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

Date : mars 2021

Auteur : Erin Trachet, BS | Directrice adjointe, développement scientifique

Avec le cancer du poumon, les métastases dans d'autres parties du corps sont fréquentes. L'un des endroits les plus dangereux où il peut s'installer est le cerveau, réduisant significativement l'espérance de vie. Malheureusement, ces métastases sont fréquentes. Jusqu'à 7 % des personnes ont déjà des cellules cancéreuses dans le cerveau lors de leur premier diagnostic de cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC), et 20 % à 40 % des personnes atteintes d'un CPNPC vont développer cette complication lors de la progression de la maladie. Les métastases au cerveau se produisent dans le cancer du poumon de stade 4. Le pronostic du cancer du poumon au stade 4 est mauvais, avec une espérance de vie généralement inférieure à un an1. Il n'existe actuellement pas de thérapie ciblée spécifique pour les métastases au cerveau et la barrière hémato-encéphalique peut présenter un obstacle physiologique à nombre de médicaments cytotoxiques et thérapies à base d'anticorps. La résection de la tumeur par chirurgie et/ou la radiothérapie sont les formes de traitement les plus utilisées, mais l'augmentation globale de la survie est moindre (~4-6 mois) et la qualité de vie après traitement peut être très mauvaise2. Il est clair que des traitements plus efficaces sont nécessaires pour cette maladie dévastatrice. Les publications scientifiques présentent très peu de modèles d'oncologie préclinique qui facilitent l'évaluation des métastases au cerveau en présence d'une tumeur primaire. Reconnaissant ce besoin, les services d'oncologie préclinique de Covance ont développé deux modèles de xénogreffes non seulement pour étudier les métastases du cerveau via un implant intracrânien, mais l'associent aussi à une tumeur sous-cutanée « primaire » pour permettre l'évaluation efficace de la réponse au traitement au deux endroits.

En outre, pouvoir évaluer la pharmacocinétique et la pharmacodynamique (PK/PD) des thérapies ciblées aux deux endroits d'implantation en même temps est important. Un traitement avec des thérapies ciblées pourrait avoir des taux de pénétration et d'absorption significativement différents qui modifieront l'évaluation PK/PD dans les deux tissus. Étant donné l'environnement unique du cerveau et l'obstacle présenté par la barrière hémato-encéphalique, comparer les deux emplacements peut s'avérer un outil puissant pour évaluer l'impact du traitement sur les métastases établies et la tumeur primaire.

Nos services d'oncologie préclinique ont optimisé le paramètre d'induction double de la maladie pour deux lignées cellulaires de carcinome du poumon non à petites cellules, NCI-H1975-luc et PC-9-luc. Les deux lignées cellulaires ont été transfectées avec de la luciférase afin de pouvoir utiliser l'imagerie par bioluminescence (BLI) pour suivre la progression de la maladie chez les cellules implantées dans le crâne. Les tumeurs « primaires » sous-cutanées sont protégées pour éviter la superposition des signaux. Dans toutes les études impliquant des animaux, les protocoles ont été soumis à la réglementation sur le bien-être animal dans un établissement accrédité par l'AAALAC, avec examen et autorisation du protocole de l'IACUC.

NCI-H1975-Luc

NCI-H1975-Luc a été obtenue à partir d'une non-fumeuse. Cette lignée cellulaire est intéressante pour les chercheurs en raison de son statut mutationnel EGFR-L858R/T790M. La mutation T790M acquise se retrouve chez 50 à 60 % des patients atteints de CPNPC qui deviennent résistants aux inhibiteurs EGFR autorisés. Ce modèle est dont adapté à l'évaluation des inhibiteurs EGFR de nouvelle génération, comme les molécules qui se lient à EGFR quelles que soient les mutations existantes, ou les molécules qui se lient de façon irréversible. Le profil d'expression EGFR de NCI-H1975-luc en fait un modèle intéressant pour la méthode d'implant double, car il permet d'évaluer la pénétration de la barrière hémato-encéphalique  d'une petite molécule ciblant EGFR. Cette évaluation peut prendre diverses formes, test d'efficacité traditionnel basé sur le suivi par BLI des métastases au cerveau associé aux mesures au calibre des tumeurs sous-cutanées ou analyses pharmacodynamiques et pharmacocinétiques de la lésion métastatique comparée aux tumeurs primaires pour évaluer si la concentration du médicament est différente. Dans les deux cas, les métastases au cerveau peuvent ensuite être comparées à la réponse de la tumeur sous-cutanée « primaire ».

