Giriş
Akciğer kanseri, hem erkekler hem de kadınlarda kansere bağlı ölüm nedenleri arasında birinci sıradadır (1). Akciğer kanserine bağlı ölümlerin çoğunluğu tütün kullanıma bağlı iken (%85), geri kalan oranda ise radon, asbest, silika, polisiklik hidrokarbon, ağır metaller ve hava kirliliği gibi çevresel veya mesleki ajanlara maruz kalma neden olarak görülmektedir (2). Günümüzde tıbbi tedavi (kemoterapi) yöntemleriyle akciğer kanseri hastasının ortalama 5 yıllık sağ kalım süresi %16 oranındadır (3) Yeni, etkili tedavilerin geliştirilmesi ve uygulanabilmesi için kolay uygulanabilir deneysel fare modellerinin olması gerekmektedir. Bu modellerde ideal olarak, insandaki akciğer tümorogenez, proliferasyon, anjiyogenez ve metastaz iyi taklit edilmiş olmalıdır. Bu durum tedavinin yanı sıra, akciğer kanserinin etiyolojisini araştırmada ve tanıda da faydalı olacaktır.
Akciğer kanseri küçük hücreli dışı akciğer kanseri (KHDAK) ve küçük hücreli akciğer kanseri (KHAK) olmak üzere 2 ana grupta sınıflandırılır (4). KHDAK bütün akciğer kanser vakalarının %80’nini oluşturur ve adenokarsinom, skuamöz hücreli karsinom, adenoskuamöz karsinom, büyük hücreli karsinom ve sarkomatoid karsinom gibi morfolojilerine göre alt gruplara ayrılır (4). Murin akciğer tümörleri, insan tümörlerinde gözlenenlere benzer morfoloji, histopatoloji ve moleküler anomalileri taşır. Murin modellerinde gözlenen tümörlerin çoğu, belirgin sınırları olan ve iyi farklılaşmış hücrelerden oluşan iyi huylu pulmoner adenomlardır. Adenomlar insanlarda nadiren görülmekle birlikte, büyük olasılıkla asemptomatik oldukları ve sıklıkla teşhis edilmedikleri için, murin adenomları, havayolu tip II hücrelerinden türetilen küçük hücreli olmayan akciğer adenokarsinomuna histolojik benzerlik göstermektedir. Murin adenomları öncül olarak kabul edilir (5).
Akciğer kanseri biyolojisinin tüm spektrumunu güvenilir bir şekilde yeniden yakalayan tek bir model sistemi mevcut değildir. Böyle karmaşık bir hastalığı doğru bir şekilde araştırmak için hastalığın çeşitli yönlerini doğru şekilde yansıtan farklı modeller gereklidir. Bu fare veya sıçan modellerinde tümörün oluşup oluşmadığını belirlemek için moleküler görüntüleme yöntemlerine [pozitron emisyon tomografi (PET)/bilgisayarlı tomografi (BT)] ihtiyaç vardır.
Bu çalışmada çeşitli akciğer kanseri modelleri, bu modellerin karakteristik özellikleri ve avantaj ve dezavantajlarından bahsedeceğiz.
Deneysel Hayvan Modelleri
1) Ksenograft Modeli
Bu modelde tümör hücreleri orijin organın bir bölgesine nakledilir. Bu organa spesifik alan tümör hücresinin büyüme ve gelişmesi için optimal bir çevredir. Pahalı ve alışılmamış olan bu model akciğer kanseri gibi durumlarda, organ bölgesine spesifik sitotoksik ajanların etkilerini in vivo değerlendirmede kullanılmaktadır. Şu anda nude farelerle yapılan renal hücre karsinomu, pankreatik karsinom, beyin tümörleri, prostat, kolon ve akciğer kanserleri potansiyel ortotopik model kullanım alanlarıdır (6). Akciğer kanserinde, süspanse haldeki tümör hücreleri anestezi altındaki hayvanın sağ akciğerinin sağ bronş sapına doğrudan inoküle edilir (7). Tümör oluşumu hayvan sakrifiye edilerek değerlendirilebilinir. Tümör büyümesine histolojik inceleme yapılır veya yayılmamış tümörün durumu moleküler görüntüleme yöntemleri ile değerlendirilebilir.
