Modelul peștilor zebră în lupta împotriva medicinescențelor pentru cancer
Pamela Völkel 1, Babara Dupret 2, Xuefen Le Bourhis 2 și Pierre-Olivier Angrand 2 *
1 CNRS Lille, Inserm U908, Universitatea din Lille, clădirea SN3, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d´Ascq, Franța
2 Inserm U908, Universitatea din Lille, clădirea SN3, Cité Scientifique, 59655 Villeneuve d´Ascq, Franța
Datorită ușurinței sale de utilizare, cultura celulară rămâne materialul ales pentru studierea mecanismelor implicate în cancer. Cu toate acestea, cultivarea celulelor este adesea responsabilă pentru pierderea unora dintre caracteristicile lor și pentru dobândirea de noi proprietăți. De asemenea, modelele animale sunt esențiale pentru studiul fenomenelor fiziologice și patologice, cum ar fi tumorigeneză. Dintre modelele animale utilizate în oncologie, peștele zebră pare a fi un model deosebit de relevant. Într-adevăr, ușurința și costurile reduse ale creșterii peștilor zebră, precum și gama largă de posibilități în ceea ce privește manipularea genetică și imagistica. in vivo clasifica acest model de vertebrate printre cele mai remarcabile instrumente pentru studiul cancerului. Această revizuire își propune să analizeze contribuțiile și potențialul peștilor zebră în lupta împotriva cancerului.
Deși modelele de cultură celulară și șoareci vor rămâne o piatră de temelie a cercetării cancerului, capabilitățile unice ale peștilor zebră subliniază potențialul acestui model pentru a face lumină asupra biologiei cancerului in vivo. Peștele zebră dezvoltă cancere spontan, după mutageneză chimică sau prin manipulări genetice. Mai mult, cancerele de pește zebră sunt similare cu tumorile umane la nivel histologic și molecular, permițând studiul inițierii, progresiei și eterogenității tumorii. Xenotransplantul de celule canceroase umane la embrioni sau pești zebră adulți prezintă avantajul urmării comportamentului celulelor canceroase in vivo. În cele din urmă, embrionii de pește zebră sunt utilizați în ecranele moleculare și contribuie la identificarea de noi strategii terapeutice anticanceroase. Aici, analizăm diferite involutii ale modelului peștilor zebră în cercetarea cancerului.
Peștele zebră este un mic teleost de 1 3-4 cm din familia Cyprinidae, originar din India și Peninsula Malay. Reproducerea sa este extrem de ușoară, ieftină și fiecare femelă poate depune 100-200 ouă pe săptămână. Fertilizarea și dezvoltarea embrionilor au loc ex utero, și rapid, deoarece majoritatea organelor sunt puse în funcțiune în primele 24 de ore de dezvoltare. Transparența relativă a embrionilor permite urmarea organogenezei cu rezoluție celulară. Dar adevărata putere a modelului peștilor zebră a fost demonstrată prin utilizarea unor ecrane genetice directe la scară largă care au identificat mutanți în care a fost afectată dezvoltarea practic a tuturor organelor și tipurilor de celule [3, 4]. Metode puternice de genetică inversă, cum ar fi transgenezele [5], sau tehnicile de editare a genomului TALEN (nucleaze efectoare de tip activator de transcriere) și sistemul CRISPR/Cas9 sunt aplicabile peștilor zebra [52, 53] .
Vezi Sinteza lui B. Dupret și P.O. Angrand, Domnișoară nr.2, februarie 2014, pagina 186 și Știrile lui H. Gilgenkrantz, Domnișoară nr.12, decembrie 2014, pagina 1066
Toate aceste caracteristici și faptul că 70% din genele umane au cel puțin un ortolog în peștele zebră [6], îl fac un model de alegere pentru studiul dezvoltării [54, 55], dar și pentru cercetare. .
Vezi Sinteza lui M. Ekker și M.A. Akimenko, Domnișoară nr. 6, iunie 1991, pagina 553 și Știrile lui K. Kissa și colab., m/s nr.8-9, august-septembrie 2007, pagina 698
Vezi Sinteza lui L. Ryckebüsch, Domnișoară nr. 10, octombrie 2015, pagina 912
Peștele zebră a fost prima specie de pești utilizată în testele de carcinogeneză. În anii 1960, Mearle Stanton a demonstrat într-adevăr că expunerea sa la N-nitrosodietilamină (DEN) a provocat apariția tumorilor hepatice [7], în timp ce rata de incidență a cancerului la acest pește este în mod normal relativ slabă [8]. Expunerea la diferiți agenți cancerigeni, cum ar fi N-nitrozo-N-etilureea (ENU), 7,12-dimetilbenzantracen (DMBA) sau N-metil-N'-nitro-N-nitrosoguanidină (MNNG), este, de asemenea, la originea apariția la pești a mai multor tipuri de neoplasme precum papiloamele pielii, rabdomiosarcoame 2, seminome 3, tumori ale colonului, rinichilor, ovarelor, pancreasului sau vaselor de sânge [9-11]. Pe lângă faptul că sunt asemănătoare din punct de vedere histologic cu cancerele umane, aceste tipuri de cancer prezintă similarități în modificările moleculare cu cele observate în tumorile umane [12, 13]. Aceste studii de carcinogeneză, combinate cu atributele care au făcut peștele zebră să aibă succes în cercetarea biologiei dezvoltării, fac din acest pește un model excepțional pentru cercetarea oncologică. (Figura 1).