Krooninen sairaus

tiivistelmä

Yli 160000 ihmistä odotetaan kuolla invasiivisen urothelial karsinooma (IUC) tänä vuonna maailmanlaajuisesti. Research in asiaa eläinmalleissa on erittäin tärkeää parantaa IUC hallintaa. Luonnossa esiintyvät koiran IUC muistuttaa läheisesti ihmisen IUC vuonna histopatologia, metastaattisen käyttäytyminen, ja hoitovasteen, ja voisi tarjota asianmukainen malli ihmisen IUC. Molekyyli luonnehdinta koiran IUC on kuitenkin ollut rajallista. Työ, verrattiin geeniekspression array tulosten välillä kudosnäytteitä IUC ja normaalissa virtsarakossa koirilla, joilla vertailua samanlaisiin ilmaisun array tiedot ihmisillä IUC ja normaalin virtsarakon kirjallisuudessa. Huomattavaa yhtäläisyyksiä rikastamiseen malleja geenien koiran ja ihmisen IUC havaittiin. Näihin sisältyvät kuviot peilaus pohjapinta ja luminal alatyyppejä aluksi havaittu ihmisen rintasyövän ja nyttemmin havaittu ihmisen IUC. Koirien IUC näytteet myös näytteillä rikastamalla geenien

P53

reittejä, kuten on raportoitu ihmisen IUC. Tämä on erityisen tärkeää, koska lääkkeiden kohdentamalla näiden geenien /reittejä muissa syövissä voitaisiin repurposed hoitoon IUC, koirien tarjoaa mallin hoidon optimoimiseksi. Osana tulosten validoimiseksi ja todiste pääasiallinen arvioimiseksi yksilöllistä täsmähoitoihin, yliekspressio EGFR koiran virtsarakon IUC vahvistettiin. Yhtäläisyyksiä geeniekspressiomalleja välillä koirien ja ihmisten lisätä huomattavasti arvo luonnossa esiintyvien koirien IUC merkityksellisenä ja kaivatun eläinmallia ihmisen IUC. Myöskään se seikka, ilmaisun malleja, jotka menevät erilaisten patologisesti määrittämiä syöpiä saattaa sallia tutkimukset koirien IUC auttaa optimoimaan syövän hallintaan useiden syöpätyyppien. Työ on myös odotetaan johtavan ymmärtämään paremmin biologisen merkityksen geeniekspressiomalleja ja mahdollinen soveltaminen rajat lajien vertailuja lähestymistapa muihin syöpätyyppeihin samoin.

Citation: Dhawan D, Paoloni M, Shukradas S, Choudhuryn DR, Craig BA, Ramos-Vara JA, et al. (2015) Comparative Gene Expression Analyysit Tunnista Luminal ja Basal alatyypit Canine Invasiivinen urothelial Karsinooma jotka jäljittelevät Patterns in Human Invasiivinen virtsarakon syövän. PLoS ONE 10 (9): e0136688. doi: 10,1371 /journal.pone.0136688

Editor: Yves St-Pierre, INRS, CANADA

vastaanotettu: 16 kesäkuu 2015; Hyväksytty: 06 elokuu 2015; Julkaistu: 09 syyskuu 2015

Copyright: © 2015 Dhawan et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään

Data Saatavuus: Geenien ilmentyminen data on saatavilla NCBI osoitteessa hakunumero GSE66064.

Rahoitus: Tämä tutkimus tukivat yksityisten lahjoitusten virtsarakon syövän tutkimusta tehty Purdue Comparative Oncology Program. Tuolloin työ tehtiin, MP ja CK työskenteli National Cancer Instituten Comparative Oncology Program. Lisärahoitusta osa tätä työtä tarjosi Comparative Oncology Program sisällä Intramural NCI. Strand Genomics Inc. tuettiin muodossa palkkojen tekijöille SS ja DRC, mutta ei ollut mitään ylimääräistä roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen. Erityinen roolit nämä kirjoittajat ovat muotoutuneet ”kirjoittaja maksujen osiossa.

Kilpailevat edut: SS ja DRC työskentelee Strand Genomics Inc Ei ole patentteja, tuotteiden kehittämiseen tai kaupan tuotteiden julistaa. Tämä ei muuta tekijöiden sitoutumista kaikkiin PLoS One politiikkaa tietojen jakamiseen ja materiaaleja, yksityiskohtaisena online-oppaassa tekijöille.

