PLoS ONE: Sammenlignende genekspression Analyser Identificer Luminal og Basal undertyper af Canine Invasive urothelial Carcinoma der efterligner Opskrifter i human Invasiv blærekræft

Abstrakte

Flere end 160.000 mennesker forventes at dø af invasive urothelial carcinom (IUC) i år på verdensplan. Forskning i relevante dyremodeller er afgørende for at forbedre IUC forvaltning. Naturligt forekommende hunde IUC ligner human IUC i histopatologi, metastatisk adfærd, og behandlingsrespons, og kunne give en relevant model for human IUC. Den molekylære karakterisering af hunde IUC har dog været begrænset. Arbejde blev udført for at sammenligne genekspression array-resultater mellem vævsprøver fra IUC og normal blære i hunde, med sammenligning med lignende udtryk array-data fra human IUC og normal blære i litteraturen. Betydelige ligheder mellem berigelse mønstre af gener i hunde og human IUC blev observeret. Disse omfattede mønstre spejling basale og luminale undertyper oprindeligt observeret i human brystcancer og senest noteret i human IUC. Canine IUC prøver udviste også berigelse for gener involveret i

P53

veje, som er blevet rapporteret i human IUC. Dette er især relevant, da lægemidler rettet mod disse gener /veje i andre kræftformer kan repurposed til at behandle IUC, med hunde giver en model for at optimere behandlingen. Som en del af valideringen af ​​resultaterne og bevis for hovedstolen til evaluering individualiseret målrettet terapi, blev overekspression af EGFR i hunde blære IUC bekræftet. Lighederne i genekspression mønstre mellem hunde og mennesker føje betydeligt til værdien af ​​naturligt forekommende hunde IUC som en relevant og tiltrængt dyremodel for human IUC. Endvidere kunne konstateringen af ​​ekspressionsmønstre der krydser forskellige patologisk definerede kræft tillader studier af hunde med IUC til at optimere kræftbehandlingen på tværs af flere typer kræft. forventes også arbejde for at føre til en bedre forståelse af den biologiske betydning af de genekspressionsmønstre, og den potentielle anvendelse af sammenligninger på tværs af arter tilgang til andre typer kræft samt

Henvisning:. Dhawan D, Paoloni M, Shukradas S, Choudhury DR, Craig BA, Ramos-Vara JA, et al. (2015) Sammenlignende genekspression Analyser Identificer Luminal og Basal undertyper af Canine Invasiv urothelial Carcinoma der efterligner Opskrifter i human Invasiv blærekræft. PLoS ONE 10 (9): e0136688. doi: 10,1371 /journal.pone.0136688

Redaktør: Yves St-Pierre, INRS, CANADA

Modtaget: Juni 16, 2015; Accepteret: August 6, 2015; Udgivet: 9 September, 2015

Copyright: © 2015 Dhawan et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed: udtryk data Gene er tilgængelig via NCBI ved tiltrædelsen nummer GSE66064

Finansiering:. Denne undersøgelse blev støttet af private donationer til blærekræft forskning lavet til Purdue Sammenlignende Oncology Program. På det tidspunkt, hvor arbejdet blev udført, MP og CK arbejdede i National Cancer Institute Sammenlignende Oncology Program. Yderligere finansiering for en del af dette arbejde blev leveret af Comparative Oncology Program i Intramural NCI. Strand Genomics Inc. ydet støtte i form af løn til forfattere SS og DRC, men havde ikke nogen ekstra rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet. De specifikke roller disse forfattere er formuleret i »forfatter bidrag« sektion

Konkurrerende interesser:. SS og DRC er ansat af Strand Genomics Inc. Der er ingen patenter, produkter i udvikling eller markedsførte produkter at erklære. Dette ændrer ikke forfatternes tilslutning til alle PLoS ONE politikker vedrørende datadeling og materialer, som beskrevet online i vejledningen for forfattere.

