Deneysel Kanser Modellemeleri
advertisement
1. DENEYSEL HAYVAN ARAŞTIRMALARINDA TASARIM, MODELLER VE YAYIN ÇALIŞTAYI 16-17 Ocak 2016 Deneysel Kanser Modellemeleri safiyeaktas@gmail.com Prof Dr Safiye Aktaş Dokuz Eylül Üniversitesi Onkoloji Enstitüsü İn Vivo Modellemeler SUNUM PLANI • • • • • • • TANIM Spontan Modeller İndüklenmiş Tümör Modelleri Ksenograft Modeller Transgenik Modeller Metastaz Modelleri İlaç, Karsinojen ve Profilaksi Çalışmaları DENEYSEL ARAŞTIRMA • Doğada olmuş, olan ya da olması olası olayların laboratuvar şartlarında kontrollü olarak ortaya konulmasına ve incelenmesine denir. • Deneysel çalışmalar klinik öncesi veya klinik çalışmalar • Hayvan modelleri: fizyolojik modeller ve insan hastalıkları modelleri Uygun Hayvan Modeli Seçiminde Dikkat Edilmesi Gereken Konular • Hayvan deneylerinden elde edilen bulguların doğruluğu ve geçerliliği uygun bir hayvan modelinin seçilmesine bağlıdır. • Araştırma bulgularının insanlara uyarlanabilmesi hayvan tipine, araştırmanın özelliğine ve çalışılan parametrelere bağlıdır. • Model olan hayvandan elde edilen bulguların insanlara uyarlanmasına ilişkin kesin kurallar yoktur. • Araştırma konusu ile ilgili olarak karşılaştırmalı biyomedikal bilgilere sahip olunmasının yararı vardır. Hayvan Modellerinin Seçimi Çalışmayla ilgili hedefleri nve beklentilerin karşılaması, Tüm uygun modellerin gözden geçirilmesi, En uygun hayvan modeli seçimi için çevre standartları da dahil olmak üzere gerekli nitel özellikleri kontrol etmek, Türlerin kendi özellikleri dahil en uygun hayvan seçmek; Standart genetik, kalite, cinsiyet ve yaşta Model ile ilgili çalışmanın hedefleri herhangi bir teknik, etik, bilimsel ya da pratik sınırlamalar, Uygun sağlık standart veya mikrobiyolojik durumu göz önüne almak, Mikro ve makro çevre (bakım, yetiştirme, barındırma ve uygulamalar) hayvanlar ve çalışma için uygun olmalıdır. Bu konuda çalışan personelin yeterince eğitim ve iş tecrübesi (teknisyen, veteriner hekim, mühendis, lojistik destek vb. personel) Tedarikçilerle sıkı işbirliği (hayvan, malzeme, ekipman, servis) Bu alandaki ulusal ve uluslararası yasal düzenleme ve uygulamalara dikkat edilmelidir. Genetik Tiplendirme • Fare ve sıçanlar genetik olarak üç ana sınıfa ayrılırlar; • I. Genetik olarak tanımlanmamış “outbred” stoklar • II. Genetik olarak tanımlanmış izogenik soylar (inbred, kongenik, konsomik, rekombinant inbred soylar ve F1 hibridler) • III. Genetik olarak kısmen tanımlanmış soylar (mutant ve transgenler). • Bu sınıflar içerisinde, değişik özellikleri bulunan birçok farklı soy ve stokları bulunmaktadır. • Bir araştırma için uygun özelliklere sahip soyun belirlenmesi uzun bir süreci kapsayabilir. Örneğin hipertansiyon, spesifik bir tümör veya diyabet gibi istenen özelliklerinden dolayı özel bir soy, mutant veya transgenik soylar tercih edilebilir. Spontan Tümör Modelleri • Bazı inbred kemirgen soyları doğal olarak kansere yakalanma riskine sahiptirler. • Örneğin AKR soyu fareler bir yaşına gelmeden önce % 80 oranında lösemi olmaktadırlar. • Fare, sıçan, köpek ve kedilerde benign ve malign meme tümörü sık gözlenir. İndüklenmiş Tümör Modelleri • Toksinler, virüsler ve diğer bazı uyaranlarla kanser oluşumu sağlanabilir. • Kanser oluşumuna neden olacak kimyasalların topikal uygulamaları, • Meme kanseri: Dimetil benzatresen, N metil N nitrozüre, N etil N nitrozüre Ksenograft Modeller • Doğrudan kanser hücresi enjeksiyonu, • Aynı soyda bulunan inbred hayvanlar içerisinde spontan oluşmuş bir kanserin bireyler arasında transplantasyonu. Veriliş yolu • • • • Ortotopik enjeksiyon: Tümörün köken aldığı dokuya enjeksiyondur. Meme içi Prostat içi Transgenik Model • Genetik Mühendislik ürünü, genelde fare • In vitroda geliştirilen