Johdanto

Yli 70000 ihmistä odotetaan diagnosoitu virtsarakon syöpä Yhdysvalloissa vuonna 2015, ja 16000 ihmistä odotetaan kuolevan tautiin [1, 2]. Korkealaatuista, lihas invasiivisia urothelial karsinooma (IUC, joka tunnetaan myös siirtymäkauden cell carcinoma) on vastuussa suurimmasta virtsarakon syöpään liittyvät kuolemat. Viiden vuoden elossaolo potilaiden lihasten-invasiivisen virtsarakko syöpä on 69%, jos syöpä on edelleen urut rajoittuu, 34%, jos imusolmukemetastaaseja ovat läsnä, ja vain 6%, jos syöpä on metastasized kaukaisiin elimiin. [2] parempi hallinta IUC tarvitaan kiireellisesti.

Lisäksi luonnehdinta IUC at genomitasolla odotetaan johtavan parempaan hallintaan IUC useista kohdista kuten: varhainen havaitseminen, ennaltaehkäisy ennustettavuutta, ja hoito. Cancer Genome Atlas (TCGA) hanke äskettäin dokumentoitu koko-exome sekvensointi 131 lihas-invasiivisia, korkea laatu ihmisen virtsarakon kasvaimet ja vastaaviin normaaleihin näytteitä. Havaittuja novel sekä aiemmin raportoitu mutaatioita ja tavoitteet hoitoon olennaisia ​​ihmisen urothelial karsinooma. [3] Lisäksi ainutlaatuinen ihmisten IUC, eli vielä raportoitu muissa syövissä, oli tunnistettu muuttaminen kromatiinin säätelygeenit. Tämä lisäsi tieto avaa mahdollisia uusia mahdollisuuksia hoitoon, mikä helpottaa parempaa hallintaa taudin lähitulevaisuudessa.

On hyvin tunnettua, että virtsarakon syöpä on kaksi määritelty johtavia reittejä joko pinnallinen huono laatu rakkokasvaimista tai ylempään palkkaluokkaan invasiivisia virtsarakon syöpä, ja että 50% invasiivisista rakkokasvaimista satama mutaatioita /muutokset

P53

tai

P53

polkuja. [4, 5] kuitenkin kehittyvien tapahtumat ovat osoittaneet kaksi erillistä geeniä ekspressioprofiileja jopa ihmisen IUC joka kumma muistuttavat malleja pohjapinta ja luminaalinen alatyyppi tunnettu ihmisen rintasyöpä. [3, 6-8] Lisäksi IUC on myös dokumentoitu näyttämään erillisiä alatyyppejä rikastettiin

P53

reittejä. [6, 7] Koska nämä uudet havainnot sovelletaan tutkimukseen parantaakseen näkymät ihmiset IUC, asiaan eläinmalleissa ovat ratkaisevia.

Invasiivinen urothelial karsinooma kehittyy luonnostaan ​​koirilla. [9, 10] Tauti muistuttaa ihmisen IUC merkittävästi sen taajuus, histopatologia, heterogeenisyys, sivustoja etäpesäkkeitä, ja vastaus tavanomaisen kemoterapian. [9, 10] Vaikka kokeellisesti aiheuttama jyrsijöiden ovat avain virtsarakkokasvain tutkimukseen, koirien kanssa IUC arvellaan tarjota täydentävä osuvien malli invasiivisen virtsarakon syöpään. Merkitystä koiran virtsarakon syövän ihmisten IUC sisältää merkittäviä sisäisiä ja kasvaimen heterogeenisuus, kehittää syövän henkilöillä, joilla ehjät immuunijärjestelmää ja kehon prosessit, ja aggressiivinen invasiivisen ja metastaattisen käyttäytymistä syöpä. Kliiniset tutkimukset suoritettiin koirien kanssa IUC voisivat tuottaa tärkeitä tietoja avustamaan kliinisten kokeiden suunnitteluun ihmisillä. [9] Yksi esimerkki on sovellus cyclooxygenase (COX) estäjiä in IUC jossa hyödylliset vaikutukset olivat ensimmäinen dokumentoitu koirien kanssa IUC ja sitten vastaavia biologisia muutoksia havaitaan ihmisellä COX-estäjät. [9-11] Muita kokeita käynnissä koirilla kanssa IUC, kuten kohdennettua hoitomuotojen ja demetyloimalla aineita, voisi olla korkea translaation arvosta. [10, 12-14] Kun pakattu elinikää, koirat myös tarjoavat ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia ehkäisystrategioihin. [10] Vaikka koira IUC näyttää tarjoavan valtava merkitys kuin translaation malli, paremmin käyttää tätä mallia, on tärkeää ymmärtää molekyylitason ominaisuudet ja miten ne ovat samanlaisia ​​tai erilaisia ​​ihmisen IUC.

Tutkimus tehtiin määritellä geeniekspressiomalleja koiran IUC ja vertailemaan ja nämä havainnot ihmisen IUC. Ymmärtäminen genominen yhtäläisyyksiä odotetaan johtavan uusia strategioita parantaa havaitsemista IUC, puuttua aikaisemmin aikana sairauden, ennustamaan yksittäisen potilaan lopputulokseen, ja tehokkaammin hallita syöpää yleistä.

