Экспериментальные модели, использующие опухоли человека

Исследования опухолей животных, спонтанных, индуцированных и перевиваемых, показали, что полной корреляции между экспериментальными и клиническими данными нет и, следовательно, прямой перенос результатов в клинику опухолей человека невозможен. Последнее касается прежде всего отбора противоопухолевых препаратов. Это заставляло онкологов искать подходы к использованию опухолей человека в экспериментальных моделях.

Различные опухоли человека можно выращивать на питательных средах. В этом обзоре нет возможности рассмотреть все разнообразие культуральных моделей. Назову лишь самые распространенные из них: органные, тканевые и клеточные культуры, культуры в агаре. Многие фундаментальные проблемы онкологии решены с использованием культуры опухолевых клеток. С практической точки зрения важным является применение культуры клеток опухолей человека для отбора противоопухолевых препаратов, установления индивидуальной чувствительности опухоли к химиопрепаратам, а также для испытания генотоксических свойств веществ. В этой модели самым привлекательным является то, что экспериментатор имеет дело с опухолями человека. Однако они находятся вне организма, в искусственных условиях. Это главный недостаток данной модели. Тем не менее на ней можно испытывать препараты, оказывающие токсический эффект на клетки, хотя при этом об избирательности их действия на опухолевые клетки судить невозможно. Для тестирования препаратов, обладающих опосредованным эффектом на опухоли, эта модель не годится. Также непригодна она и для исследования веществ, подвергающихся в организме метаболической активации. Поэтому исследователи прилагали усилия для получения модели, позволяющей опухолям человека расти в организме животных.

С этой целью используют гетеротрансплантацию опухолей человека. Для того чтобы опухоли человека развивались в организме животных, необходимо преодолеть или обойти барьер тканевой несовместимости между опухолью и реципиентом. Для этого опухоли человека трансплантируют в так называемые привилегированные органы. В этих органах на чужеродные трансплантаты (гетеротрансплантаты) иммунные реакции не развиваются. К таким органам относятся передняя камера глаза, мозг, семенники, защечные мешки у хомячков. При прививке опухоли в эти органы можно работать только с опухолями маленьких размеров. Как только опухоль прорастает окружающие ткани, привилегированность данного района отменяется и опухоль отторгается. Гетеротрансплантацию опухолей человека можно производить также на развивающийся куриный эмбрион. И в этом случае недостатки модели те же. В связи с этим подобные трансплантации широкого применения в экспериментальной онкологии не нашли. Более адекватной является трансплантация человеческих опухолей животным в диффузионных камерах. Кусочки опухоли помещают в миллипоровую камеру, размер пор которой предотвращает проникновение в нее клеток иммунной системы. На этой модели можно отбирать противоопухолевые препараты, требующие активации в организме. Однако исследования с использованием диффузионных камер весьма трудоемки. Кроме того, при этом есть трудности в оценке противоопухолевого эффекта. Это является серьезным препятствием для применения модели, в частности для установления индивидуальной чувствительности опухоли к химиопрепаратам.

Успешную трансплантацию опухолей человека можно осуществлять мышам и крысам с мутацией nu. Мутация nu обладает множественными эффектами. Главные ее проявления — отсутствие тимуса и шерстного покрова. Поэтому таких животных называют nude — голые. Из-за отсутствия тимуса у мышей и крыс nude развивается иммунодефицит, в результате чего гетерологичные опухоли у них успешно прививаются (рис. 1).

Наиболее пригодной, на мой взгляд, для трансплантации опухолей человека являются созданные недавно мыши SCID/Hu. Это мыши с тяжелым комбинированным иммунодефицитом, которым в раннем возрасте трансплантированы кусочки тимуса и печени человека. Метаболические процессы у этих мышей максимально приближены к человеческим. Такие животные с трансплантированными им опухолями человека используются в настоящее время в различных онкологических экспериментах.