hipotezlerin in vivoda geçerliliğini test etmenin en iyi yöntemidir. • Mikroçevre ile birlikte test etmeye yarar. • Farede de immun sistem, in utero dönem, genetik imprintlenme, alternatif splicing var. • Transgenik modelde ilaç çalışmak faz 2 ve 3 çalışmalardaki başarısızlık oranını düşürür. • Kanser ilişkili genetik aberasyonlar • Gen fonksiyonunda kayıp, mutasyon, düşük ekspresyon, artmış ekspresyon, amaç olabilir. Gen fonksiyonunda azalma • Gen knockout fare: başlangıç kodonları birkaç ekzon delete edilir. Moleküler kontrol yapılmalıdır. Tümör süpresör gen: heterozigot homozigot modelller p53 +/• Fare gen mutasyonları: Rekombinaz aracılı gen eksizyonları • RNA interferans modelleri: iRNA fonksiyon kaybı ile mRNA protein kodlama aşaması engellenir. • Tek hücre knockout modeli Gen fonksiyonunda artma • Onkogen • 1. transgenik model • Oosit içine pronükleer enjeksiyon ve yalancı hamile fareye implantasyon. BAC: bakteriyel yapay kromozom; taşıyıcı • Başarı oranı düşük. Epigenetik Slincing olabiliyor. • 2. Knockin model • 3. Artmış ekspresyon modeli • • • • Kromozomal tranlokasyon modellleme Translokatör, invertör İnsersiyonel mutagenez Transpozonlarla mutagenez Transgenik Modeller:örnekler • Meme: Onkogen Ekspresyonu doku seçici promotörler ile meme dokusuna hedeflenir (C3, MMTV). MyMT model: akciğere metastaz • Prostat: TRAMP X FBV fareler • HTLV-1 viral onkogen : lösemi lenfoma • Fare myc mutasyonu Burkitt lenfoma İn Vivo Metastaz Hayvan Modelleri • Kanser 2.ci ölüm nedeni, ölüm metastazdan. • Metastazın moleküler mekanizmalarını anlamada, • Metastazı önleme, engelleme ve tedavi etmede yeni yöntemler geliştirmede gereklidir. • Subkutan ksenograft modelde metastaz olmaz. • Genel metastaz için IV uygulama, intrakardiyak (sol ventrikül içine) intraosseöz (tibia, femur) Intraperitoneal uygulama ya da metastatik organ spesifik uygulamalar sözkonusudur. • (Kemik, Akciğer, Beyin, Karaciğer) • Model hasta modeline uygun, klinik gerekli, çoğaltılabilir, sürdürülebilir olmalıdır. • İdeal model yoktur. Var olan modelleri tanıma, zayıf ve güçlü yönlerini kavrama, çalışma planlamada ve başarılı bir kanser araştırmasında çok işe yarar. Kemik Metastaz modelleri Meme, prostat, akciğer kanseri Multil myelom, tiroid, böbrek kanseri, lenfoma, Ewing sarkom Kemik iliği mikroçevresi ve tümör hücreleri etkileşimi Spontan kanser, kimyasal genetik uyarılmış kanser, ksenograft model, metastazda da geçerli hipoteze, bilimsel soruya göre model seçeceğiz. Kemik Metastazı • Fare, Sıçan, Köpek, nadiren kedi • İmmun yetmezlikli hayvan kullanımı metastazda immun sistemini araştırmada dezavantajdır. • Ortotopik enjeksiyon sonrası kemik metaztazı seyrek • IV kuyruk veni ilk hedef akciğerdir. Kemik metastazı nadir. • Dolaşıma intrakardiyak verilen tümör hücrelerinde metastaz olan hayvan oranı, yeri, sayısı aynı olmamaktadır. Biolüminisent görüntüleme gerektirir (hücre hattına lusiferaz eksprese eden vektör transfeksiyonu). • Kemik içi enjeksiyon etkili • Subkutan kemik implante etme: fetal insan kemiği, Fare vertebrası tam metastaz modeli değil ama kemik tümör etkileşimi için iyi model. • Meme kanseri hücre hattı MDA-MD-231 dolaşıma enjeksiyonu 2-3 haftada kemik met yapar. (MDAMB-435) (MCF-7) • 4T1 Balb/cfC3H) kökenli kemik met yapar meme kanseri İlaç, Karsinojen ve Profilaksi Çalışmaları • Yeni geliştirilen bir kanser ilacın antikanser etkisi yanısıra, başka bir endikasyonla geliştirilen ilacın teratojen, kanserojen olup olmadığının araşrıtılması. • Temas halinde olduğumuz, olacağımız, doğal yapay bileşiklerin, kanserojen olup olmadığının araştırılması • Bir maddenin kanser önleyici olup olmadığının araştırılması • İn vitro kanıtlar sonrası deney hayvanına geçilmesi gerekir.