Methods

Yleistä

Purdue University Animal Care ja Käytä komitean ja omistajat lemmikkikoira hyväksytty kudosten keräämisen koirien kanssa luonnossa esiintyvän invasiivisia virtsarakon syöpään. Purdue University Animal Care ja käyttö komitea hyväksyi myös tutkimuksessa raportoitiin tämän käsikirjoituksen. Näytteet kerättiin aikana rutiini eläinlääkärin hoitoa menettelyjä, jotka olivat tarpeen diagnosoida luonnossa esiintyviä Koirilla sairaus. Työhön kuului (1) microarray ilmaisun profiilin analyysi määrittää geenit ilmentyvät differentiaalisesti välillä koirien IUC ja normaali koiran virtsarakon (kuvio 1), (2) vertailu tilastollisesti merkitsevästi erilaisesti ilmentyvien geenien (ilmennetty eri normaalin ja IUC) rikastunut sekä koirien ja ihmisen kasvainnäytteestä (kuvio 1), ja (3) validointi yli ilmentyminen EGFR-proteiinin koiran IUC näytteiden ja normaalin virtsarakon yksilöitä.

vaiheittainen kuvaus näytteen käsittely ja rajat lajien analyysit tehtiin.

Microarray Expression profilointi analysointi canine Näytteet

geeniekspressioprofilointi suoritettiin käyttäen genomista Array 2.0 (Affymetrix koira 2.0 18000

C

.

familiaris

mRNA /EST-pohjainen selostukset ja yli 20000 ei-tarpeeton ennusti geenejä, Affymetrix, Santa Clara, CA). Leimaus, hybridisaatio, ja skannaus mikrosirun tehtiin Center for Cancer Research, Comparative Oncology Program, National Cancer Institute, Bethesda, MD. Kokonais-RNA uutettiin juuri eristetty normaalin koiran virtsarakon ei-kasvain, terveiden koirien (n = 4) ja IUC näytteitä ennen hoitoa (n = 18) käyttämällä Trizol (Invitrogen, Carlsbad, CA) ja puhdistetaan käyttäen RNAeasy (Qiagen, Valencia, CA). Tuore kasvain kerättiin kystoskopian, ja diagnoosi varmistettiin histopatologisesti olla korkealaatuista IUC. Biotinyloitu monistettu RNA hybridisoitiin Affymetrix koiran 2.0 pelimerkkejä. Neljä biologiset rinnakkaista analysoitiin normaalin ryhmä (iältään vastaaviin ei-kasvain laakeri koirat), ja 18 biologinen rinnakkaista analysoitiin IUC ryhmä. Tilastolliset analyysit ilmentymisen kuviot suoritettiin käyttäen GeneSpring GX 12.6.1 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA). Koettimet 20-100 prosenttipiste suodatettiin tunnistaa ilmaisua. Moderoitu t-testi Benjamini FDR useita testaus korjausta käytettiin tuottamaan luettelon tilastollisesti merkitsevä antureista. Suodatin on 2-kertainen muutos saatiin selville ylä- tai alas- säännellyn antureista. Differentiaalikaavojen analyysit tehtiin geeneihin, jotka korreloivat koettimiin. Kriteerinä käytetään merkittävästi väärin säädellystä geenien oli p-arvo ≤ 0,05 ja 2-kertainen tai suurempi muutos. Hierarkkinen klusterointi suoritettiin käyttäen Wardin menetelmää laskea nostolaitteen ja Euklidinen etäisyys mittareita. Geeni lista analysoitiin edelleen toiminnallinen ja polun analyysin avulla GeneSpring GX 12.6.1 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA).

Microarray Expression profilointi analysointi Human Näytteet

Human microarray ekspressiotietojen oli louhittu GEO tietokannasta (GSE24152), joka ajaa Affymetrix GeneChip- Human Genome U133 Plus 2.0 Array alustalla. [15] GSE24152 valittiin, koska vastaavan tekniikan (Affymetrix platform), myös normaalin ihmisen virtsarakon ja hoito naiivi ihmisen IUC näytteitä. Tämä alusta sisältää täydellisen suojan Human Genome U133 Set plus 6,500 lisägeenit analysoimaan yli 47000 selostukset. Aineisto sisältyy microarray ilmaisun tietoja ihmisen normaalissa virtsarakossa (n = 7) ja IUC näytteitä (n = 8). In silico validointi tietoaineiston tehtiin vastaan ​​suurempia aineistoja GSE31684 ja GSE5287 (95,6% limityksellä) edelleen vahvistaa, valitun aineisto vastaan ​​suuremmilla raportoitu. Raakadata (GSE24152) käsiteltiin ja analysoitiin kuten kuvattu koiran näytteitä GeneSpring GX 12.6.1 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA).