Aktarılan hücrelerin tipine ve sayısına bağlı olarak hücrelerin çoğalması için 1-8 hafta büyüme periyodu için gereklidir. Ksenograft modelleri daha çok tümör hücrelerinin tedaviye verdiği yanıtı incelemek için kullanılır. Optimum aktarılması gereken hücre sayısı 106-107 arasında olup, tümör gelişimi aktarılan hücrelerin tipine, boyutuna, yoğunluğuna ve büyüme faktörlerinin kullanılmasına bağlı olarak değişiklik gösterir (8). Bu modelde aktarılan tümörün kaynağı kanser hücre dizisi olabildiği gibi, ortotopik olarak insan akciğer kanserinden tümör dokusunun alınarak aktarılması da olabilir.
Adenokarsinoma oluşturmak için en yaygın kullanılan hücre dizileri A549, H1975, HCC4006 ve HCC827’dir (9,10,11,12). Karsinomlar için NCI-H1299 (13,14), büyük hücreli karsinomlar için NCI-H460 (15,16,17) ve skuamöz hücreli karsinomlar için NCI-H226 (17) hücre hatları en yaygın kullanılan dizilerdir. NCI-H460, atimik nude farelere aktarıldığında, az miktarda hücrenin yeterli olması, daha kısa sürede çoğalması ve %0 red edilmesi nedeniyle diğer hücre hatlarına göre avantaja sahiptir (10,18). NCI-H226 ve NCI-H1299 hücre hatlarının istenilen tümör boyutuna gelmesi için 4 hafta gerekmesi ve tümör hücrelerinin kabulunun %45-100 oranında olması nedeniyle kullanımı kısıtlıdır (12,13,18,19). KHAK modelleri oluşturmak için NCI-H69 ve DMS-53 hücre hatları kullanılıyor olmasına karşın, bu hücre hatlarının süspansiyonda büyümelerinden dolayı kesin hücre sayısını belirlemesi zor olduğundan, tümörün kabulu ve büyüme oranları oldukça değişiklik göstermektedir (20,21).
A) Ortotopik Ksenograft Modeli
Tümör ortotopik modeli, doğrudan perkutan yolla intratorasik implantasyondur. Plevral alan, karın duvarı çevresi veya akciğer parankimasının dışında implante edilen süspansiyonun %30’unun kaçma ihtimali bu modelin dezavantajıdır (22). İntratorasik implantasyona göre intrabronşiyal uygulamada, tümöre bağlı ölüm oranı daha yüksektir.
Bu model kişiye özgü tedavinin geliştirilebilmesi için oldukça etkilidir (23,24,25). Dong ve ark.’nın yaptığı çalışmada (25), 32 adet KHDAK örnekleri obez olmayan diyabetik bağışıklık sistemi bastırılmış farelerin renal kapsüllerine aktarılmış ve tümör gelişimi sisplatin, dosetaksel ve gemsitabin ile değerlendirilmiştir. Tümörün kabul edilme oranı %90 olup ve sonuçlar 6-8 haftada değerlendirilebilme aşamasına gelmiştir. Hastalarda metastaz ile farelerdeki sonuçlar birbiriyle uyumlu şekilde bulunmuştur. Yine başka bir çalışmada Onn ve ark. (26) insan akciğer adenokarsinom (PC14PE6), bronşiyal alveoler karsinom (NCI-H358), skuamöz hücreli karsinom (NCI-H226), az farklılaşmış küçük hücreli dışı akciğer kanseri (NCI-H1299 ve A549)-H69) Matrigel’deki hücreler çıplak farelerin sol akciğerlerine perkütan olarak enjekte etmiş ve farklı akciğer kanseri tümörlerinin büyüme paternini incelemiştir. İnsan primer akciğer kanseri için gözlendiği gibi, tümörler tek bir hastalık odağından oluşmuş ve akciğer kanserinin hem akciğerlerde hem de metastazda intratorasik lenf nodlarına yayılması ile karakterize yaygın ve ölümcül bir torasik sürece ilerlemiştir. Bununla birlikte, aynı hücreler akciğere ortotopik olarak implante edildiğinde, sadece tümör dokusunun immünohistokimyasal analizi, interleukin 8, bazik fibroblast büyüme faktörü ve vasküler endotel büyüme faktörü/vasküler geçirgenlik faktörünün proanjiyogenik faktörlerinin ekspresyonunda artış olduğunu ortaya koymuşlardır.