Introduktion

Flere end 70.000 mennesker forventes at blive diagnosticeret med blærekræft i USA i 2015, og 16.000 mennesker forventes at dø af sygdommen [1, 2]. Høj kvalitet, muskel invasive urothelial karcinom (IUC, også kendt som overgangsordning celle karcinom) er ansvarlig for de fleste blærekræft dødsfald. De fem års overlevelse for patienter med muskel-invasiv urinblæren kræft er 69%, hvis kræften stadig orgel begrænset, 34%, hvis lymfeknudemetastaser er til stede, og blot 6%, hvis kræften har spredt til fjerne organer. er et presserende behov [2] Bedre styring af IUC

Det forventes Yderligere karakterisering af IUC på genomisk niveau at føre til bedre forvaltning af IUC på flere punkter, herunder:. tidlig påvisning, forebyggelse, prognosticering og behandling. Den Cancer Genome Atlas (TCGA) projektet for nylig dokumenteret hel-exome sekventering af 131 muskel-invasiv, høj kvalitet menneskelige blæretumorer og matchede normale prøver. Resultaterne indgår roman samt tidligere rapporterede mutationer og mål for behandling relevant for menneskers urothelial karcinom. [3] Desuden unik for menneskers IUC, dvs. endnu ikke trykt i andre kræftformer, var den identificerede ændring af kromatin regulatoriske gener. Denne ekstra viden åbner op for potentielle nye muligheder for behandling, for dermed at lette bedre forvaltning af sygdommen i den nærmeste fremtid.

Det er blevet veletableret, at blærekræft har to definerede veje, der fører til enten overfladiske lav kvalitet blæretumorer eller højere lønklasse invasiv blærekræft, og at 50% af invasive blæretumorer havnen mutationer /ændringer i

P53

eller

P53

veje. [4, 5] Men nye rapporter har fremhævet to forskellige gen udtryk profiler selv inden human IUC som nysgerrigt ligner mønstre af den basale og luminale undertyper som kendetegnet ved menneskelig brystcancer. [3, 6-8] Derudover har IUC også blevet dokumenteret at vise distinkte undertyper beriget med

P53

pathways. [6, 7] Da disse nye resultater anvendes i forskning for at forbedre udsigterne for mennesker med IUC, relevante dyremodeller er afgørende.

Invasive urothelial karcinom udvikler naturligt i hunde. [9, 10] Sygdommen ligner menneskelige IUC bemærkelsesværdigt i dens frekvens, histopatologi, heterogenitet, steder af metastaser, og respons på konventionel kemoterapi. [9, 10] Selvom eksperimentelt inducerede gnavermodeller er nøglen i blæren tumor forskning, kæledyr hunde med IUC menes at tilbyde en supplerende yderst relevant model af invasiv blærekræft. Relevansen af ​​hunde blærecancer til human IUC omfatter betydelig inter- og intra-tumoral heterogenitet, udvikling af cancer hos personer med intakt immunsystem og kropslige processer, og den aggressive invasive og metastatiske opførsel af kræft. Kliniske forsøg, der gennemføres i hunde med IUC kunne give vigtige oplysninger for at hjælpe med udformningen af ​​kliniske forsøg på mennesker. [9] Et eksempel er anvendelsen af ​​cyclooxygenase-hæmmere (COX) i IUC hvor de gavnlige virkninger først blev dokumenteret i hunde med IUC og derefter tilsvarende biologiske ændringer observeret i mennesker, der får COX-inhibitorer. [9-11] Yderligere forsøg løbende i hunde med IUC, herunder målrettede behandlinger og demethylering agenter, kunne være af høj translationel værdi. [10, 12-14] Med komprimerede levetid, hunde giver også en unik mulighed for at studere forebyggelsesstrategier. [10] Selv hunde IUC synes at tilbyde enorm værdi som en translationel model, for bedre at anvende denne model, er det vigtigt at forstå de molekylære egenskaber og hvordan disse ligner eller er forskellig fra human IUC.

Denne undersøgelse blev forpligtet sig til at definere genekspressionsmønstre i hunde IUC og at sammenligne disse resultater med human IUC. Forståelse af de genomiske ligheder forventes at føre til nye strategier til at forbedre påvisningen af ​​IUC, gribe tidligere i sygdomsforløbet, forudsige enkelte patient resultat, og mere effektivt at forvalte kræft generelt.