Conforme à la croissance documentée de la tumeur dans ce modèle, le temps de doublement du volume de la tumeur sous-cutanée est d'environ 7 jours, atteignant généralement la taille d'évaluation (~900mm3) environ 25 jours après l'implantation (figure 2). Comme prévu, le modèle est aussi fiable lorsqu'il est implanté dans le crâne avec un temps de doublement du volume de la tumeur calculé par BLI de 1,6 jours (figure 1 et image 1).

Figure 1A : Signal BLI moyen pour la progression des métastases dans le modèle NCI-H1975-Luc
Figure 2A: Croissance moyenne de la tumeur primaire dans le modèle NCI-H1975-Luc

Figure 1A : Signal BLI moyen pour la progression des métastases dans le modèle NCI-H1975-Luc

Figure 2A: Croissance moyenne de la tumeur primaire dans le modèle NCI-H1975-Luc

Image 1 : Images représentatives de la progression des métastases au cerveau dans le modèle NCI-H1975-Luc

Image 1 : Images représentatives de la progression des métastases au cerveau dans le modèle NCI-H1975-Luc

PC-9-Luc

PC-9-Luc a été isolé chez un patient de sexe masculin atteint d'un adénocarcinome au poumon en 1989. Des études ont montré que PC-9-Luc est très sensible au gefitinib et à d'autres inhibiteurs de tyrosine kinase EGFR. Cependant, il a été montré qu'une exposition prolongée des cellules PC-9-Luc aux inhibiteurs d'EGFR peuvent entraîner l'acquisition de la mutation T790M et créer une lignée cellulaire résistante. Le modèle PC-9-Luc est précieux pour évaluer l'évolution de la mutation T790M, des traitements potentiels pour éviter la mutation, ou un traitement suivant l'établissement de la lignée cellulaire résistante. Comme pour la lignée cellulaire NCI-H1975-Luc, Covance a développé des paramètres d'implantation double qui permettent d'évaluer à la fois la tumeur primaire et les métastases au cerveau.

Conforme à la croissance documentée de la tumeur dans ce modèle, le temps de doublement du volume de la tumeur sous-cutanée est d'environ 4 jours, atteignant généralement la taille d'évaluation (~1000 mm3) environ 20 jours après l'implantation (figure 4). Comme prévu, le modèle est aussi fiable lorsqu'il est implanté dans le crâne avec un temps de doublement du volume de la tumeur calculé par BLI de 2,6 jours (figure 3 et image 2).

Figure 3 : Signal BLI moyen pour la progression des métastases dans le modèle PC-9-Luc ; Figure 4 : Croissance moyenne de la tumeur primaire dans le modèle PC-9-Luc

Figure 3 : Signal BLI moyen pour la progression des métastases dans le modèle PC-9-Luc

Figure 4 : Croissance moyenne de la tumeur primaire dans le modèle PC-9-Luc

Image 2 : Images représentatives de la progression des métastases au cerveau dans le modèle PC-9-Luc

Image 2 : Images représentatives de la progression des métastases au cerveau dans le modèle PC-9-Luc

Contactez les scientifiques de Covance pour demander la liste complète de nos lignées cellulaires ou pour en savoir plus sur la façon dont nos modèles sous-cutanés, métastatiques et orthotopiques, associés à nos services d'imagerie optique, peuvent servir dans vos recherches précliniques.


Références


1 Ho Jeong Lee,† Masaki Hanibuchi,† Sun-Jin Kim,† Hyunkyung Yu, Mark Seungwook Kim, Junqin He, Robert R. Langley, François Lehembre, Urs Regenass et 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. 2016 Avr. ; 18(4): 486-496.

2Cairncross J.G., Kim J.H., Posner J.B. Radiation therapy for brain metastases. Ann Neurol. 1980;7(6):529–541.

 
Remarque : Veuillez noter que toute la prise en charge des animaux et l'utilisation de ceux-ci ont été effectuées conformément à la réglementation sur le bien-être des animaux dans un établissement accrédité par l'AAALAC, avec examen et approbation du protocole de l'IACUC.

Entamons le dialogue

Nous contacter