Tümörün gelişebilmesi için, mikroçevrenin önemi uzun zamandır bilinmektedir. Bu nedenle ilaç tedavisinin değerlendirilebilmesi için, mikroçevrenin murin modellerde taklit edilmesi gerekmektedir. Bu sebeple ortotopik ksenograft modelleri, tümör hücresinin geliştiği organa aktarılmasından dolayı mikroçevre açısından en uygun modeldir. Bu nedenle bu model diğer modellere göre çeşitli avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Öncelikle insan tümör dokusundan alınan hücreler kullanıldığı için, insan tümör hücrelerinin kompleksliğini in vivo da en iyi yansıtan modeldir. Bu nedenle kişisel moleküler tedavide kullanımı uygundur. Kanser tedavilerinde birden fazla ilaç kullanıldığı için, ilaçlara verilen tepki, toksisite, mikroçevrenin cevabı gibi konularda araştırma için de uygun modeldir. Bu modelin dezavantajı insan tümör hücresinin konak tarafından reddedilmemesi için bağışıklık sistemi baskılanmış murin kullanılmasıdır. Bu nedenle etkin bağışıklık sisteme sahip canlının tümör dokusuna verdiği tepki göz ardı edilmiş olmaktadır. Diğer dezavantajları ise zaman ve endobronşiyal transferi yapabilecek nitelikte donanımlı personele gereksinim duyulmasıdır.
B) Dolaşan Tümör Hücrelerinin Aktarıldığı Ksenograft (CDX)
Ortotopik ksenograftlarda hastadan biyopsi alınması gerekmektedir ve biyopsi genellikle KHDAK hastalarından alınmakta olup, KHAK’de nadiren cerrahi gereksinimi olması nedeniyle biyopsi alınmadan daha çok görüntüleme yöntemleriyle konulmaktadır. Aynı zamanda girişimsel bir yöntem olduğu için, riskli bir yöntemdir. Kanserli hastaların kan dolaşımında dolaşan tümör hücrelerinin (CTC) ve dolaşan kanser DNA’sının (ctDNA) hastanın kanından izole ederek immün sistemi bastırılmış fareye aktarıldığında bu hücrelerin tümörojenik olduğunu (CDX) Hodgkinson ve arkadaşları göstermiştir (27). Bu çalışmada ksenograftın profil olarak hastanın tümör dokusuna benzediği ve kemoterapiye verilen cevabın hastanın verdiği cevaba da benzediği gösterilmiştir. Bu nedenle CDX modelinin tümör biyopsisi yerine kullanılabileceği öngörülmektedir.
Bu yöntemin avantajı, girişimsel işlem olmadığı için hastaya zarar verme potansiyeli yoktur. Kandan basit bir işlemle alınabildiği için hastadan farkı zamanlarda alınarak tekrar edilebilir ve ayrıca tümörün gelişimsel aşaması da değerlendirilebilir. Biyopsinin nereden alındığına bağlı olarak tüm tümör dokusunun heterojenitesi sağlanmazken, CTC’ler heterojeniteyi daha iyi sağlamaktadır. Dezavantajı olarak, KHDAK tipinin bu yöntemle oluşturulmasının daha zor olması, bunun da nedeni, serbest dolaşan DNA’ların KHDAK’de KHAK’sine kıyasla çok daha az miktarda bulunmasıdır (28, 29).