Data Processing ja analyysit

Tiedot kunkin lajin käsiteltiin ja analysoitiin itsenäisesti. Ihmisen WikiPathways (Wikipathways.org) lähde käytettiin löytää rikastettu reittejä käyttäen hypergeometrisen jakelua varten p arvon laskennan yksittäisiä merkittäviä reitin. NCBI Homologene taulukossa käytettiin saamiseksi ortologiset geenien välillä koiran ja ihmisen varten reitin kartoitus.

Ihmisen normaali virtsarakon ja IUC tiedot toimitetaan GEO tietokantaan (viite: GSE24152) käytettiin louhia tietoja ihmisen differentiaalikaavojen in IUC verrattuna normaaliin virtsarakon. [15] Kuten tekemän kirjoittajat, bU28 ja bU29 jätettiin analyyseistä.

Luettelo tyvi- ja luminal geenien tunnettu aiemmin ihmisen rintasyöpä ja sekaantunut olevan merkitystä ihmisen invasiivisia virtsarakon syövän kehitettiin . [3, 7, 8] Tämä luettelo geenien käytettiin suorittamaan valvomattoman hierarkkinen klusterointi käyttäen Euklidinen etäisyys mittareita samalla geenit eri ilmaistu välillä normaalin ja koiran IUC näytteitä. GSEA analyysit tehtiin käyttäen GeneSpring GX 13.0 kanssa aineistoja tuotu Broad-instituutin käyttäen 5 vähimmäismäärä geenien kanssa 100 permutaatioista ja q raja-arvo on 0,3. Kegg Pathway analyysit suoritettiin käyttäen DAVID.

immunohistokemia

immunohistokemia parafiiniin upotettu kudosleikkeiden suoritettiin käyttäen valmistajan ohjeita (BioCare, Concord, CA) muutoksin. [13] Lyhyesti, histopatologisesti vahvistetaan koiran normaalissa virtsarakossa ja IUC dioja poistettiin parafiini ja sammutettua, minkä jälkeen antigeeni haku käyttämällä proteinaasi K: n (Dako Corporation, Carpinteria, CA). Levyjä inkuboitiin EGFR hiiren monoklonaalinen vasta-aine klooni 528 (Pierce, Rockford, IL), yön yli 4 ° C: ssa. Levyjä inkuboitiin hiiren koettimella (BioCare Medical, Concord, CA) ja sen jälkeen MACH 4. Signaali detektoitiin käyttämällä 3,3′-diaminobentsidiiniä reagenssia (DAKO Corporation, Carpinteria, CA); Objektilasit vastavärjättiin hematoksyliinillä (Sigma, St. Louis, MO), kuivattu, ja asennettu Permount-peitinlaseilla (Sigma, St. Louis, MO). Parilliset kontrollilevyt värjättiin Universal negatiivista kontrolliseerumia (BioCare Medical, Concord, CA). Normaali koiran iho toimi positiivisena kontrollina spesifisyyden immunovärjäyksen. Prosenttia positiivisesti immuno- kasvainsolujen luokiteltiin 0-3 seuraavasti: 0 = 10% soluista, 1 = 10-19% soluista, 2 = 20-49% soluista, ja 3 50% solut. Intensiteetti immunovärjäyksellä luokiteltiin asteikolla 0-3, jossa 0 = ei värjäystä, 1 = epäselvä värjäystä, 2 = kohtalaista tai voimakasta värjäystä, ja 3 = suurin voimakkuus värjäystä. IHC pisteet määritettiin kertomalla luokan prosenttia positiivisia soluja värjäytymisintensiteettiä siten, että 9 oli voimakkaimman ja 2 oli vähiten. IHC pistemäärä 0-1 pidettiin negatiivinen.

Tulokset

Cross Laji Analyysit Gene Expression Between Canine and Human Normaali virtsarakon ja IUC Näytteitä

Cross-lajien analyysit olivat suoritettiin käyttäen kaksivaiheista prosessia (kuvio 1). Ensinnäkin, yleisesti selityksin geenien sekä ihmisen ja koiran siruja tunnistettiin, ja toinen oli tunnistaminen differentiaalisesti ilmentyvien geenien välillä normaalissa virtsarakossa ja IUC sekä koiran ja ihmisen näytteitä (FC2, t-testi parittomia p 0,05). Tämä vaiheittainen prosessi tunnistaa 436 geenejä, jotka tehtiin ilman valvontaa hierarkkinen klusterointi, ja tulokset on esitetty kuviossa 2. Luettelo geenien on saatavana taulukossa A S1 File. Ominaisuudet koirat tarjota IUC näytteet on esitetty taulukossa B S1-tiedosto. Alueet merkitsee vastaavuutta ja eroja ilmaisun tietoa eli upregulated tai vaimentua geenit, välillä koiran ja ihmisen IUC näytteitä voidaan visualisoida kuvassa 2.