Metoder

Oversigt

Purdue University Animal Care og brug Udvalg og ejerne af hund godkendt samling af væv fra hunde med naturligt forekommende invasiv blærekræft. Den Purdue University Animal Care og brug Udvalg godkendte ligeledes undersøgelse rapporteret i dette manuskript. Prøverne blev opsamlet under rutinemæssige dyrlægepleje procedurer, der var nødvendige for at diagnosticere den naturligt forekommende sygdom hos hunden. Arbejdet omfattede (1) microarray ekspressionsprofil analyse for at bestemme gener udtrykkes differentielt mellem hunde IUC og normal hund blære (figur 1), (2) sammenligning af statistisk signifikant differentielt udtrykte gener (differentielt udtrykt mellem normal og IUC) beriget med både hunde og humane tumorprøver (fig 1), (3) validering af overekspression af EGFR-protein i hunde IUC prøver og normale blære prøver.

trinvis skildring af denne blev udført prøve behandling og tværs af arterne analyser.

Microarray Expression profilanalyse af canine prøver

Genekspression profilering blev udført ved hjælp af Genome Array 2.0 (Affymetrix hunde 2.0 med 18.000

C

.

familiaris

mRNA /EST-baserede udskrifter og over 20.000 ikke-redundante forudsagte gener, Affymetrix, Santa Clara, CA). Mærkning, hybridisering, og scanning af microarray blev udført ved Center for Cancer Research, Comparative Oncology Program, National Cancer Institute, Bethesda, MD. Totalt RNA blev ekstraheret fra frisk isolerede normale hunde blære fra ikke-tumorbærende, raske hunde (n = 4) og IUC prøver før behandling (n = 18) under anvendelse af Trizol (Invitrogen, Carlsbad, CA) og oprenset under anvendelse RNAeasy (Qiagen, Valencia, CA). Friske tumorprøver blev opsamlet ved cystoskopi, og diagnosen bekræftet ved histopatologi at være høj kvalitet IUC. Biotinyleret amplificeret RNA blev hybridiseret til Affymetrix hunde 2,0 chips. Fire biologiske replikater blev analyseret for den normale gruppe (alder matchede ikke-tumorbærende hunde), og 18 biologiske replikater blev analyseret for IUC gruppen. Statistiske analyser af ekspressionsmønstre blev udført under anvendelse GeneSpring GX 12.6.1 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA). Prober mellem 20-100 percentil blev filtreret for at identificere ekspression. Modereret t-test med Benjamini FDR multiple test korrektion blev brugt til at generere en liste over statistisk signifikante sonder. Et filter af 2-gange ændring blev anvendt til at identificere op- eller ned-regulerede prober. Differentiel ekspression analyser blev udført på gener, der korrelerede til proberne. Den anvendes til væsentligt dysreguleret gener kriterium var en p-værdi på ≤ 0,05 og en 2-fold eller højere forandring. Hierarkisk klyngedannelse blev udført ved hjælp af Ward metode til at beregne forbindelsesled og Euklidiske afstand målinger. Genet liste blev yderligere analyseret for funktionel og sti analyse ved hjælp GeneSpring GX 12.6.1 (Agilent Technologies, Santa Clara, Californien).

Microarray Expression profilanalyse af humane prøver

Menneskelig microarray udtryk data blev udvundet fra GEO-databasen (GSE24152), som blev kørt på Affymetrix GeneChip human Genome U133 Plus 2.0 Array platform. [15] GSE24152 blev valgt på grund af lignende teknologi (Affymetrix platform) og inddragelse af normal menneskelig blære og behandling naive menneskelige IUC prøver. Denne platform indeholder en fuldstændig dækning af det menneskelige genom U133 Set plus 6.500 ekstra gener til analyse af over 47.000 udskrifter. Datasættet inkluderet microarray udtryk data fra human normal blære (n = 7) og IUC prøver (n = 8). I silico validering af dette datasæt blev gennemført mod større datasæt GSE31684 og GSE5287 (95,6% overlap) for yderligere at bekræfte, det valgte datasæt mod større virksomheder rapporteret. De rå data (GSE24152) blev behandlet og analyseret som beskrevet for hunde prøver ved hjælp GeneSpring GX 12.6.1 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA).