2) Singenik Model
Bu modelde, singenik murin modelleri, immünolojik açıdan uyumlu kanser hücrelerinin immünolojik uyumlu farelere enjeksiyon yoluyla gerçekleştirilir. Bu modelin oluşturulması oldukça zor ve kısıtlıdır. Bugüne kadar oluşturulmuş singenik tek model Lewis Akciğer Karsinoması’dır (LAK). LAK hücre dizisi oldukça tümörojeniktir ve özellikle metastaz çalışmalarında kullanılmaktadır (30). İlk defa 1951 yılında C57BL/6 soyu bir farenin akciğerinde spontan olarak bulunmuştur. İki ayrı enjeksiyon yoluyla farelere uygulanabilmektedir;
a) En çok tercih edilen metotta 1x106/0,2 mL doz kuyruk veninden intravenöz yolla uygulanır. 5. güne doğru tümör oluşumu şekillenir. Fareler tedavi edilmezler ise ortalama sağ kalım süreleri 20-25 gündür.
b) LAK’si yine 1x106/0,2 mL dozda bu sefer sırt bölgesine uygulayarak solid form elde edilir. Bu modelde hayvanların sağ kalım süreleri 19 ile 36 gün arasında gerçekleşir.
Bu modelin avantajı, enjekte edilen hücrelerin murin sistemle immün olarak uyumlu olması ve bu nedenle mikroçevreyi diğer modellere göre daha iyi yansıtmasıdır.
3) Transgenik ve Koşullu Transgenik Modeller
Genetiği değiştirilmiş modeller spontan neoplastik büyümeyi uyarmak için kullanılan modellerdir. Transgenik fareler DNA’nın zigotun pronükleusuna mikroenjeksiyonla aktarılması ile sağlanır. Bu yöntemle, tümör oluşumu sadece akciğerde, akciğerle birlikte diğer dokularda veya akciğer dokusu dışındaki dokularda da sağlanır. Transgenik fareler, genetik anormalliklerin kanser oluşumu ve gelişimini araştırmak için önem arz etmektedir.
Akciğer için ilk kullanılan viral onkogen Simian virus T antijenidir (TAg). TAg akciğer kanserinde mutasyona uğradığı gösterilmiş Rb ve p53’e bağlanır ve inaktive eder (31). Akciğere özgü promotörlardan Clara hücre salgılaması proteini (CCSP) transgenik hale getirildiğinde murinlerde adenokarsinomanın geliştiği gösterilmiştir (32,33). Bu modelde fareler çok hızlı bir şekilde multifokal bronşiyoliolar neoplaziler geliştirdiler ve dört yaşından önce öldüler, bu nedenle bu yöntemde karsinogenezin erken aşamalarının araştırılması zordur. Pulmoner adenokarsinoma oluşturulması için alternatif bir model TAg transkripsiyonunun sıçan akciğerine özgü olan Calbindin D9K (CaBP9K) promotörünün 1011 baz çifti DNA parçasının uyarılmasıdır (34). Bu modelde tümör gelişimi daha yavaştır, hayvan yaklaşık 1 yıl yaşamakta ve bu da karsinogenezin erken aşamalarının incelenmesine olanak sağlamaktadır.
Başka bir transgenik akciğer kanseri oluşturma modeli, insan achaete-scute homologu-1 (hASH1) modelidir ve bunda insan transkripsiyon faktörünün akciğer spesifik Clara hücre 10kDA salgı proteinin (CC10) füzyonuyla sağlanır. Achaete-scute fetal gelişim sırasında nöral farklılaşmayı sağlayan bir transkripsiyon faktörüdür. Nöroendokrin özelliği KHAK’nin ve bazı KHDAK’nin tipik özelliğidir ve bu modelin geliştirilmesindeki asıl amaç, nöroendokrin olmayan havayolu epitel hücrelerinde normalde sentezlenmeyen achaete-scute’un sürekli sentezlenmesinin etkisinin araştırılmasıdır ve hiperplazi gelişimi ve bronşiyoloalveolar metaplazi gözlemlenmiştir (35,36).