Luettelo geenejä, jotka ovat yleisesti selityksin ja merkittävästi ilmaistaan ​​(normaalin ja IUC, p 0,05, FC2) koirilla ja ihmisillä, syntyi. Hierarkkinen ryhmittely suoritettiin nämä geenit (n = 436) käyttäen euklidisen etäisyyden metrix. Kuvio osoittaa, että koirien ja ihmisen normaalia valvontaa klusterin yhdessä ja nämä klusterin erillään koiran ja ihmisen IUC näytteitä. IUC näytteet koirien ja ihmisten ryhmitelty yhteen. Värikoodit ovat: (1) punainen palkki ilmaiseva koiran normaali virtsarakko, (2) ruskea bar ilmaiseva normaalin ihmisen virtsarakon, (3) sininen palkki ilmaiseva canine IUC näytteitä, ja (4) harmaa palkki ilmaiseva ihmisen IUC näytteitä.

hierarkkinen klusterointi canine IUC näytteet

suorittamista ilman valvontaa hierarkkinen klusterointi, koiran IUC näytteet ryhmittyivät kahtena eri ryhmään (kuvio 3). Klusterointi ryhmien oli riippumaton sukupuoli, ikä, rotu, syöpä luokka, vaihe, tai kliinisistä tuloksista. Kuten visualisoida PCA juoni, ei ainoastaan ​​normaalia virtsarakkonäytteet klusterin erillään kasvain näytteissä, mutta 11 kasvainnäytteet (nimetty ryhmä I) erillään erillään muista 7 kasvain näytteet (nimetty ryhmä II) (kuvio 4). Kaikkiaan 2012 väyliä havaittiin rikastettu koiran IUC näytteissä. Hyödyntämällä DAVID analysoida Kegg reittejä rikastettu samalla analysoimalla koiran IUC näytteiden osoitti erbB signalointireitin voidaan rikastaa merkittävästi (taulukko C S1 File). Gene ontologia (GO) analysoi koirien IUC tutkimustulokset osoittivat poikkeamia biologisissa prosesseissa (87%), molekyyli- toiminnot (9%) ja solukomponenttien (4%) (taulukko D S1 File). Gene Set Enrichment Analyysit (GSEA) paljasti rikastamista geenien luokkien tunnusmerkki, C3 ja C4 geenin sarjaa (taulukko E S1 File).

Hierarkkinen klusterointi havainnollistaa ero geenien ilmentymistä (p 0,05, FC2 ) välillä koiran IUC näytteiden vs. normaali koiran virtsarakon. Lisäksi koiran IUC näytteet ryhmittyneet kaksi erillistä ryhmää.

PCA juoni luotiin käyttäen normalisoitu data. PCA juoni näkyy selvä ero normaalin näytteiden ja koiran IUC näytteitä. Lisäksi PCA juoni osoittaa myös selkeä erottelu koiraeläin IUC näytteet kahteen ryhmään eli, ryhmä I ja II.

Jotkin geenit edustavat pohjapinta ja luminal alatyypit ihmisen rintasyövän ja

P53

väyliä liittyvät geenit, jotka myös ilmentyvät eri välillä koiran normaalissa virtsarakossa ja IUC alistettiin hierarkkinen klusterointi käyttäen kaikki koiran näytteet (taulukko F S1 File). Kun klusterointi, koiran IUC näytteen havaittiin rikastua pohjapinta (kuvio 5A) ja luminaa- (kuvio 5B) alatyyppeihin tunnistettu ihmisen virtsarakon syöpä (muistuttava rintasyöpä alalajit) ja osoitti myös malleja rikastaminen

P53

väyliä liittyvät geenit (kuvio 5C).

luettelo geenien edustaa perus- ja luminaalisen alatyyppejä ja muille asianomaisille

P53

polkuja manuaalisesti tuotettu ihmisen julkaistun IUC aineisto (Cancer Genome Atlas Research Network. 2014a; Choi et al 2014a ja Damrauer et al 2014). Toinen lista synnytettiin käyttäen näitä geenejä referenssinä, jotka myös merkittävästi ilmaistu koiran IUC näytteiden ja hierarkkinen klusterointi suoritettiin käyttäen Euklidinen etäisyys Metrix. Heat kartat osoittavat geenejä rikastettu pohjapinta (A) ja luminal (B) alatyyppejä rintasyöpään koiran IUC näytteet ja myös ilmoittaa rikastunut geenien

P53

väyliä (C). Punainen ja sininen palkit yläpuolella lämpökartassa osoittavat puhdas erottaminen näytteet aikaisemmin havaittu ryhmissä. Ei ollut mitään selkeää eriytymistä tyvi- ja luminaalinen geenejä.