Databehandling og Analyser

Data fra hver art blev bearbejdet og analyseret uafhængigt af hinanden. Menneskelige WikiPathways (Wikipathways.org) kilde blev brugt til at finde beriget veje ved hjælp af den hypergeometriske fordeling til beregning af p-værdi på individuel væsentlig vej. NCBI Homologene tabel blev anvendt til at opnå de ortologe gener mellem hund og menneske for pathway mapping

Humant normalt blære og IUC data forelagt GEO database (ref: GSE24152). Blev anvendt til at udvinde data fra human differentiel ekspression i IUC sammenlignet med normal blære. [15] Som foretaget af forfatterne, bU28 og bU29 blev udelukket fra analyserne.

En liste over basal og luminale gener tidligere kendetegnet ved menneskelig brystkræft og impliceret at være af betydning i human invasiv blærekræft blev udviklet . [3, 7, 8] Listen af ​​gener blev anvendt til at udføre ukontrollerede hierarkisk clustering hjælp euklidiske afstande målinger på de samme gener forskelligt udtrykt mellem normale og hunde IUC prøver. GSEA analyser blev udført ved hjælp GeneSpring GX 13,0 med datasæt importeret fra de overordnede Institute bruger 5 minimum antal gener med en 100 permutationer og en q afskåret værdi på 0,3. Kegg Pathway analyser blev udført ved hjælp af DAVID.

Immunhistokemi

Immunhistokemi af paraffin vævssnit blev udført ved hjælp af producentens anvisninger (Biocare, Concord, CA) med modifikationer. [13] Kort fortalt, histopatologisk bekræftede hunde normal blære og IUC objektglas blev afparaffiniseret og hydreret, efterfulgt af antigen-genvinding under anvendelse proteinase K (Dako Corporation, Carpinteria, CA). Objektglassene blev inkuberet med EGFR muse monoklonalt antistof klon 528 (Pierce, Rockford, IL) natten over ved 4 ° C. Objektglassene blev inkuberet med muse-probe (Biocare Medical, Concord, CA) efterfulgt af MACH 4. Signalet blev detekteret ved anvendelse 3,3′-diaminobenzidin-reagens (DAKO Corporation, Carpinteria, CA); Objektglassene blev modfarvet med hematoxylin (Sigma, St. Louis, MO), dehydratiseret, og monteret i Permount (Sigma, St Louis, MO). Forbundne kontrolobjektglas blev farvet ved hjælp af Universal Negativ kontrol serum (Biocare Medical, Concord, CA). Normal hunde hud tjente som en positiv kontrol for specificitet immunfarvning. Procenten af ​​positivt immunofarvede tumorceller blev kategoriseret som 0 til 3 som følger: 0 = 10% af celler, 1 = 10-19% af celler, 2 = 20-49% af cellerne, og 3 50% af celler. Intensiteten af ​​immunfarvning blev gradueret på en skala fra 0-3, hvor 0 = ingen farvning, 1 = tvivlsom farvning, 2 = moderat til intens farvning, og 3 = højeste intensitet farvning. Den IHC score blev bestemt ved at multiplicere kategori for procent positive celler ved farvning intensitet således at 9 var mest intense og 2 var mindst. En IHC score på 0-1 blev betragtet negativt.

Resultater

Cross Arter Analyser af Gene Expression Mellem Canine and Human Normal Blære og IUC Prøver

Cross-arter analyser var udført under anvendelse af en to-trins proces (figur 1). Først blev almindeligt kommenterede gener på både humane og hunde chips identificeret, og det andet var identifikationen af ​​differentielt udtrykte gener mellem normal blære og IUC både hunde- og humane prøver (FC2, t-test uparrede p 0,05). Denne trinvise proces identificeret 436 gener, som blev udsat for ukontrollerede hierarkisk klyngedannelse, og resultaterne er vist i fig 2. Listen over gener findes i tabel A i S1 Fil. Kendetegnene for hundene leverer IUC prøver er opsummeret i tabel B i S1 Filer. Regioner der betyder konkordans og forskelle i udtryk data, dvs. kan opreguleres eller nedreguleres gener, mellem hunde og mennesker IUC prøver visualiseres i figur 2.