Çeşitli onkogenlerin, kalsitonin gen ilişkili peptid (CGRP), SP-C ve CC10 gibi akciğere özgü promotörlarla füzyonuyla da yine transgenik modeller oluşturulmuştur. CGRP-Ha-Ras transgenik fareler pulmoner nöroendokrin hücre farklılaşmasını uyaran GTPaz aktif bir halini aşırı ifade ederler (37). CGRP promotörü bu füzyon proteinin sadece nöroendokrin ve nöral hücrelerde ifade edilmesini sağlar. Yapılan bir çalışmada bu transgenik farenin Clara hücrelerinin ve pulmoner nöroendokrin hücrelerinin hiperplazisi ile birlikte nöroendokrin olmayan primer akciğer kanserleri geliştirdiğini göstermişlerdir (38).
Raf kinaz bir protoonkogen olup Raf aracılığıyla aktifleşmektedir ve Raf’ın Ras’la bağlantısını sağlayan amino grup ucunda bir mutasyon oluşması Raf’ın sürekli olarak aktif hale gelmesine ve bu da hücre kültüründe hücrelerin farklılaşmasını sağladığı gösterilmiştir (39,40). İnsan akciğer kanseri hatlarında ve biyopsilerde Raf’ın aşırı ifade edildiği belirlenmiş ve bu da Raf’ın kanserogenezle alakalı olabileceğini göstermiştir (41). Bunu araştırmak amacıyla SP-C promotörünün kontrolünde c-Raf ifade eden transgenik fare modeli oluşturulmuştur. Bu transgenik farelerin yarısında gecikmiş tümör oluşumuyla adenokarsinomlar oluşmuş ve bu da tümör gelişimi için ikincil mutasyonlarında olması gerektiğini göstermiştir (42). Başka bir çalışmada yine hücre döngüsünde rol alan c-myc protoonkogeninin transgenik modelinde bronşiyoloalveolar adenokarsinomlar belirlenmiştir (43,44). Bir tirozin kinaz reseptörü olan RON’un SP-C promotörü ile füzyonunda adenoma ve adenomakarsinomalar belirlenmiştir (45).
Transgenik hayvan modelinin bir başka alternatifi de koşullu transgenik modellerdir. Bu modellerde ifade edilmesi istenilen gen dışarıdan ligand verildiğinde aktifleşen bir düzenleyici genin kontrolünde yer alır. Bu şekilde istenilen gen, istenilen zaman ve istenilen dokuda ifade edilir (46-49). Farelerde farklı primer koşullu bitransgenik uyarılan sistemler vardır. Bunlardan birincisi revers tetrasiklin transaktivatör (rtTA) uyarılabilir sistemdir. Bu sistemde rtTA ifadesi dokuya özgü bir promotör füzyonuyla sağlanır ve ifade edilmesi istenen hedef gen tetrasikline duyarlı promotör ile birleştirilir ve ortama tetrasiklin veya türevi verildiğinde istenilen genin ifade edilmesi sağlanmış olur (46,48,50). Bu yöntemle en çok çalışılan genler K-Ras, EGFR ve FGF7 olup, doksisiklin ortamdan uzaklaştırıldığında, K-ras modellerinde, tümörün yok olduğu gösterilmiştir bu da K-Ras onkogenin hem tümörün ilk gelişim aşamasında hem de tümörün kalıcılığındaki önemini göstermektedir (49). Bu sistemin dezavantajı K-ras ve FGF-7 modellerinde insan adenokarsinomlardan farklı olarak metastaz kapasitesi daha düşüktür (49,50). EGFR modelinde ise gelişimin erken evrelerinde metastaz gözükmekte bu da canlının ölümüne neden olarak kanserin erken gelişim evrelerinin incelenmesine olanak sağlamamaktadır (46, 48).