rikastetun kasvutekijän-epidermaalisen kasvutekijän reseptori (EGF-EGFR) Pathway in Canine IUC Näytteitä

EGF-EGFR-reitin on saanut merkittävää huomiota ihmisen IUC, ja kokeiden hoitojen, joilla pyritään tämän reitin on käynnissä ihmisiä IUC. [16, 17] EGFR on myös viime aikoina raportoitu koiran IUC. [18]

EGFR

polku havaittiin rikastettu koirien IUC kanssa p 4.65E-05. Edelleen vahvistaa EGFR, immunohistokemia suoritettiin kudosnäytteitä 48 koirien kanssa histopatologisesti vahvistettu väli korkean asteen IUC. Mediaani-ikä koirien oli 11,5 vuotta (vaihteluväli 6-17,5 vuotta), ja useita rotuja olivat edustettuina. Kasvain näytteet olivat 1 ehjät nainen, 1 ehjä mies, 26 steriloitu naisten ja 20 kastraattiuros koiria. EGFR ekspressiota havaittiin 35 48 (73%) primaaristen kasvainten (kuvio 6). Immunoreaktiivisuus havaittiin epiteelisolujen 8 8 normaalin rakkoja koirista (≥ 90% soluista positiivisia, 2-3 + värjäys voimakkuus; IHC pisteet 9).

mikrovalokuvia koiran normaalissa virtsarakossa (A ja B ) ja koiran IUC näytettä (C ja D), jotka osoittavat immunoreaktiivisuus EGFR. Parilliset negatiivisia kontrolleja käytettiin kunkin näytteen (B ja D). Huomaa kalvo immuunivärjäystä kasvainsolujen (C) ja normaali uroteeli (A).

Keskustelu

Noin 16000 ihmistä odotetaan kuolla IUC Yhdysvalloissa vuonna 2015. [ ,,,0],2] Cystectomy pidetään standardin etulinjassa hoito ihmisille, joilla näennäinen elimeen rajoittunut syöpään, mutta noin puolet näistä potilaista satama etäpesäkkeitä että esiin leikkauksen jälkeen. [19] Vaikka platinaa kemoterapian voi ohjata etäpesäkkeitä aluksi, resistenssin kehittyminen agenteille on yhteinen, ja ei ole hyvin määritelty tehokas toisen linjan hoito metastaattisen IUC. [19, 20] On tärkeää kehittää parempia keinoja vähentää riskiä IUC, havaita sitä aiemmin, kun sitä voitaisiin tehokkaammin hoitaa, ja tarjota parempaa hoitoa edennyt syöpä. Onneksi tuntemuksen lisääminen poikkeavien reittejä mukana etiologiassa ja etenemistä virtsarakon syövän odotetaan auttaa kehittämään yksilöllisiä, kohdennettuja ja tehokkaampia hoitovaihtoehdot. [3]

Hoitoon syöpä ei enää rajoitu hoitamiseksi patologisen tyyppi. Siirtyminen tapahtuu kohti käsittelemällä molekyyli- allekirjoitusta tai alatyypin mikä johtaa enemmän yksilöllisiä hoitoon. Tämä alatyypitys ylittää ”elinspesifiseen” syövät sekä ”lajin” selvästi vahvistanut tässä esitetyt tulokset tekemällä koirat biologisesti relevantti malli IUC. Saadut kokemukset muissa elinspesifiseen syöpiä samanlainen molekyyli allekirjoituksia voidaan valjastaa ja soveltaa räätälöidysti. [4, 21-23]

Koska uusia hoitostrategioita kehitetään, saatavuus erittäin merkittävä eläinmallissa, esim. koiria, joilla IUC, helpottaisi suuresti alan kehityksen. [9, 10] Erityisesti viimeaikainen lupaus hallinnon immuuni tarkistuspiste estäjien metastaattisessa ihmisen virtsarakon syövän potilaille on voimistanut arvostusta asiaa Immunokompetenttien eläinmalleissa hoidon optimoimiseksi. [24, 25] Jyrsijät kanssa kokeellisesti aiheuttama virtsarakon kasvaimet ovat tukipilari prekliinisissä virtsarakon syöpä tutkimukseen, mutta nämä mallit voivat epäonnistua matkimaan invasiivisen ja metastaattisen käyttäytyminen, molekyyli polkuja mukana, ja välistä ja niiden sisäistä kasvaimen heterogeenisuus jotka ovat tunnusmerkkejä ihmisen IUC. Luonnossa esiintyviä IUC koirilla on useita ominaisuuksia, jotka täydentävät muita eläinmalleissa virtsarakon syöpään. [10] Koirat, jotka ovat koirien, on toiminnallinen immuunijärjestelmä, ja jakaa ympäristö, vesi, ja usein ruokaa ihmisten he elävät. On selvästi heterogeenisyys koiran IUC, kuten on laita ihmisillä. Koirat ovat tarpeeksi suuret sarja- veri-, virtsa, ja kasvainkudoksen (kerättyjä cystoscopy) kerätään ajan mittaan. Lisäksi kompressoitu elinikä koirien tarjoaa mahdollisuuksia testata ennalta ehkäiseviä strategioita ja terapeuttisia vaihtoehtoja on lyhennetty aikaikkuna verrattuna ihmisiin. Hoitovaihtoehtoja testattu koirilla, joissa on luonnollisesti IUC saattavat tarjota oivalluksia ja parempia hoitovaihtoehtoja paitsi ihmisille, joilla IUC mutta ihmisille muiden syöpien, jotka on genotyyppi olevan geneettinen poikkeavuuksia samanlaiset kuin koiran IUC. Yksi tällainen esimerkki arvon suhteellista kliinisestä tutkimuksesta koirilla [9, 26] on hyödyllinen biologiset muutokset annon jälkeen valikoivan

