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NCI-H1975-Luc and PC-9-Luc: two models for evaluating brain metastases from non-small cell lung cancer

Fecha: marzo de 2021

Autori: Erin Trachet, BS | Subdirectora, Desarrollo Científico

El cáncer de pulmón suele hacer metástasis en otras partes del cuerpo. Una de las áreas más peligrosas a las que puede propagarse es el cerebro, lo que reduce significativamente la expectativa de vida. Lamentablemente, estas metástasis son comunes. Hasta el 7 % de la gente ya tiene células cancerosas en el cerebro cuando reciben el diagnóstico de cáncer pulmonar de células no pequeñas (CPCNP), y entre el 20 % y el 40 % de esas personas con CPCNP desarrollará esta complicación con la evolución de la enfermedad. La metástasis cerebral ocurre en el cáncer pulmonar estadio 4. El pronóstico de vida del cáncer pulmonar estadio 4 no es nada bueno, con una expectativa de vida en general de menos de un año1. En este momento no hay terapias focalizadas específicas para metástasis cerebral, y la barrera hematoencefálica puede presentar un impedimento fisiológico para muchos fármacos citotóxicos y terapias basadas en anticuerpos. La resección quirúrgica de tumores y/o radioterapia son las formas de tratamiento más usadas, pero el aumento en la supervivencia en general es poco (~4-6 meses) y la calidad de vida después del tratamiento puede ser muy mala2. No cabe duda que se necesitan tratamientos más eficaces para esta enfermedad devastadora. La literatura revela muy pocos modelos de oncología preclínica que facilitan la evaluación de la enfermedad cerebral metastásica en la presencia de un tumor primario. Al reconocer esta necesidad, el equipo de Oncología Preclínica (PCO) de Covance desarrolló dos modelos de xenoinjertos no solo para abordar la enfermedad cerebral metastásica a través de un implante intracraneal directo, sino que además se pueden combinar con un tumor "primario" subcutáneo y evaluar eficazmente la respuesta al tratamiento en ambos lugares.

Asimismo, es importante poder evaluar la farmacocinética y/o farmacodinámica (PK/PD) de terapias focalizadas en los dos lugares de implante al mismo tiempo. El tratamiento con terapias focalizadas podría tener índices de penetración y absorción significativamente diferentes, lo que alteraría la evaluación de PK/PD en cada tejido. Dado el ambiente único en el cerebro y el obstáculo que presenta la barrera hematoencefálica, la comparación de los dos lugares puede ser una herramienta increíblemente útil para evaluar el impacto del tratamiento en la enfermedad metastásica establecida y tumor primario.

PCO ha optimizado el parámetro de inducción de enfermedad doble para dos líneas celulares de carcinoma pulmonar de células no pequeñas humano; NCI-H1975-luc y PC-9-luc. Las dos líneas celulares se transfectaron con luciferasa para usar imagenología por bioluminiscencia (BLI) para monitorear la evolución de la enfermedad para las células implantadas intracranealmente. Los tumores "primarios" subcutáneos se protegen para prevenir la superposición de señales. En todos los estudios donde se usaron animales, se siguieron protocolos de conformidad con las normativas de bienestar animal en un centro acreditado por la AAALAC con revisión y aprobación de protocolo del IACUC.

NCI-H1975-Luc

El modelo NCI-H1975-Luc se creó a partir de una mujer fumadora. Esta línea celular es de interés para la comunidad de investigación por su estado mutacional de EGFR-L858R/T790M. La mutación adquirida de T790M está presente en un 50 a 60 % de los pacientes con CPCNP que adquieren resistencia a los inhibidores de EGFR aprobados. Por lo tanto, este modelo es apto para evaluar la nueva generación de inhibidores del EGFR, como compuestos que se unen al EGFR independientemente de los cambios mutacionales que hayan ocurrido, o compuestos que se unen irreversiblemente. El perfil de expresión del EGFR de NCI-H1975-luc lo ha convertido en un modelo de interés para el método de implante doble porque permite la evaluación de la penetración de una molécula pequeña focalizada EGFR en la barrera hematoencefálica. Esta evaluación se puede hacer de varias maneras; eficacia tradicional basada en la monitorización por BLI de la enfermedad cerebral metastásica combinada con mediciones de calibre de los tumores subcutáneos y/o análisis farmacodinámico y farmacocinético de la lesión metastásica comparada con los tumores primarios para evaluar si la concentración farmacológica es diferente. En cualquiera de estos escenarios, la respuesta de la enfermedad cerebral metastásica luego se puede comparar con la respuesta del tumor subcutáneo "primario".

