ゼブラフィッシュで横紋筋肉腫治療を革新する
ゼブラフィッシュを使った新しい薬のテストが、攻撃的な小児がんの治療に希望を見せてる。
Joseph W. Wragg, Emma L. Gray, Rui Monteiro, Jo R. Morris, Andrew D. Beggs, Ferenc Müller, Susanne A. Gatz
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目次
ラブドミオサルコーマ (RMS) は、かなり攻撃的なタイプの癌で、主に子供や若者に影響を与えるんだ。実際、子供の癌のおよそ3-4%を占めていて、この年齢層の軟部組織癌の半分を占めてる。アメリカでは毎年約350件の新しい症例が報告されていて、イギリスやヨーロッパでも似たような数字が見られるんだ。残念なことに、この癌の生存率は年々あまり改善されてなくて、多くの患者が5年生存率が30%未満なんだ。患者が寛解しても、厳しい治療の影響で長期的な健康問題に悩まされることが多い。
ラブドミオサルコーマの種類
RMS には、胚性 (ERMS) と肺胞性 (ARMS) の2つの主要なタイプがある。これらのタイプは遺伝的な特徴に基づいてさらに分類できる。例えば、ARMSの約80%の症例は、癌の成長を促す融合タンパク質の生成につながる特定の染色体変化に関連してる。この融合タンパク質は細胞を腫瘍の成長を促進する方法で行動させる。一方、ERMSはより多様な遺伝的特徴を示し、この融合は持っていないけど、細胞成長を制御する主要な経路に変異を持っていることが多い。
融合タンパク質の存在は、ARMSをERMSよりもはるかに攻撃的にしている。このため、研究者や医者は、治療計画を決定する際に腫瘍のタイプだけでなく融合の状態にも注目しているんだ。
RMSにおける血管新生の役割
RMSの興味深い側面の一つは、腫瘍が血管とどのように相互作用するかってこと。RMSの腫瘍は、血管の成長を促進するプロセスである血管新生を促す。このおかげで腫瘍は成長に必要な栄養素や酸素を受け取ることができるんだ。RMSの場合、融合陽性および融合陰性のタイプの両方がこの血管の成長を強化するようで、治療の興味深い領域となっている。
新薬でRMSを狙う
最近、研究者たちは多受容体チロシンキナーゼ阻害薬 (MRTKIs) と呼ばれる薬のクラスを使って、RMSをより効果的に治療する方法を調査している。この薬は、腫瘍の成長や新しい血管の形成を助ける信号をブロックすることができるんだ。レゴラフェニブやインフィグラチニブのようなMRTKIsは、実験室試験や初期の臨床試験で有望な結果を示していて、RMS患者にとってのより良い治療の選択肢を提供する希望となっている。
レゴラフェニブ
レゴラフェニブは、癌細胞のいくつかの種類の受容体タンパク質をターゲットにした強力な薬なんだ。腫瘍の成長や血管形成を助ける信号をブロックできる。初期の試験では、レゴラフェニブがRMS細胞の成長を遅らせ、動物モデルでの生存を延ばすことができることが示された。
インフィグラチニブ
インフィグラチニブは、癌の成長に関連する特定の受容体のグループからの信号をブロックすることに主に焦点を当ててる。初期の研究では、インフィグラチニブが特に融合陽性のRMSに対して効果的かもしれないって示唆されてる。
なぜゼブラフィッシュ?
研究者たちは常に新しい治療法をテストするためのより良い方法を探しているんだ。そこでゼブラフィッシュが登場。この小さくて透明な魚は、癌研究の中でお気に入りになってる。透明な体のおかげで、科学者たちは腫瘍が成長するのを見て、血管とどのように相互作用するかをリアルタイムで観察できるんだ。しかも、細かい詳細を観察するにはマウスよりも扱いやすい。
どうやって働くの?
