Португальские ученые разработали быстрый способ оценки чувствительности злокачественной опухоли к препаратам с использованием в качестве модели рыбок Danio rerio. Исследователи подсаживали зародышам Danio rerio клетки опухоли от пациентов с раком толстой кишки и подтвердили, что в организме рыбки раковые клетки так же отвечают на химиотерапию, как и в организме пациента. Анализ чувствительности опухоли занял всего четыре дня. Научная статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Злокачественные образования могут быть вызваны разными причинами, поэтому нередко опухоли, соответствующие одному и тому же диагнозу, ведут себя по-разному. Даже в составе одной опухоли клетки могут эволюционировать и развивать лекарственную устойчивость. Поэтому пациенты далеко не всегда положительно реагируют на стандартную терапию, одобренную для данного типа рака. Чтобы избежать потери времени на лечение неэффективным препаратом, исследователи стремятся разработать тесты на чувствительность опухоли к терапии.

Один из таких подходов — создание персонализированной модели опухоли в организме мыши. Раковые клетки от конкретного пациента пересаживают к мыши с ослабленным иммунитетом, а затем, после того, как опухоль разовьется, мышь лечат в соответствии с рекомендациями для данного типа рака. Однако такая проверка может занять несколько месяцев и является довольно дорогой, поэтому в реальности клиники ее не применяют.

В качестве альтернативы мышам ученые решили использовать рыбок *Danio rerio*. Эта идея была не нова, однако на сей раз исследователи довели модель до ума с использованием европейских протоколов для исследования и терапии опухолей (NCCN/ ESMO) и на небольшой выборке показали, что результаты на рыбках коррелируют с результатами терапии пациентов с колоректальным раком (рака толстой кишки).

Опухоли, развившиеся у рыбок после введения зародышам клеток колоректального рака, имеют все признаки человеческих опухолей. Rita Fior et al / PNAS 2017

Для оценки возможностей модели, для формирования опухолей было использовано несколько клеточных линий колоректального рака. Исследователи показали, что после инъекции клеток в рыбий зародыш опухоль можно анализировать под микроскопом уже на второй день, а ответ на терапию уже через четыре дня после начала эксперимента. Для сравнения, подобный анализ на мышах занял бы как минимум месяц-полтора. Ученые подтвердили, что развивающиеся опухоли обладают таким же потенциалом к образованию сосудов и к метастазированию, как и опухоли млекопитающих.

Опухоли, полученные из разных клеточных линий колоректального рака, лечили двумя разными комбинациями препаратов для химиотерапии (FOLFOX и FOLFIRI). Ниже на графиках представлена эффективность терапии для разных видов опухолей. FOLFIRI в среднем более эффективна. Rita Fior et al / PNAS 2017

Чувствительность опухолей к терапии оценивали на примере трех линий терапии колоректального рака, одобренных европейской комиссией. Исследователи подтвердили на рыбках, что разные клеточные линии обладают разной чувствительностью к препаратам. В параллельном эксперименте подобный результат был получен и на мышах. Это означает, что модель Danio rerio не уступает по информативности мышиной модели.

В финальном эксперименте рыбкам привили опухолевые клетки, полученные после оперирования пяти пациентов. После операции им была назначена химиотерапия для того, чтобы избежать рецидива, так как у 30–50 процентов пациентов после операции рост опухоли возобновляется. В течение трех дней модельные опухоли на рыбках лечили той же комбинацией препаратов.

Рыбки с опухолями, привитыми от пяти пациентов. Опухолевые клетки для визуализации были нагружены красителем DiI. Rita Fior et al / PNAS 2017

Только в двух случаях из пяти опухоли в рыбках ответили на терапию, то есть начали уменьшаться. Действительно, у пациентов, от которых были взяты данные раковые клетки, в течение шести месяцев после операции наблюдалось стойкое улучшение. В двух из трех оставшихся случаев, когда модельные опухоли не отвечали на терапию, у пациентов уже через три месяца болезнь возобновилась. Таким образом, с использованием персонализированного теста на рыбках, ученым удалось верно предсказать исход терапии в четырех из пяти случаев.

Рыбки Danio rerio (известные в западной литературе как zebrafish) благодаря простоте в содержании, быстрому размножению и простоте манипуляций с ними набирают популярность в медицинских исследованиях. К примеру, мы писали как на рыбках изучают регенерацию кожи, восстановление спинного мозга и тератогенный эффект талидомида.

Автор: Дарья Спасская