Consistente con el crecimiento tumoral histórico para este modelo, el tiempo de duplicación del volumen del tumor subcutáneo es de unos 7 días y normalmente alcanza su tamaño de evaluación (~900 mm3) en aproximadamente 25 días tras el implante (imagen 2). Como se esperaba, el modelo es igual de confiable cuando se implanta intracranealmente, con un tiempo de duplicación de volumen tumoral calculado por BLI de 1,6 días (imagen 1 e imagen 1).

Imagen 1A: Señal de BLI media de NCI-H1975-Luc para evolución de enfermedad metastásica
Imagen 2A: Crecimiento tumoral (SC) primario medio de NCI-H1975-Luc

Imagen 1A: Señal de BLI media de NCI-H1975-Luc para evolución de enfermedad metastásica

Imagen 2A: Crecimiento tumoral (SC) primario medio de NCI-H1975-Luc

Imagen 1: Imágenes representativas de evolución de enfermedad cerebral metastásica de NCI-H1975-Luc

Imagen 1: Imágenes representativas de evolución de enfermedad cerebral metastásica de NCI-H1975-Luc

PC-9-Luc

El modelo PC-9-Luc se aisló de un paciente hombre con adenocarcinoma pulmonar en 1989. Se ha reportado que el modelo PC-9-Luc es muy sensible al gefitinib y otros inhibidores de la tirosina cinasa EGFR. No obstante, se ha demostrado que la exposición prolongada de células de PC-9-Luc a inhibidores del EGFR puede tener como resultado la adquisición de la mutación T790M y una línea celular resistente. El modelo PC-9-Luc es valioso en la evaluación de la evolución de la mutación T790M, posibles tratamientos para prevenir la mutación o el tratamiento después del establecimiento de la línea celular resistente. Similar a la línea celular NCI-H1975-Luc, Covance desarrolló los parámetros de implante doble que permiten la evaluación tanto del tumor primario como de la enfermedad cerebral metastásica.

Consistente con el crecimiento tumoral histórico para este modelo, el tiempo de duplicación del volumen del tumor subcutáneo es de unos 4 días y normalmente alcanza su tamaño de evaluación (~1000 mm3) en aproximadamente 20 días tras el implante (imagen 4). Como se esperaba, el modelo es igual de confiable cuando se implanta intracranealmente, con un tiempo de duplicación de volumen tumoral calculado por BLI de 2,6 días (imagen 3 e imagen 2).

Imagen 3: Señal de BLI media de PC-9-Luc para evolución de enfermedad metastásica; Imagen 4: Crecimiento tumoral (SC) primario medio de PC-9-Luc

Imagen 3: Señal de BLI media de PC-9-Luc para evolución de enfermedad metastásica

Imagen 4: Crecimiento tumoral (SC) primario medio de PC-9-Luc

Imagen  2: Imágenes representativas de evolución de enfermedad cerebral metastásica de PC-9-Luc

Imagen  2: Imágenes representativas de evolución de enfermedad cerebral metastásica de PC-9-Luc

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Referencias


1 Ho Jeong Lee,† Masaki Hanibuchi,† Sun-Jin Kim,† Hyunkyung Yu, Mark Seungwook Kim, Junqin He, Robert R. Langley, François Lehembre, Urs Regenass e Isaiah J. Fidler. "Treatment of experimental human breast cancer and lung cancer brain metastases in mice by macitentan, a dual antagonist of endothelin receptors, combined with paclitaxel". Neuro Oncol. Abril de 2016; 18(4): 486-496.

2Cairncross JG, Kim JH, Posner JB. "Radiation therapy for brain metastases". Ann Neurol. 1980;7(6):529-541.

 
El cuidado y uso de animales se ejecutó de conformidad con las normativas de bienestar animal en un centro acreditado por la AAALAC con revisión y aprobación de protocolo del IACUC.

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