MC38: un modelo de tumor murino de respuesta inmune

AUTORES:

Sheri Barnes, PhD | Directora, Desarrollo Científico

Maryland Franklin, PhD | Vicepresidenta de Desarrollo Científico

FECHA:

Marzo de 2019

 

El cáncer colorrectal es el cuarto cáncer más común que se diagnostica en Estados Unidos. El cáncer colorrectal representa la tercera causa principal de muertes ligadas al cáncer entre las mujeres y la segunda entre los hombres. Se estima que en 2019 se diagnosticarán más de 145.000 casos nuevos de cáncer colorrectal en Estados Unidos y morirán más de 51.000 pacientes. Las iniciativas de prevención y detección temprana de las últimas décadas, junto con opciones de tratamiento mejoradas, han generado reducciones en los diagnósticos y las muertes de cáncer colorrectal. Estas medidas también han aumentado la tasa de sobrevida total de cinco años al 64,9 %, pero la sobrevida baja precipitadamente en aquellos pacientes cuya enfermedad no se detecta tempranamente.[1] Por este motivo, el desarrollo de nuevos tratamientos para el cáncer colorrectal es una necesidad permanente.

La llegada de la inmunoterapia ha requerido de modelos tumorales en ratones singeneicos con cinéticas de crecimiento y respuestas a agentes inmunomoduladores deseables para lograr un mayor avance en los tratamientos inmuno-oncológicos. Covance ha caracterizado uno de estos modelos de adenocarcinoma de colon, el MC38, para respaldar el desarrollo de estos agentes. Se aisló el MC38 a partir de un tumor de colon en un ratón C57BL/6 tras la exposición prolongada al carcinógeno DMH (1,2-dihidrocloruro de dimetilhidracina).[2] Tal como se describe a continuación, el MC38 tiene un perfil de respuesta favorable a los anticuerpos inmunomoduladores que sugiere un microentorno tumoral susceptible a la activación inmunológica. Por lo tanto, el MC38 puede llegar a ser un modelo importante en immuno-oncología con una utilidad significativa en desarrollo farmacológico.

  

El tiempo de duplicación in vivo de tumores MC38 subcutáneos es de ~4 días, una tasa de crecimiento moderada que puede facilitar un período de dosificación de hasta tres semanas para que los agentes de prueba generen la actividad antitumoral. El modelo se utilizó en un estudio para evaluar la respuesta a anticuerpos inhibidores de puntos de control que se utilizan comúnmente. La figura 1 demuestra los volúmenes tumorales promedio (A) y los volúmenes tumorales individuales (B-F) de los tumores de control sin tratamiento en comparación con aquellos tratados con control de isotipo, anti-mCTLA-4, anti-mPD-L1 o anti-mPD-1. La dosificación con todos los agentes de prueba comenzó una vez que se establecieron los tumores (~100 mm3). El anti-mPD-L1 y anti-mPD-1 demostraron las actividades antitumorales más significativas, de los tres inhibidores de puntos de control, con un retraso del crecimiento tumoral de 6 y 8 días en el día 22, respuestas putativas del 40 % y 50 % y un mayor tiempo hasta la evolución de 32 y 29 días, respectivamente, en comparación con el grupo de control sin tratamiento. El efecto claro de estos tratamientos podría facilitar una mejora aditiva o sinérgica en combinación con moléculas candidatas.

Fig. 1: crecimiento promedio e individual de tumores MC38 tras la aplicación de terapias de inhibidores de puntos de control.
Fig. 1: crecimiento promedio e individual de tumores MC38 tras la aplicación de terapias de inhibidores de puntos de control.

