Skip to main content

Zebrafish avatar as a real-time in vivo platform for personalized cancer therapeutics

Article Category

Article available in the folowing languages:

Badania ryby słodkowodnej pomagają w opracowaniu metod leczenia raka

Profil genetyczny i metaboliczny poszczególnych pacjentów warunkuje ich reakcję na leczenie przeciwnowotworowe. Dzięki unikalnej platformie in vivo opartej na danio pręgowanym, projekt ZEBRAONCOFISH daje możliwość opracowywania terapii dostosowanych do indywidualnych potrzeb pacjenta.

Zdrowie

Danio pręgowany (Danio rerio) jest bardzo dobrym modelowym organizmem badawczym ze względu na swoją przezroczystość i genetyczne podobieństwo do człowieka. Poza tym ich genom jest dobrze zbadany. Ma również bardzo krótki cykl życia, co ułatwia zbadanie wielu procesów biologicznych od wczesnych faz rozwoju do dorosłości. Ponadto ryba ta może wchłaniać cząsteczki rozpuszczone w wodzie, co umożliwia prowadzenie na niej badań toksykologicznych oraz mających na celu odkrywanie docelowych miejsc działania leków.

Danio pręgowany w testowaniu skuteczności leków

Finansowany ze środków UE projekt ZEBRAONCOFISH przeniósł modele danio pręgowanego na nowy poziom, wykorzystując je do badania skuteczności określonych metod leczenia nowotworów. U ssaków i danio pręgowanego istnieje wiele podobnych szlaków molekularnych związanych z rozwojem nowotworu. „Nasz pomysł polega na mikroiniekcji komórek nowotworowych pochodzących od pacjentów z rakiem jelita grubego i płuc do larw danio pręgowanego i zastosowaniu kilku terapii lekowych – monoterapii lub leczenia kombinowanego”, wyjaśnia Roberto Díez-Martínez, koordynator projektu ZEBRAONCOFISH. Odczyt w przezroczystych zarodkach pozwoli na śledzenie zachowania in vivo pierwotnego guza lub powstawania przerzutów. Platforma jest wciąż rozwijana przez firmę Ikan Biotech, hiszpańskiego lidera w dziedzinie biotechnologii, która opracowuje nowe, dostosowane do potrzeb klienta rozwiązania oparte na testach danio pręgowanego in vivo. Partnerzy są przekonani, że platforma będzie gotowa już wkrótce, i są zainteresowani rozszerzeniem jej wykorzystania na badanie biologii nowotworów i projektowanie metod leczenia dostosowanych do potrzeb indywidualnych pacjentów. W tym celu planują uzyskać pełny profil danego guza po podaniu leków, w tym przebieg konkretnych mutacji lub innych zmian genetycznych, jak również migracji i angiogenezy. Oceniając specyficzne markery komórek macierzystych, naukowcy określą mechanizmy leżące u podstaw oporności na określone metody leczenia, a poprzez nabłonkowe/mezenchymalne markery przejściowe uzyskają ważne informacje na temat aktywności przerzutowej guza. Monitorowanie tych atrybutów in vivo pozwoli ukazać różne profile nowotworów, umożliwiając lekarzom podejmowanie świadomych decyzji dotyczących leczenia pacjentów.

Model danio pręgowanego w przemyśle farmaceutycznym

Model danio pręgowanego zyskuje coraz większą popularność w przemyśle farmaceutycznym w zakresie badań przedklinicznych leków, głównie ze względu na niskie koszty hodowli i efektywność czasową w porównaniu z modelami wykorzystującymi ssaki. Pomimo tych zalet, modele tych ryb nie są rutynowo wykorzystywane jako pomoc w doborze optymalnego leczenia raka. „Jest szereg przeszkód, które trzeba pokonać, dotyczą one na przykład ręcznej iniekcji komórek pacjenta, czyli tzw. ksenotransplantacji”, podkreśla Díez-Martínez. Do badań przesiewowych najczęstszych leków do chemioterapii zatwierdzonych do użytku klinicznego o znaczeniu statystycznym potrzeba by było co najmniej 180 ryb: trzeba przeanalizować co najmniej 20 kombinacji leków, z których każda powinna zostać zbadana trzykrotnie na co najmniej trzech rybach. Taka wysokoprzepustowa analiza nie tylko zwiększa koszty, ale także opóźnia uzyskanie wyników, a to oznacza, że danio pręgowany nie nadaje się do interwencji ukierunkowanych na pacjenta. Biorąc pod uwagę, że na całym świecie są miliony chorych na raka, którzy w różny sposób reagują na tę samą metodę leczenia, pilnie potrzebne są środki, które umożliwiłyby przewidywanie wyników leczenia. „Platforma ZEBRAONCOFISH powstała jako odpowiedź na problem heterogeniczności i ewolucji genetycznej w pierwotnych komórkach nowotworowych. Jest to bardzo potrzebne narzędzie do terapeutycznej oceny cząsteczek, w tym odpowiedzi na dawkę, toksyczności i odkrywania szlaków”, podsumowuje Díez-Martínez. Chociaż do klinicznego wdrożenia platformy konieczna jest jej dalsza optymalizacja, użycie modeli danio pręgowanych w badaniach nad rakiem niewątpliwie dostarcza wielu nowych wniosków w porównaniu z tradycyjnymi modelami.

Słowa kluczowe

ZEBRAONCOFISH, danio pręgowany, leczenie raka, terapie dostosowane do potrzeb pacjenta, skuteczność leków, ksenotransplantacja

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania