Los xenoinjertos derivados del paciente ( PDX ) son modelos de cáncer en los que el tejido o las células del tumor de un paciente se implantan en un ratón inmunodeficiente o humanizado . [1] Los modelos PDX se utilizan para crear un entorno que permita el crecimiento natural del cáncer, su seguimiento y las evaluaciones de tratamiento correspondientes para el paciente original. [1]
Se pueden usar varios tipos de ratones inmunodeficientes para establecer modelos de PDX: ratones desnudos atímicos , ratones inmunodeficientes gravemente comprometidos (SCID) , ratones NOD-SCID y ratones knockout del gen 2 (Rag2) que activa la recombinación. [2] Los ratones utilizados deben estar inmunodeprimidos para evitar el rechazo del trasplante. El ratón NOD-SCID se considera más inmunodeficiente que el ratón desnudo y, por lo tanto, se utiliza más comúnmente para modelos PDX porque el ratón NOD-SCID no produce células asesinas naturales . [3]
Cuando se resecan los tumores humanos, se eliminan los tejidos necróticos y el tumor se puede seccionar mecánicamente en fragmentos más pequeños, digerir químicamente o manipular físicamente en una suspensión unicelular. Existen ventajas y desventajas en la utilización de fragmentos tumorales discretos o suspensiones unicelulares. Los fragmentos de tumor retienen interacciones célula-célula, así como parte de la arquitectura tisular del tumor original, por lo que imitan el microambiente del tumor. Alternativamente, una suspensión unicelular permite a los científicos recolectar una muestra imparcial de todo el tumor, eliminando subclones separados espacialmente que de otra manera se seleccionarían inadvertidamente durante el análisis o el paso del tumor . [4] Sin embargo, las suspensiones unicelulares someten a las células supervivientes a fuertes fuerzas químicas o mecánicas que pueden sensibilizar a las células a los anoikis , lo que afecta la viabilidad celular y el éxito del injerto. [5]
A diferencia de la creación de modelos de ratón de xenoinjerto utilizando líneas de células cancerosas existentes, no hay pasos intermedios de procesamiento in vitro antes de implantar fragmentos de tumor en un huésped murino para crear un PDX. Los fragmentos de tumor se implantan heterotópicamente u ortotópicamente en un ratón inmunodeficiente. Con la implantación heterotópica, el tejido o las células se implantan en un área del ratón no relacionada con el sitio del tumor original, generalmente por vía subcutánea o en sitios capsulares subrenales. [6]Las ventajas de este método son el acceso directo para la implantación y la facilidad de seguimiento del crecimiento tumoral. Con la implantación ortotópica, los científicos trasplantan el tejido o las células tumorales del paciente en la posición anatómica correspondiente en el ratón. Los modelos PDX subcutáneos rara vez producen metástasis en ratones, ni simulan el microambiente tumoral inicial, con tasas de injerto del 40-60%. [6] La PDX capsular subrenal mantiene el estroma del tumor original así como el estroma equivalente del hospedador y tiene una tasa de injerto del 95%. [7] En última instancia, el tumor tarda entre 2 y 4 meses en injertarse, según el tipo de tumor, la ubicación del implante y la cepa de ratones inmunodeficientes utilizados; La falla del injerto no debe declararse hasta al menos 6 meses. [2]Los investigadores pueden utilizar la implantación heterotópica para el injerto inicial del paciente en el ratón y luego utilizar la implantación ortotópica para implantar el tumor desarrollado en ratones en generaciones posteriores de ratones. [1]
La primera generación de ratones que reciben los fragmentos tumorales del paciente se denomina comúnmente F0. Cuando la carga tumoral se vuelve demasiado grande para el ratón F0, los investigadores pasan el tumor a la siguiente generación de ratones. Cada generación a partir de entonces se denota F1, F2, F3… Fn. Para los estudios de desarrollo de fármacos, a menudo se utiliza la expansión de ratones después de la generación F3 después de asegurarse de que el PDX no se ha desviado genética o histológicamente del tumor del paciente. [8]