En liste over gener, der er almindeligt kommenteret og betydeligt udtrykt (mellem normal og IUC, s 0,05, FC2) hos hunde og mennesker, blev genereret. Hierarkisk klyngedannelse blev udført på disse gener (n = 436) under anvendelse af euklidiske afstand Metrix. Figuren illustrerer, at hunde og menneskelige normale kontroller klynge sammen, og disse klynge adskilt fra hunde og menneskelige IUC prøver. De IUC prøver fra hunde og mennesker samlet i en klynge. Farvekoderne er: (1) rød bjælke angiver hunde normal blære, (2) brun bar angiver normal menneskelig blære, (3) blå bjælke angiver hunde IUC prøver, og (4) grå bar angiver humane IUC prøver

hierarkisk gruppering af Canine IUC prøver

On udføre ukontrollerede hierarkisk klyngedannelse, de hunde IUC prøver grupperet som to forskellige grupper (Fig 3). Den gruppering af grupper var uafhængig af køn, alder, race, kræft klasse, scene, eller kliniske resultat. Som visualiseret i PCA plot, ikke kun gjorde de normale blære prøver klynge adskilt fra tumorprøver, men 11 tumor prøver (udpeget som gruppe I) adskilt adskilt fra de øvrige 7 tumorprøver (betegnet som gruppe II) (fig 4). Der blev fundet i alt 2012 veje til at blive beriget i hunde IUC prøver. Udnytte DAVID at analysere de Kegg veje beriget mens analysere hunde IUC prøver angivet ErbB signalvejen at blive beriget signifikant (tabel C i S1 File). Gene ontologi (GO) analyser af hunde IUC prøver angivet aberrationer i biologiske processer (87%), molekylære funktioner (9%) og cellulære komponenter (4%) (tabel D i S1 fil). . Gene Set Berigelse Analyser (GSEA) viste berigelse af gener i de kategorier af adelsmærke, C3 og C4 gen sæt (tabel E i S1 File)

Hierarkisk klyngedannelse illustrerer forskellen ekspression af gener (p 0,05, FC2 ) mellem hunde IUC prøver vs normal hund blære. Desuden hunde IUC prøver grupperet i to forskellige grupper.

En PCA plot blev genereret ved hjælp af normaliserede data. PCA plot viser klar adskillelse mellem normale prøver og hunde IUC prøver. Hertil kommer, at PCA plot viser også klart adskillelse af hunde IUC prøver i to grupper, dvs, gruppe I og gruppe II.

Nogle af de gener, der repræsenterer basal og luminale undertyper af human brystcancer og

P53

veje tilknyttede gener, der også udtrykkes forskelligt mellem hunde normal blære og IUC blev udsat for hierarkisk klyngedannelse ved hjælp af alle de hunde prøver (tabel F i S1 File). Ved klyngedannelse, blev fundet hunde IUC prøver, der skal beriges for basal (Fig 5A) og luminale (Fig 5B) undertyper identificeret i human blærekræft (ligner brystkræft undertyper) og viste også mønstre af berigelse af

P53

veje associerede gener (fig 5C).

En liste af gener, der repræsenterer basal og luminale undertyper og de involverede i

P53

veje blev manuelt genereret fra offentliggjorte human IUC datasæt (Cancer Genome Atlas Research Network. 2014a; Choi et al 2014a og Damrauer et al 2014). En anden liste blev genereret ved hjælp af disse gener som en reference, som også blev væsentligt udtrykt i firbenede IUC prøver og hierarkisk klyngedannelse blev udført ved hjælp af euklidiske afstand Metrix. Heat maps angiver gener beriget for basal (A) og luminale (B) undertyper af brystkræft i hundens IUC prøver og viser også beriget gener i

P53

veje (C). Rød og blå bjælker over zonekort angiver ren adskillelse af prøver i de tidligere observerede grupper. Der var ingen klar adskillelse af basal og luminale gener.