También se evaluó la respuesta del MC38 a las moléculas coestimuladoras y anti-mOX40 y anti-mGITR y hallamos una actividad antitumoral menos contundente en comparación con las respuestas que se ilustran en la figura 1 (ver figuras 2A y 2B-E). El tratamiento con anti-mOX40 produjo una actividad antitumoral moderada con un promedio de ΔT/ΔC del 51 % en el día 22, respuestas putativas del 10 % y un retraso del crecimiento tumoral de 4,5 días. El tratamiento con anti-mGITR produjo la menor cantidad de actividad antitumoral con un promedio de ΔT/ΔC del 72 % en el día 22, respuestas putativas del 20 % y un retraso del crecimiento tumoral de 2 días. Sin embargo, hay indicios de actividad que demuestran la posibilidad de mejoras con estos agentes, por lo cual el modelo C38 resulta interesante para las terapias combinadas con una amplia variedad de agentes inmunomoduladores.

  

Fig. 2: crecimiento promedio e individual de tumores MC38 tras la aplicación de terapias de anticuerpos coestimuladores.
Fig. 2: crecimiento promedio e individual de tumores MC38 tras la aplicación de terapias de anticuerpos coestimuladores.

Si bien la radioterapia no se utiliza comúnmente para el cáncer de colon, puede ser útil en determinadas circunstancias; por ejemplo, para tratar de reducir un tumor antes de una cirugía o en combinación con quimioterapia en pacientes que no están lo suficientemente sanos para soportar una cirugía. Sin embargo, en comparación, la radiación se usa más frecuentemente para el cáncer de recto. En Covance, utilizamos la Small Animal Radiation Research Platform (SARRP, Xstrahl) para administrar radiación focalizada en modelos murinos. En el modelo MC38 subcutáneo, probamos una dosis individual focalizada de 5, 10 o 20 Gy. Observamos la siguiente actividad antitumoral en respuesta a la dosis tras el tratamiento (figura 3): el tratamiento con 5 Gy generó muy poca actividad, el tratamiento con 10 Gy generó una actividad moderada y el tratamiento con 20 Gy generó una actividad sustancial. En los trabajos de seguimiento, probamos la combinación de radiación de 10 Gy y anti-mPD-1 en el modelo tumoral MC38 (figura 4). Descubrimos que la combinación generó respuestas antitumorales mejoradas y logró un 30 % de sobrevivientes libres de tumor, mientras que las monoterapias no lograron sobrevivientes libres de tumor. Por lo tanto, el MC38 también es un modelo interesante para analizar los métodos combinados con radiación.

Fig. 3: crecimiento promedio e individual de tumores MC38 tras la aplicación de terapias de radiación focalizada.
Fig. 3: crecimiento promedio e individual de tumores MC38 tras la aplicación de terapias de radiación focalizada.

Fig. 4: crecimiento promedio e individual de tumores MC38 tras el tratamiento combinado con anti-mPD-1 y radiación focalizada. 
Fig. 4: crecimiento promedio e individual de tumores MC38 tras el tratamiento combinado con anti-mPD-1 y radiación focalizada. 

 

El modelo de carcinoma de colon murino MC38 se puede emplear como un modelo sólido de inmuno-oncología preclínica. Nuestros datos respaldan el uso de esta herramienta para la investigación de tratamientos combinados con radiación, inhibidores de puntos de control, moléculas coestimuladoras u otros métodos novedosos. Comuníquese con Covance para conversar con nuestros científicos sobre cómo se puede usar el MC38 o alguno de nuestros otros modelos singeneicos para su próximo estudio de inmuno-oncología.

[1]Howlader N, Noone AM, Krapcho M, Miller D, Bishop K, Kosary CL, Yu M, Ruhl J, Tatalovich Z, Mariotto A, Lewis DR, Chen HS, Feuer EJ, Cronin KA (eds). SEER Cancer Statistics Review, 1975-2014, National Cancer Institute. Bethesda, MD, https://seer.cancer.gov/csr/1975_2014/, según la presentación de datos de SEER de noviembre de 2016, publicado en el sitio web de SEER en abril de 2017.

[2]Corbett TH, Griswold Jr, DP, Roberts JC, Peckham JC, Schabel, Jr, FM (1975) Tumor induction relationships in development of transplantable cancers of the colon in mice for chemotherapy assays, with a note on carcinogen structure.  Cancer Research, 35: 2434-2439.