rtTA sistemine alternatif bir diğer koşullu transgenik hayvan modeli Cre/loxP sistemidir. Bu sistemle endojenik genlerin knock-out olması sağlanabildiği gibi, canlıya ekzojen genlerin de aktarılması mümkündür. Geleneksel knock-out sistemler üzerine avantajı, genin istenilen zaman ve istenilen dokuda knock-out olması sağlanarak, embriyo aşamasında ölmesinin önüne geçilmesidir. KHAK modelleme için en uygun yöntem Trp53 geninin tek başına veya pRb ile birlikte Cre/loxP sistemiyle knock-out edilmesidir. Bu hücrelerdeki metastaz yeteneği insandakine oldukça benzerdir ve de KHAK hücrelerinin karakteristik özelliği olan nöroendokrin özellikleri de gösterir. Bu modelin dezavantajı ise oldukça invazif olduğundan erken farklılaşma aşamalarının incelenememesidir (51). Bu sistemle oluşturulan bir diğer oldukça favori olan model ise Lkb1:LSLK-RasG12D’ dir ve insan metastazına oldukça benzer adenokarsinomlar ve skuamöz hücre karsinomları gelişir (52).
4) Deneysel Kimyasal Akciğer Kanseri
Fare, akciğer kanseri incelemesi için temel hayvan modelidir. Farelerin insan akciğer kanseri için model olarak yaygın olarak benimsenmesi, genetik çeşitliliğin genişliği, genetik manipülasyon kolaylığı ve akciğer hastalığını moleküler ve histolojik benzerliklerle indükleyebilme yeteneğinin uzun süredir kullanımının bir sonucudur. Fare akciğer kanseri modelleri günümüzde sıklıkla klinik öncesi tedavi ve önleme testlerinde kullanılmaktadır.
Aktive edilmiş onkogenlerin ekspresyonu (örneğin; Kras) veya inaktive tümör supresör genlerinin (örneğin; P53) gibi insan tümörlerinde bulunan spesifik genetik lezyonları kopyalayan mühendislik modelleri sıklıkla akciğer kanserinin oluşumunu araştırmak için kullanılır. Ek olarak, insan akciğer tümörlerinin genetik karmaşıklığını başarılı bir şekilde ele almak için kansere yatkınlığı olan fare soylarını kullanan kimyasal kanserojen kaynaklı modeller kullanılmıştır. İnsanlarda, karmaşık kimyasal karışımlar, özellikle sigara dumanı, akciğer kanserinin baskın başlatıcısıdır. Sigara içmek insan akciğer kanserinin birincil nedeni olduğundan, bireysel sigara dumanı kanserojenleri sıklıkla farelerde akciğer tümörlerini uyarmak için kullanılır. Bu genellikle polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) ve nitrosamin sınıfının kanserojenlerinin intraperitoneal veya diyet uygulamasıyla gerçekleştirilir (53,54,55,56). PAH’ler büyük ölçüde tütünün yanması sırasında üretilirken, nitrozaminler yanmamış tütünde zaten bulunur ve tütün sertleştirme işleminin bir sonucu olarak oluşur. Benzo (a) piren [B (a) P], bir PAH ve nitrozaminler, 4- (metilnitrosamino) -1- (3-piridil) -1-bütanon (NNK) ve N’-nitrosonornikotin (NNN), farelerde akciğer adenomları ve adenokarsinomların güçlü indükleyicileridir. Bu kimyasallar, DNA ile reaksiyona giren ve katkı maddeleri oluşturan elektrofilik bileşiklerde metabolik aktivasyon gerektiren pro-kanserojenlerdir. Daha sonra tamir başarısızlığı veya yanlış onarım genetik mutasyonlarla sonuçlanır. Sitokrom P450 enzimleri, B (a) P ve NNK’nın biyolojik olarak aktifleştirilmesinde merkezidir ve doku ifadesinde ve kimyasal spesifiklikte farklılıklar gösteren çeşitli CYP genleri tarafından kodlanır (57). P450’ler ayrıca kendiliğinden aldehitlere ve diazonyum iyonlarına ayrışan NNK’nin a-hidroksilasyonunu katalize eder, ardından 6-metil-guanin eklentileri oluşturur (58). P450 enzimleri en çok karaciğerde eksprese edilir, fakat aynı zamanda akciğerin periferik ve bronş epitelinde de bulunur.