Beriget epidermal vækstfaktor-epidermal vækstfaktor receptor (EGF-EGFR) Pathway i Canine IUC Prøver

EGF-EGFR vej har fået stor opmærksomhed i human IUC, og forsøg med behandlinger rettet mod denne vej er undervejs i mennesker med IUC. [16, 17] EGFR har også for nylig blevet rapporteret i hunde IUC. [18]

EGFR

vej viste sig at være beriget med hunde IUC med en p 4.65E-05. For yderligere at bekræfte EGFR blev immunhistokemi udført på vævsprøver fra 48 hunde med histopatologisk bekræftede mellemliggende til høj kvalitet IUC. Den mediane alder af hundene var 11,5 år (spændvidde 6-17.5 år), og flere racer var repræsenteret. De tumorprøver var fra en intakt kvindelige, en intakt mandlige, 26 steriliseret kvindelige og 20 kastrerede hanhunde. EGFR blev påvist i 35 af 48 (73%) primære tumorer (Fig 6). Immunreaktivitet blev bemærket i de epitelceller i 8 af 8 normale blærer fra hunde (≥ 90% celler positiv, 2-3 + farvning intensitet, IHC score på 9).

mikrofotografier af hunde normal blære (A og B ) og hunde IUC prøver (C og D), hvilket viser immunoreaktivitet til EGFR. Parrede negative kontroller blev anvendt til hver prøve (B og D). Bemærk membran immunfarvning af tumorceller (C) og normal urothelium (A).

Diskussion

Omkring 16.000 mennesker forventes at dø af IUC i USA i 2015. [ ,,,0],2] Cystectomy betragtes som den standard frontlinjen behandling for mennesker med tilsyneladende orgel-indesluttede kræft, men omkring halvdelen af ​​disse patienter havnen metastaser, der opstår efter operationen. [19] Selvom platinbaseret kemoterapi kan styre metastaser i første omgang, udvikling af resistens over for agenterne er fælles, og der er ikke en veldefineret effektiv anden linje behandling af metastatisk IUC. [19, 20] Det er vigtigt at udvikle bedre middel til at reducere risikoen for IUC, for at opdage det tidligere, da det kunne være mere effektivt behandlet, og for at give bedre pleje for fremskreden kræft. Heldigvis forventes øget forståelse af afvigende involverede veje i ætiologien og progression af blærekræft til støtte i udviklingen af ​​personlige, målrettede og mere effektive behandlingsmuligheder. [3]

behandling af cancer er ikke længere begrænset til behandling af en patologisk type. Et skift finder sted i retning af at behandle den molekylære signatur eller undertype hvilket fører til mere individualiseret behandling. Denne subtypning krydser “organ-specifikke” kræftformer samt “arter”, som klart valideret af data præsenteret heri gør hunde en biologisk relevant model for IUC. Erfaringer i andre organ-specifikke kræftformer involverer lignende molekylære signaturer kan udnyttes og anvendes på en skræddersyet måde. [4, 21-23]

