Моделът данио в борбата с раковите лекарстванауки
Памела Волкел 1, Бабара Дюпре 2, Ксуефен Льо Бурхи 2 и Пиер-Оливие Ангранд 2 *
1 CNRS Lille, Inserm U908, Университет в Лил, сграда SN3, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d´Ascq, Франция
2 Inserm U908, Университет в Лил, сграда SN3, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d´Ascq, Франция
Поради лекотата на използване, клетъчната култура остава материалът за избор за изучаване на механизмите, свързани с рака. Въпреки това, култивирането на клетки често е отговорно за загубата на някои от техните характеристики и придобиването на нови свойства. Също така, животинските модели са от съществено значение за изучаване на физиологични и патологични явления като туморогенеза. Сред животинските модели, използвани в онкологията, зебрата изглежда особено подходящ модел. Всъщност, лекотата и ниските разходи за отглеждане на зебра, както и широкият спектър от възможности по отношение на генетична манипулация и изображения. in vivo класират този модел на гръбначни животни сред най-забележителните инструменти за изследване на рака. Настоящият преглед има за цел да направи преглед на приноса и потенциала на зебрата в борбата срещу рака.
Въпреки че моделите на клетъчна култура и мишки ще останат крайъгълен камък в изследванията на рака, уникалните възможности на рибките зебра очертават потенциала на този модел за хвърляне на светлина върху биологията на рака in vivo. Zebrafish развива ракови заболявания спонтанно, след химическа мутагенеза или чрез генетични манипулации. Освен това ракът на данио е подобен на човешки тумори на хистологично и молекулярно ниво, което позволява изследването на инициирането, прогресията и хетерогенността на тумора. Ксенотрансплантацията на човешки ракови клетки в ембриони или възрастни риби зебра представя предимството на проследяването на поведението на раковите клетки in vivo. И накрая, ембрионите на зебра се използват в молекулни екрани и допринасят за идентифицирането на нови противоракови терапевтични стратегии. Тук правим преглед на различни инволюции на модела данио в изследванията на рака.
Рибата зебра е малка телеост на 1 3-4 см от семейство Cyprinidae, родом от Индия и Малайския полуостров. Развъждането му е изключително лесно, евтино и всяка женска може да снесе 100-200 яйца на седмица. Настъпва оплождане и развитие на ембриони ex utero, и то бързо, тъй като повечето органи се поставят на място през първите 24 часа от развитието. Относителната прозрачност на ембрионите позволява органогенезата да бъде проследена с клетъчна резолюция. Но истинската сила на модела на риба зебра е демонстрирана чрез използването на директни широкомащабни генетични екрани, които са идентифицирали мутанти, при които е било засегнато развитието на почти всички органи и клетъчни типове [3, 4]. Мощни методи за обратна генетика като трансгенеза [5] или техники за редактиране на геном TALEN (транскрипционни активатор-подобни ефекторни нуклеази) и системата CRISPR/Cas9 са приложими за данио [52, 53] .
Вижте синтеза на Б. Дюпре и П. О. Агранд, г-ца n ° 2, февруари 2014 г., страница 186, и Новините на H. Gilgenkrantz, г-ца n ° 12, декември 2014 г., страница 1066
Всички тези характеристики и фактът, че 70% от човешките гени имат поне един ортолог в рибата данио [6], го превръщат в модел на избор за изследване на развитието [54, 55], но също така и за изследвания. Транслационен [56] .
Вижте синтеза на М. Еккер и М. А. Акименко, г-ца n ° 6, юни 1991 г., страница 553 и Новините на К. Киса и др., m/s n ° 8-9, август-септември 2007 г., страница 698
Вижте синтеза на L. Ryckebüsch, г-ца n ° 10, октомври 2015 г., страница 912
Zebrafish са първите видове риби, използвани в тестовете за канцерогенеза. През 60-те години Mearle Stanton наистина беше показал, че излагането му на N-нитрозодиетиламин (DEN) причинява появата на чернодробни тумори [7], докато честотата на рак при тази риба обикновено е относително слаба [8]. Излагането на различни канцерогени, като N-нитрозо-N-етилуреа (ENU), 7,12-диметилбензантрацен (DMBA) или N-метил-N'-нитро-N-нитрозогуанидин (MNNG), също е в началото на поява при риби на няколко вида новообразувания като папиломи на кожата, рабдомиосарком 2, семиноми 3, тумори на дебелото черво, бъбреците, яйчниците, панкреаса или кръвоносните съдове [9-11]. Освен че са хистологично подобни на човешкия рак, тези видове рак показват сходство в молекулярните промени с тези, наблюдавани при човешки тумори [12, 13]. Тези проучвания за канцерогенеза, съчетани с атрибутите, които са направили рибата зебра успешна в изследванията на биологията на развитието, по този начин правят тази риба изключителен модел за онкологични изследвания. (Фигура 1).