחה בפיתוח גידולי מוח הן בילדים והן במבוגרים, כולל גידול המוח הממאיר הנפוץ ביותר, גליובלסטומה. מאמר זה דן ומדגים את השלבים השונים של פיתוח מודל גידול במוח באמצעות טכניקה זו, כולל הליך של הרדמת גורי עכברים צעירים, למיקרו-הזרקה של תערובת הפלסמיד, ולאחר מכן אלקטרופורציה. באמצעות מודל עכבר אוטוכתוני וחיסוני זה, לחוקרים תהיה היכולת להרחיב גישות מודלים פרה-קליניים, במאמצים לשפר ולבחון טיפול יעיל בסרטן.

Introduction

מודלים של גידולי מוח הם חיוניים להבנת המנגנונים של היווצרות גידולי מוח וטיפול בהם. המודלים הנוכחיים כוללים בדרך כלל השתלות תת-עוריות או אורתוטופיות המיוצרות במהירות של קווי תאים סרטניים נפוצים, בהתבסס על מספר מוגבל של מוטציות מניעות או מודלים של xenograft שמקורם בחולה, תוך שימוש בעכברים מדוכאי חיסון המעכבים מחקרי אימונותרפיה תקינים 1,2,3,4. בנוסף, תוצאות פרה-קליניות אלה יכולות להוביל לתוצאות חיוביות שגויות, בכך שמודלים כאלה יכולים להציג השפעות דרמטיות, לעתים קרובות מרפאות, בתגובה לטיפול, אך זה לא מתורגם למרפאה 2,5,6,7....

Protocol

כל ההליכים בפרוטוקול זה אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של המרכז הרפואי סידרס סיני (IACUC). עכברי mTmG הומוזיגוטיים גודלו עם עכברי C57BL/6J כדי להשיג המלטות של עכברי mTmG מעורבים, הטרוזיגוטיים לשימוש בפרוטוקול הבא. בעלי החיים התקבלו ממקור מסחרי (ראו טבלת חומרים

Discussion

העברה מבוססת אלקטרופורציה של DNA פלסמיד מאפשרת שימוש in vivo בביולוגיה מולקולרית, בדומה לזו המשמשת במודלים של עכברים מהונדסים גנטית, אך עם המהירות, הלוקליזציה והיעילות של התמרה ויראלית 8,13,14. עם זאת, עם האחרון מגיעים חששות בטיחות, כמו גם ת?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.1-2.5 µL 1-channel pipette	Eppendorf	3123000012
2 µL pipette tips	Fisher Scientific	02-707-442
20 µL pipette tips	Fisher Scientific	02-707-432
2-20 µL 1-channel pipette	Eppendorf	3123000098
DNAZap PCR DNA Degradation Solutions	Fisher Scientific	AM9890
ECM 830 Square Porator Electroporator	BTX	45-0662
Electrode Gel	Parker Labs	PLI152CSZ
Fast Green Dye	Sigma-Aldrich	F7258-25G
Helping Hands Soldering Aid	Pro'sKit	900-015
Micro Dissecting Scissors, 4.5" Straight Sharp	Roboz	RS-5916
Mouse Strain: C57BL/6J	The Jackson Laboratory	JAX: 000664
Mouse Strain: Gt(ROSA)26Sortm4(ACTB-tdTomato,-EGFP)Luo/J	The Jackson Laboratory	JAX: 007676
Parafilm	Grainger	16Y894
Plasmid: pCag-FlpO-2A-Cre EV	Addgene	129419
Platinum Tweezertrode, 7 mm Diameter	BTX	45-0488
Sharps container, 1-quart	Uline	S-15307
Standard Glass Capillaries, 4 in, 1 mm OD, 0.58 mm ID	World Precision Instruments	1B100F-4	Capillary pipettes need to be pulled - see reference 10 for details.
Vertical Micropipette Puller	Sutter Instruments	P-30	Heat settings: Heat #1 at 880, Heat #2 at 680; pull at 800. See reference 10 for more details on pulling.
Vimoba Tablet Solution	Quip Laboratories	VIMTAB
XenoWorks Digital Microinjector	Sutter Instruments	BRE
XenoWorks Micropipette Holder	Sutter Instruments	BR-MH