Som nye forvaltningsstrategier er under udvikling, tilgængeligheden af ​​en yderst relevant dyremodel, f.eks hunde med IUC, kunne i høj grad lette fremskridt på området. [9, 10] Især har den seneste løfte om administrationen af ​​immun checkpoint inhibitorer i metastatiske patienter menneskelige blære cancer øget påskønnelse af relevante immunkompetente dyremodeller for at optimere behandlingen. [24, 25] Gnavere med eksperimentelt induceret blæretumorer er grundpillen i præklinisk forskning blærekræft, men disse modeller kan undgå at efterligne den invasive og metastatiske adfærd, de molekylære veje er involveret, og inter- og intra-tumoral heterogenitet der er kendetegnende for human IUC. Naturligt forekommende IUC hos hunde tilbyder flere funktioner, der supplerer andre dyremodeller for blærekræft. [10] De hunde, som er hunde, har funktionelle immunsystemer, og deler miljø, vand, og ofte mad med de mennesker, de lever med. Der er markant heterogenitet i canine IUC, som det er tilfældet hos mennesker. Hunde er store nok til serielle prøver af blod, urin, og tumorvæv (opsamlet via cystoskopi) skal indsamles over tid. Derudover komprimerede levetid af hunde giver muligheder for at afprøve forebyggelses- og behandlingsmuligheder i en kortere vindue af tid i forhold til mennesker. Behandlingsmuligheder testet i hunde med naturligt forekommende IUC potentielt kunne tilbyde indsigt og bedre behandlingsmuligheder ikke kun for mennesker med IUC men for mennesker med andre kræftformer, som er blevet genotypede at have genetiske afvigelser svarende til dem rapporteret i hunde IUC. Et sådant eksempel på den forholdsmæssige værdi af kliniske forsøg udført på hunde [9, 26] er de gavnlige biologiske ændringer observeret efter administration af en selektiv

COX-2

inhibitor i neo-adjuverende hos mennesker. [11]

Resultaterne fra arbejdet præsenteres her give yderligere overbevisende dokumentation for hunde, der tjener som relevante og vigtige modeller til at forbedre udsigterne for mennesker med IUC og andre kræftformer også. Flere af de berigede pathways rapporteret heri, dvs. fokal adhæsion, EGF-EGFR, signalering med ERBB2, angiogenese etc. er blevet dokumenteret at være af betydning, ikke blot i human IUC, men i flere andre humane cancere. [3, 27-35] Af særlig spænding er berigelsen af ​​gener såsom

UPK3A

,

ERBB2

,

FOXA1

,

ZEB1

,

ZEB2

,

CDH1

,

VIM

,

S100A1

,

S100A9

,

EGFR

PPARG Hoteller, som er blevet fremhævet for nylig at være af betydning i human IUC. [3, 7, 8, 36]

entusiasme finde ligheder og validering af mål og veje i hunde IUC når man sammenligner med den menneskelige sygdom, er kombineret med en erkendelse af, at forskellene vil eksistere. Forskellen i ekspressionen af ​​visse prober er fremhævet, og let at visualisere, når clustering menneskelige og hund normale prøver og IUC prøver. Dette er ikke uventet eller nedslående, da disse forskelle kan føje til forståelse for de molekylære samspil, der skaber udvikling og progression af IUC. En anden forskel nylig rapporteret mellem IUC hos hunde og mennesker er tilstedeværelsen af ​​en

BRAF

mutation (V600E) i hunde IUC der er sjældne i humane IUC. [3, 37] Ændringer i MAPK signalering forekommer i IUC i begge arter, men en

BRAF

mutation er mere almindeligt identificeret i hunde IUC. Selv med tilstedeværelsen af ​​

BRAF

mutation i hunde IUC, ligheder findes i ekspressionsmønstre på tværs af de to arter.

Et eksempel på potentiel værdi i translationel forskning er EGF-EGFR-signalering vej hos IUC. EGFR og EGF-EGFR-signalering er blevet dokumenteret at være af afgørende betydning i IUC, og i andre menneskelige kræftformer også. [27-29, 32, 38, 39] Over ekspression af EGFR-protein er blevet rapporteret i 79% af humant IUC (stadium T3-T4) som påvist ved immunhistokemi. [40] Konstateringen af, at en sammenlignelig 73% af hunde IUC væv overudtrykker EGFR giver stærk støtte til den komparative model og giver muligheder for yderligere at udforske et mål af anerkendt betydning i human IUC. EGFR bliver målrettet til behandling hos mennesker med IUC. [41-43] og andre kræftformer. [38, 39, 44-46] En EGFR målrettet terapi forsøg er i gang i hunde ved Purdue University Veterinary Teaching Hospital (upublicerede data, Aguilar, Knapp).