COX-2

estäjää neo-adjuvanttihoidon ihmisillä. [11]

Havainnot työstä esitetään tässä tarjota lisää vakuuttavia todisteita koirille toimii asiaan ja tärkeitä malleja parantaa näkymiä ihmisiä IUC, ja muut syövät samoin. Useat rikastetun polkuja raportoitu tässä, eli polttoväli tarttuvuus, EGF-EGFR, signalointia erbB2, angiogeneesi jne on dokumentoitu olevan merkitystä paitsi ihmisen IUC, mutta useissa muissa ihmisen syövissä. [3, 27-35] Erityisen jännitys on rikastamista geenejä, kuten

UPK3A

,

ErbB2

,

FOXA1

,

ZEB1

,

ZEB2

,

CDH1

,

VIM

,

S100A1

,

S100A9

,

EGFR

ja

PPARg

joita on korostettu äskettäin olevan merkitystä ihmisen IUC. [3, 7, 8, 36]

Innostus löytää yhtäläisyyksiä ja validointi tavoitteiden ja koulutusjaksojen koiran IUC verrattaessa ihmisen sairauden, on kytketty kuittauksena, että erot ovat olemassa. Ero ilmaisun tiettyjen antureista on korostettu, ja helppo visualisoida kun klusterointi ihmisen ja koiran normaali näytteet ja IUC näytteitä. Tämä ei ole odottamatonta tai lannistaa, koska nämä erot voivat lisätä ymmärrystä molekyylien vuorovaikutusta, joka ajaa kehitystä ja etenemistä IUC. Toinen ero raportoi äskettäin välillä IUC koirilla ja ihmisillä on läsnä

BRAF

mutaatio (V600E) koiran IUC joka on harvinaista ihmisen IUC. [3, 37] Muutokset MAPK signalointi tapahtuu IUC molempiin eläinlajeihin, mutta

BRAF

mutaatio on yleisesti tunnistettu koiran IUC. Vaikka läsnäolo

BRAF

mutaation koiran IUC, samankaltaisuuksia olemassa ilmaisussa kuvioita poikki kaksi lajia.

Yksi esimerkki mahdollista arvoa translaatiotutkimuksen on EGF-EGFR signalointi väylän IUC. EGFR ja EGF-EGFR signalointi on dokumentoitu olevan kriittinen merkitystä IUC, ja muissa ihmisen syövissä samoin. [27-29, 32, 38, 39] Yli ilmentyminen EGFR-proteiinin on raportoitu 79%: lla ihmisen IUC (vaihe T3-T4), kuten havaitaan immunohistokemiallisesti. [40] Se havainto, että vertailukelpoinen 73% koiran IUC kudosten yli-ilmentävät EGFR antaa vahvaa tukea vertailevan mallin ja tarjoaa mahdollisuuksia tutkia edelleen tavoitteeksi tunnustetun merkityksen ihmisen IUC. EGFR on suunnattu hoitoon ihmisillä IUC. [41-43] ja muita syöpiä. [38, 39, 44-46] EGFR täsmähoitoihin tutkimus on käynnissä koiria Purdue University eläinsairaala (julkaisemattomia tuloksia, Aguilar, Knapp).

