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美研| 耐药模型的开发思路与构建策略

2024-02-07
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背景介绍

癌症是全球头号疾病之一。伴随人口老龄化趋势,在世界范围内,每年新增确诊癌症患者数量近两千万,且在逐年增长,以乳腺癌、肺癌、消化道癌症为最。随着对癌症研究的深入,以及如靶向疗法、免疫疗法、细胞疗法等治疗手段的革新,癌症患者的生存期被大大延长,生活质量也得到显著提升,使得癌症有“慢性病化”的发展趋势。而伴随这一趋势,肿瘤耐药问题显得越发重要。

肿瘤的耐药

癌肿的耐药肺结核性,应是患者在使用打了个段用时的的诊治,体內的癌肿聚集组织对原来物理的治療方法呈现受力,使其的诊治理财收益降回零,加剧患病近况的不良现象具体步骤。耐药肺结核性性的呈现或许会是随着患者体內本质发生对原来物理的治療方法不灵敏的癌肿组织年龄层,经的诊治挑选后借以幸存强大,发生再次发作,也或许会是在的诊治具体步骤中,随之什么是基因组改变了、表观遗传的学宏观房产调控、分解及免役宏观房产调控等安装驱动情况使用,利于癌肿组织兑换对药材物理的治療方法的受力特性,致使患病近况。

耐药的发生具有普遍性和个性化特点,即对于各类药物或疗法都有可能产生耐药问题,且造成耐药发生的机制原理因病人而异。目前经研究,造成肿瘤细胞产生耐药的机理包括但不限于以下方面:

(1)肿瘤细胞通过改变药物靶向分子的结构特征,使药物分子无法有效结合目标蛋白;
(2)通过绕过或放弃被药物靶向针对的通路,依赖替代性通路生存,豁免药物疗效;
(3)通过增强细胞生存与逃逸能力,如基因修复、侵袭迁移等,来提高对药物疗法的耐受能力;
(4)通过合成特定代谢产物,中和药物成份,降低其有效活性;
(5)通过调节细胞内外代谢通路,如流入(Influx)与外排(Efflux)通路的调节,或合成胞外基质等保护层,来限制药物成分进入细胞发挥作用等。

图1.-Mechanisms-of-Drug-Resistance.jpg

图1. Mechanisms of Drug Resistance. (Vrinda Gote et al. International Journal of Molecular Sciences 20211)

美迪西的耐药模型开发

要想好些地科研询问有所不同模式药品抗药性性基理,并制订相对的对待方案,搭建新技术治疗癌症药品与自然疗法,抗药性性3d实体模型的搭建引入听上去特别重要的性。在美迪西,现我们公司应用药品冲撞促进的模式,针对性赫赛汀(Herceptin)、奥希替尼(Osimertinib)、阿贝西利(Abemaciclib)和索托拉西布(Sotorasib)这四款治疗癌症药品引入了相对的抗药性性3d实体模型。

所选药物简介

曲妥珠单抗(Trastuzumab),商用名称:赫赛汀(Herceptin®),由基因泰克(Genentech)公司开发,于1998年获得FDA审批,用于治疗人表皮生长因子受体2阳性(HER2+)的转移向乳腺癌患者,常与紫杉醇联用,是第一款被批准的酪氨酸激酶抑制剂,也是第一个成功以生物标志物为指导的癌症药物。

奥希替尼(Osimertinib),商用名称:泰瑞沙(TAGRISSO®),由阿斯利康(AstraZeneca)公司开发,于2015年获得FDA审批,是第三代表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI),用于治疗具有EGFRT790M突变特征的局部晚期或转移性非小细胞肺癌患者。

阿贝西利(Abemaciclib),商用名称:唯择(Verzenio®),由礼来(Eli Lilly)公司开发,于2017年获得FDA审批,作为新型靶向CDK4/6抑制剂,用于治疗激素受体阳性(HR+)、人表皮生长因子受体2阴性(HER2-)的局部晚期或转移型乳腺癌患者。

索托拉西布(Sotorasib,AMG510),商用名称:LUMAKRAS®,由安进(Amgen)公司开发,于2021年获得FDA审批,作为第一款靶向KRASG12C突变的RAS GTPase抑制剂,用于治疗高阶或转移性非小细胞肺癌患者,而此前KRASG12C一直被认为是无法成药的靶点。2023年12月,因在PFS关键指标上,未获得体现其相对于化疗单臂的显著性收益结果,FDA拒绝完全批准LUMAKRAS®用于治疗既往至少接受一次全身治疗的KRASG12C突变非小细胞肺癌患者。