A/J ve SWR gibi yerleşik fare soylarında, spontan akciğer tümörü gelişimi insidansı yüksektir. A/J soyma fareler 24 ay sonra kabaca %80-100 oranında spontan akciğer tümörü insidansına sahiptir ve tümörler sıklıkla ilk 6 ay içinde tespit edilir (53,59). Bu suşlar ayrıca kanserojen kaynaklı akciğer tümörlerine karşı çok hassastır. C57BL6/J, C3H/J ve DBA gibi diğer suşlar kanserojen kaynaklı akciğer tümörlerine karşı çok dirençli iken, O20 ve BALB/c gibi suşlar orta duyarlılığa sahiptir. A/J suşu fareler, kanserojen etil karbamat (üretan) ile tedaviden 14-16 hafta sonra akciğerde yaklaşık 25 tümör geliştirirken, C57BL/6J suşu akciğerde ortalama 1 tümörden daha az gelişir (53,55,60,61,62). Bu suşa bağlı farklılıklar, birçok araştırma grubunun hem kanserojen kaynaklı hem de spontan akciğer tümörü gelişimi ile ilişkili genetik duyarlılık lokuslarını haritalamasına izin vermiştir (63,64).
Bu modellerden, üretan ile indüklenen akciğer tümörü oluşum modelinin birçok avantajı vardır. Üretanın periton içi verilişinin güvenilir bir şekilde tekrarlanabileceği gösterilmiştir ve daha sonra kanserogenez zamana bağlı bir şekilde gelişir. Kanserogenezi, insan akciğer kanserinin karakteristik özelliği olan sıralı genetik değişikliklere cevap olarak hiperplaziden adenoma ve sonra adenokarsinomlara ilerler (65). Bu genetik değişikliklerden K-Ras ve p53, üretan kaynaklı model ile ilişkili en belirgin mutasyonlardır (65,66). Benzo(a)piren ile indüklenen sistem aynı zamanda farelerde adenomu da modeller, ancak bağımsız deneylerde oldukça değişken büyüme düzenleri ile sonuçlandığı gösterilmiştir (67). N-nitroso-metil-biskloroetilüre ve Nnitroso-trischloroethylurea (NTCU) gibi N-Nitrosobis- (2-kloroetil) ürelerin, Cr:NIH(S) farelerine topikal uygulamada hiperplazi, displazi ve metaplazi büyümesini indüklediği gösterilmiştir (68). 3-Metilkolantren, dietilnitrosamin, etilnitrosoüre ve dimetilhidrazinin, A/J farelerinde tekrarlanabilir adenom büyümesini indüklediği gösterilmiştir (69). Her ne kadar bu modeller, kanserojen tatbikatı yoluyla karsinogenezi araştırmacının kontrol etmesinin avantajını sağlasa da, sonuçlarda tutarsızlıklara yol açan uygulama tekniğindeki değişkenlikler gibi, bu modellerle ilişkili birçok dezavantaj da vardır.
Sonuç
Günümüzde insan tümörlerinin araştırılması için en yaygın kullanılan yöntem ksenograftlar olarak yer almaktadır. Bu yöntemlerden sonuç olarak en güçlüsü genetik olarak modifiye edilmiş modeller olsa da bu modellerin oluşturulmasının zorluğu, pahalı olması ve çok zaman alması nedeniyle pek tercih edilmemektedir. Bu hayvan modellerinin araştırmacılara daha rahat ulaştırılması, akciğer kanserinin tanı ve tedavisi hakkında çalışmaların daha efektif olmasını sağlayacaktır. Bu çalışmada en yaygın kullanılan modellerden bahsedildi fakat bu modeller dışında kısa ilmek RNA (shRNA), RNA interferans gibi RNA çeşitleri kullanılarak ekspresyonun bloke edildiği modellerde yavaş yavaş literatürde yerini bulmaktadır. shRNA kullanılarak oluşturulan bir model p19ARF olup, bu modellerde akciğer adenokarsinoma gözlemlenmiş ve terapötik olarak kullanılmıştır (70).