En anden kritisk fund fra arbejde var at identificere ekspressionsmønstre ligner dem observeret i human blærekræft, dvs. luminale og basale undertyper som validerede i human brystcancer. [3, 6-8] blev fundet Canine IUC prøver, der skal beriges for disse undertyper. For eksempel nogle af de gener, der er beriget i hunde IUC prøver dvs,

PPARG

,

TBX2

,

ERBB2

,

ErbB3

er gener indikerer luminale undertyper af brystkræft hos mennesker. [3, 6, 47] Endvidere eksempler på gener beriget med hundens IUC prøverne ligner den basale undertype af brystkræft, og impliceret at være kritisk i menneskelig IUC, er

MMP9

,

EGFR

,

juni

MYC

. I et andet eksempel på de epitel mesenkymale overgang markører impliceret spille en vigtig rolle i human IUC dvs.

ZEB1

,

ZEB2

,

VIM

,

CDH1

og

CLDN3

, blev også signifikant beriget med hunde IUC prøver. Mange af disse gener /genprodukter er målrettet i andre kræftformer. Mutationer eller afvigelser i

P53

veje er blevet dokumenteret at spille en aktiv rolle i human IUC. [8] Gener såsom

MDM2

,

CTNNB1

,

HDAC1

,

APC

,

BAX

,

PTEN

NOXA1

blev beriget og forskelligt udtrykt blandt de firbenede IUC prøverne. Selvom GSEA [48] ikke afsløre basal og luminale undertyper når hundens data blev analyseret ved denne metode, kunne det have været på grund af lille prøvestørrelse. Forståelse af ligheder mellem mennesker og hunde IUC, og også ligheder på tværs af andre typer kræft, f.eks brystkræft, forventes at tilbyde nyere vilkårene for behandling og også til at forudsige behandlingsresultater for patienter med blærekræft.

Resultatet af udtrykket analyser af hunde IUC give yderligere værdi for naturligt forekommende invasiv blærekræft i PET hunde som en relevant model for menneskets invasiv blærekræft. Det forventes, at denne og andre undersøgelser, der kendetegner IUC hos hunde vil øge inkorporering af hunde med IUC i translationel forskning. Selvom der er mange tvingende grunde til at overveje translationelle forskning involverer hunde, der er udfordringer og begrænsninger i denne fremgangsmåde. [49] En stor del af det videnskabelige samfund er ikke bekendt eller vidende om eksistensen og potentielle værdi af studier af hunde med naturligt forekommende kræft. Derudover har kritik er rejst, at der ikke er nok hunde til undersøgelser. I øjeblikket kan enkelt institution undersøgelser tilmelde 50-75 hunde om året. Forsøg konsortier såsom National Cancer Institute Sammenlignende Oncology Trials Consortium, kan tilmelde flere sager end enlige institutioner (https://ccrod.cancer.gov/confluence/display/CCRCOPWeb/Comparative+Oncology+Trials+Consortium). Dette konsortium omfatter akademiske veterinære onkologer på 20 veterinære gymnasier over hele USA og Canada. Forfatterne erkender dog, at hvis det videnskabelige samfund skulle have behov for at have flere hunde studier udført samtidigt, ville så flere veterinære forskere og institutioner nødt til at engagere sig i denne type forskning, og nye strategier skulle udvikles til at identificere og tilmelde mere hunde. Selv ved forsigtige skøn, er der 20.000 hunde, som udvikler naturligt forekommende IUC årligt i USA, men mange af disse hunde ikke undergår diagnose og behandling. Desuden er det klart, at i kræftforskning, er hunde undersøgelser aldrig kommer til at erstatte gnavere, hvor en gruppe af dyr, der er meget ens, og som har mere forudsigelig kræft kan erhverves og studerede samtidigt ved en planlagt periode. Det er meget bedre at se hunde undersøgelser som et supplement til den forskning, udført i gnavere. Hunde udvikle heterogene cancer, som har medfødte og erhvervede lægemiddelresistens, svarende til kendetegnende for human cancer. Mens nogle ser dette som en svaghed af hunden model, ville forfatterne foreslår, at dette faktisk er en stor mulighed for at tage fat på vigtige udfordringer humane kræftpatienter. En anden begrænsning til udførelse hund studier er de finansielle omkostninger.