この研究では、科学者たちはRMS細胞をゼブラフィッシュの胚の卵黄に注射するんだ。胚は腫瘍の成長と血管の発達をモニタリングされる。ゼブラフィッシュを使うことで、研究者たちはレゴラフェニブやインフィグラチニブのような新しい薬が腫瘍に対してどれだけ効果的か、また血管の成長を誘導する能力を迅速に評価することができるんだ。
ゼブラフィッシュモデルの確立
このゼブラフィッシュモデルは、RMS細胞を卵黄に注射することで他の方法、例えば周囲卵黄空間に注射するよりも大きな腫瘍を作り出すことがわかったので、効果的だと証明されているんだ。さらに、腫瘍が血管の成長にどう影響を与えるかをよりよく観察できるようになった。
実験では、さまざまなRMS細胞株が注射され、すべてが成長して血管を形成することができた。これには、異なる薬に対して異なる反応を示す2つのタイプのRMSが含まれていた。
結果:腫瘍と血管成長を止める
実験の結果、レゴラフェニブとインフィグラチニブの両方がゼブラフィッシュモデルで腫瘍のサイズを大幅に減少させた。それぞれの薬はさまざまなRMS細胞株に異なる影響を与えたが、どちらも腫瘍に応じて新しい血管がどれだけ成長するかを制限するのに有望だった。
薬の効果の概要
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レゴラフェニブ:
- ほとんどのRMS細胞株で腫瘍面積を減少させた。
- 特に融合陽性タイプで新しい血管の成長を防ぐ強い効果を示した。
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インフィグラチニブ:
- 腫瘍面積も減少させ、特に融合陰性RMSでは血管に対する影響が顕著だった。
- RMS治療への使用についてさらに研究を促進することが期待された。
患者由来細胞の概観
細胞株に加えて、研究者たちは患者由来のRMS細胞をゼブラフィッシュモデルに導入した。これらの細胞も良く成長し、確立された細胞株と同様に血管を形成した。特に、MRTKIsで治療されたとき、これらの患者由来細胞が臨床環境でこれらの薬を使用できる可能性を示唆する反応を示したんだ。
未来に向けて:研究と実用化
ゼブラフィッシュモデルでの作業は、RMSをよりよく理解し、治療法をテストする新しい扉を開いている。この研究は、腫瘍の成長と血管への影響の双方に焦点を当てることで、将来的によりターゲットを絞った治療法につながるかもしれない。
重要なポイント
- RMSは深刻な癌で、効果的な治療法が不足していることが多い。
- ゼブラフィッシュモデルは腫瘍の挙動と薬の効果を密接に観察することを可能にする。
- レゴラフェニブとインフィグラチニブは腫瘍のサイズを減少させ、血管の成長を阻止するのに有望だった。
- ゼブラフィッシュでの患者由来細胞の研究は、発見の関連性を高め、将来の治療法の道を開く。
結論
RMSは依然として治療が難しい癌ですが、胚性ゼブラフィッシュのような革新的なモデルを使用した研究の進歩は希望をもたらしている。これらの腫瘍がどのように成長し、血管と相互作用するのかをよりよく理解することで、研究者たちはより効果的な治療を開発し、最終的にはこの病気と戦う若い患者の結果を改善することができるんだ。しかも、小さな魚が癌治療の大きなブレークスルーにつながるなんて、誰が思っただろうね?
オリジナルソース
タイトル: A dual readout embryonic zebrafish xenograft model of rhabdomyosarcoma to assess clinically relevant multi-receptor tyrosine kinase inhibitors
概要: BackgroundRhabdomyosarcoma (RMS) is a highly aggressive soft tissue sarcoma, affecting children and adolescents, with poor prognosis in some patient groups. Better therapeutic regimens and preclinical models to test them in are needed. Multi-receptor tyrosine kinase inhibitors (MRTKIs) are licensed for adult indications and explored in the clinic in sarcoma patients. The MRTKI Regorafenib is currently assessed in the relapse setting in patients with RMS (NCT04625907). Reliable biomarkers of response for MRTKIs are lacking. MRTKIs act not only against the cancer cell, but also the supporting stroma, particularly the vasculature. The embryonic zebrafish is translucent and allows assessment of this interaction with high-throughput in vivo imaging. MethodsA new preclinical embryo zebrafish xenograft model was developed using Tg(flk1:GFP) (blood vessel reporter) transgenic zebrafish embryos inoculated in the yolk with fluorescently labelled cells from 7 different RMS cell lines (fusion-positive (FP): Rh4, Rh30, Rh41, RMS-01, fusion-negative (FN): RD, JR1, SMS-CTR), and patient-derived cells IC-pPDX-104 at 50 hours post-fertilization and incubated at 34{degrees}C for up to 70 hours. Xenografts and vessel beds were imaged and analysed using custom FIJI pipelines. MRTKIs regorafenib and infigratinib were used at a concentration of 0.1uM added to the fish water 4 hours post cell inoculation. Pro-angiogenic growth factors VEFG-A, FGF-2 and PDGF-BB were measured in conditioned media of each cell line. ResultsAll 7 RMS cell lines and the patient-derived cells engrafted with tumour burden assessment by fluorescent imaging and direct cell counting indicating adequate growth and high cell viability during the observation period. RMS tumours induced neo-vascularisation towards the tumour and increased density of proximal vessel beds. MRTKI treatment revealed a greater tumour-intrinsic sensitivity of FP cells, but identified a significant blockade of neo-vascularisation across all RMS lines, with regorafenib response correlated with secretion of VEGF-A. ConclusionWe have developed an embryonic zebrafish xenograft model of RMS, which allows assessment of tumour growth, vascularisation initiation and therapeutic responses to clinically relevant MRTKIs. The identification of VEGF-A secretion as potential biomarker for Regorafenib response and the separation of therapeutic effects on tumour growth and neovascularisation suggests additional value of our model for response prediction to MRTKIs.
著者: Joseph W. Wragg, Emma L. Gray, Rui Monteiro, Jo R. Morris, Andrew D. Beggs, Ferenc Müller, Susanne A. Gatz
最終更新: 2024-12-25 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629341
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629341.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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