Çok çeşitli hayvan modellerinin olması, hepsinin farklı özelliklerinin olması nedeniyle model yapılacak çalışmanın amacına bağlı olarak seçilebilir. Örneğin; tedaviye karşı yanıtın kısa sürede araştırılmasında ksenograft modelleri en uygunudur. Ksenograftların en yaygın kullanılan yöntem olmasında sonuçların 4-8 haftada elde edilebiliyor olmasıdır. Fakat ksenograftların kullanılması klinik aşamada hüsrana neden olabilmektedir. Yapılan çalışmalarda erlotinib ve BIBW2992’nin CCSP-rtTA; Tet-O7-EGFRL858R modelinde in vivo olarak dramatik şekile tümör gerilemesiyle sonuçlanırken, BIBW2992 için Faz I klinik deneyleri, hastalarda önemli bir kısmi ya da tam tepki vermemiştir (41,71,72,73,74).
Singenik modelde ise klinik ve modelde yapılan çalışmalar daha uyumlu bulunmuştur. Navelbin ve karboplatinin etkileri, LLC arka plan tümörlü C57BL farelerinde değerlendirildiğinde, in vivo olarak, IV navelbin uygulama yüzde 72,7 oranında tümör gerilemesi ile sonuçlanmıştır (75). Alternatif olarak, paklitaksel ile kombinasyon halinde IV karboplatin uygulaması, deney popülasyonunun %30-50’sinde uzun süreli hayatta kalma ile sonuçlanmıştır. Ortanca sağkalım 34 haftaya uzatıldığı için preklinik navelbin sonuçlarının klinik çalışmalara çevrilebilir olduğu gösterilmiştir (76). Ayrıca karboplatin paklitaksel kombinasyon tedavisinin klinik çalışmalarda etkili olduğu, medyan sağkalımın hastalarda 10,3 aya kadar uzatıldığı ve ayrıca LLC modelinin seçilmiş tedavilerin klinik yararını öngörmede değerli bir araç olduğunu öne sürdüğü gösterilmiştir.
Hayvan modellerinin kullanılması ile ilgili çeşitli dikkat edilmesi gereken konular bulunmaktadır. İnsan ile murinler arasındaki biyolojik farklılıklar, hatta aynı türdeki canlılarda P450 sistemindeki farklılıklardan dolayı hem tümör gelişiminde hem de tümöre karşı tedavide farklı sonuçların alınmasına neden olmaktadır. Bazen farede kanser tedavisi için etkili olan bir ilaç insanda herhangi bir sonuç vermemektedir. Bu da genelde iki canlıda hedef alınan proteinlerin birbirinin aynısı olmayıp homoloğu olması neden iledir (77,78,79). Yapılan bir çalışmada insan P450 2A13 geninin fareye aktarıldığında, insan geninin sigara dumanında bulunan karsinojenik kimyasalları daha etkili bir şekilde aktive edildiği gösterilmiştir (80).
Özet olarak insan akciğer kanserinin etiyolojisini anlamak ve uygun tedavi yöntemlerini belirlemek amacıyla çeşitli murin deney modelleri bulunmaktadır. Fakat hiçbir model insan akciğer kanserinin in vivo olarak bütün karakteristik özelliklerini tamamıyla kapsayacak özelliklere sahip değildir. Her modelin avantajları ve dezavantajları mevcuttur. Yöntem seçiminde hangi kanser tipinin araştırılacağı, hangi hücre tipine bakılacağı, genetik anormalliklerin olup olmadığı, o kanser dokusunun belli bir gelişimsel zamana ve dokuya özgü olup olmadığına, hedef bir genin uzaysal ve zamansal ifadesinin kontrolü yapılıp yapılmayacağına, tümörün mikroçevresine ve metastaz potansiyeli gibi faktörler göz önünde bulundurulmalıdır. Fare modellerinin kullanımıyla elde edilen sonuçlar, akciğer kanseri için yeni fare modellerinin geliştirilmesindeki ilerlemeler, akciğer kanserinin etiyolojisi ve tedavileri hakkında çok fazla bilgi sağlamaktadır.
Finansal Destek: Bu makalenin hazırlanmasında finansal destek alınmamıştır.
Çıkar çatışması: Yazarlar arasında çıkar çatışması yoktur.