Toinen kriittinen havainto tästä työstä oli tunnistaminen ekspressiokuvioiden samanlaisia ​​kuin ihmisen virtsarakon syövän eli luminaalisen ja pohjapinta alatyyppi validoitu ihmisen rintasyöpä. [3, 6-8] Koirien IUC näytteen havaittiin rikastaa näitä alatyyppejä. Esimerkiksi joitakin geenejä on rikastettu koiran IUC näytteistä eli

PPARg

,

TBX2

,

ErbB2:

,

ErbB3

geenit osoittavat luminal alatyyppejä rintasyöpään ihmisillä. [3, 6, 47] Edelleen esimerkit geenien rikastunut koiran IUC näytteet muistuttava tyvi alatyypin rintasyövän, ja sekaantunut olevan kriittinen ihmisen IUC ovat

MMP-9

,

EGFR

,

kesäkuu

ja

MYC

. Toisessa esimerkissä, epiteelin mesenkymaalitransitioon markkereita osallisena olevan tärkeä merkitys ihmisen IUC eli

ZEB1

,

ZEB2

,

VIM

,

CDH1

ja

CLDN3

, olivat myös merkittävästi rikastettu koiran IUC näytteissä. Monet näistä geeneistä /geenituotteiden on kohdistettu muissa syövissä. Mutaatiot tai poikkeamat

P53

väyliä on dokumentoitu pelata aktiivinen rooli ihmisen IUC. [8] Geenit, kuten

MDM2

,

CTNNB1

,

HDAC1

,

APC

,

BAX

,

PTEN

ja

NOXA1

rikastettiin ja ilmennetty eri joukossa koiran IUC näytteitä. Vaikka GSEA [48] ei tullut esiin perus- että luminaaliselle alatyyppejä, kun koiran analysoitiin tällä menetelmällä, tämä saattaa johtua pienten otoskoko. Ymmärtäminen yhtäläisyyksiä ihmisen ja koiran IUC, ja myös yhtäläisyyksiä kaikkialla muita syöpätyyppejä, esim. rintasyöpä, odotetaan tarjoavan uudempia yksityiskohdista hoitoon ja myös ennustamiseen hoitotuloksen virtsarakon syöpään.

tulokset ilmentymisen analyysit koiran IUC antaa lisää vastinetta luonnossa esiintyviä invasiivisia virtsarakon syövän lemmikkieläinten koiria asianmukainen malli ihmisen invasiivisia virtsarakon syöpään. On odotettavissa, että tämä ja muut tutkimukset kuvaavat IUC koirilla lisäävät sisällyttäminen koirien IUC in translaatiotutkimuksen. Vaikka on olemassa monia pakottavia syitä harkita translaatiotutkimusta joissa koirat, on haasteita ja rajoituksia tämän lähestymistavan. [49] Suuri osa tiedeyhteisö ei ole tietoinen tai tuntevien olemassaolosta ja mahdollinen arvo tutkimuksia koirien luonnossa esiintyvän syöpä. Lisäksi kritiikki on nostettu, että ei ole tarpeeksi koirien tutkimuksiin. Tällä hetkellä yksi laitos tutkimukset voivat ilmoittautua 50-75 koiraa vuodessa. Trials yhteenliittymät kuten National Cancer Instituten Comparative Oncology Trials Consortium, voi ilmoittautua enemmän tapauksia kuin yhteiset toimielimet (https://ccrod.cancer.gov/confluence/display/CCRCOPWeb/Comparative+Oncology+Trials+Consortium). Tämä yhteenliittymä kuuluu akateemisen eläinlääkärin onkologit 20 eläinlääkärin oppilaitokset eri puolilla Yhdysvaltoja ja Kanadassa. Tekijät myöntävät kuitenkin, että jos tiedeyhteisö olisi oltava useita koiran tutkimuksia suoritetaan samanaikaisesti, sitten enemmän eläinlääkintä- tutkijoiden ja laitosten olisi harjoittaa tällaista tutkimusta, ja uusia strategioita olisi kehitettävä tunnistaa ja rekisteröidä lisää koiria. Jopa konservatiivinen arvioiden olemassa 20000 koiraa, jotka kehittävät luonnossa esiintyviä IUC vuosittain Yhdysvalloissa, mutta monet näistä koirista ei suoriteta diagnosointiin ja hoitoon. Lisäksi on selvää, että syöpätutkimuksessa, koira tutkimukset eivät koskaan korvata jyrsijä, joissa käytetään eläinten ryhmä, jotka ovat hyvin samankaltaisia ​​ja jotka ovat paremmin ennustettavissa syöpä voidaan hankkia ja opiskeli samanaikaisesti suunnitellun ajan. On paljon parempi katsoa koiran tutkimuksia täydennyksenä tehtävään tutkimukseen jyrsijöillä. Koirat kehittävät heterogeeninen syöpä, joka on synnynnäisen ja hankitun lääkeresistenssin, samanlainen tunnusmerkkejä ihmisen syövän. Vaikka jotkut pitää tätä heikkoutena koira malli, kirjoittajat ehdottaa, että tämä on todella suuri mahdollisuus käsitellä tärkeitä haasteita ihmissyöpäpotilaat. Toinen rajoitus johtavaan koira tutkimuksissa on taloudelliset kustannukset.