耐药模型的构建策略

构建策略上,我们采用对体外细胞给予药物暴露冲击诱导的方式,来模拟临床病人接受治疗后的获得性耐药产生过程。

具体而言,我们结合了脉冲式(Pulsed)连续式(Continuous)给药冲击方式:脉冲式给药采用单次4~6小时高浓度药物暴露,模拟临床病人接受治疗时的药物代谢与暴露情况;接受脉冲式药物冲击后,细胞将继续在低浓度的药物暴露条件下生长,以维持其产生的耐药性不丢失。经过多轮药物冲击后获得的耐药细胞模型,将与原始的野生型细胞进行对比,以其体外药敏检测的IC50值的比值,即RF值,为判断标准,来衡量耐药性的强弱,并以此作为耐药模型构建成功与否的评价标准。参考McDermott et al.2等同行工作,我们将RF值>5作为判定耐药模型构建成功的标准。

在成功的英文创造出一个离体抗药性受损受损细胞系后,人们切实骤在免疫性问题小鼠自己身上创造出一个抗药性受损受损细胞系的植入瘤建模方法,实验评述成瘤原因与其对受试药剂的耐受力的表现。

构建成果

1. 赫赛汀

在赫赛汀耐药模型构建方面,我们选择了具有ER+/HER2+特征的BT-474人乳腺癌细胞系,通过药物冲击诱导的方式,成功构建了赫赛汀的耐药模型。体外药敏检测结果显示,原始野生型IC50值为0.693 μg/mL,耐药型IC50值提高到174.5 μg/mL,RF值为251.8(图2a)。在体内药效评价实验中,野生型移植瘤模型的肿瘤抑制率(%TGI)值为85.11,耐药型移植瘤的肿瘤抑制率降低为52.57(图2b)。

图2-BT-474_赫赛汀耐药模型实验结果.jpg

图2.BT-474_赫赛汀耐药肺结核实体模型实践性室然而: a) 身体药敏验测实践性室然而;b) 人体内成瘤与药物实践性室然而.

2. 奥希替尼

在奥希替尼耐药模型构建方面,我们选择了具有EGFRL858R/T790M突变特征的NCI-H1975人非小细胞肺癌细胞系,通过药物冲击诱导的方式,成功构建了奥希替尼的耐药模型。体外药敏检测结果显示,原始野生型IC50值为65.9 nM,耐药型IC50值提高到10940 nM,RF值为166(图3a)。在体内药效评价实验中,野生型移植瘤模型的肿瘤抑制率(%TGI)值为93.72,耐药型移植瘤的肿瘤抑制率降低为70.05(图3b)。

图3-NCI-H1975_奥希替尼耐药模型实验结果.jpg

图3. NCI-H1975_奥希替尼耐药肺结核整治调查报告成果: a) 身体外药敏检验调查报告成果;b) 里面成瘤与药性调查报告成果.

3. 阿贝西利

在阿贝西利耐药模型构建方面,我们选择了具有HER2-特征的MCF-7人乳腺癌细胞系,通过药物冲击诱导的方式,成功构建了阿贝西利的耐药细胞系模型。体外药敏检测结果显示,原始野生型IC50值为0.2536 μM,耐药型IC50值提高到1.649 μM,RF值为6.5(图4)。MCF-7的体内移植瘤模型在成瘤方面上表现不佳,因而体内数据未做展示。

图4-MCF-7_阿贝西利耐药细胞系体外药敏检测实验结果.jpg

图4. MCF-7_阿贝西利抗药上皮细胞系身体外药敏测量实验设计数据.

4. 索托拉西布

在索托拉西布耐药模型构建方面,我们选择了具有KRAS G12C突变特征的NCI-H358人非小细胞肺癌细胞系,通过药物冲击诱导的方式,成功构建了索托拉西布的耐药细胞系模型。体外药敏检测结果显示,原始野生型IC50值为19.99 nM,耐药型IC50值提高到350.2 nM,RF值为17.52(图5a)。NCI-H358体内耐药模型构建与验证实验尚在进行中。

其他,他们在Calu1小鼠组织系人授瘤型号上,借助陆续类药暴漏突破引发的措施,建设方案了索托拉西布的Calu1人授瘤抗药性型号,其抗药性表现形式随时5b随时。

图5-索托拉西布耐药模型实验结果.jpg

图5.索托拉西布耐药肺结核性性建模进行科学试验可是: a) NCI-H358_索托拉西布耐药肺结核性性癌细胞系身体之外药敏探测进行科学试验可是;b) Calu1耐药肺结核性性植入瘤建模身体内部药性进行科学试验可是.

参考文献:

1. Vrinda Gote, et al. Drug Resistance in Metastatic Breast Cancer: Tumor Targeted Nanomedicine to the Rescue. Int J Mol Sci. 2021 Apr 28;22(9):4673. doi: 10.3390/ijms22094673.2. Martina McDermott, et al. In vitro Development of Chemotherapy and Targeted Therapy Drug-Resistant Cancer Cell Lines: A Practical Guide with Case Studies. Front Oncol. 2014 Mar 6:4:40. doi: 10.3389/fonc.2014.00

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