B細胞前駆体急性リンパ芽球性白血病患者における薬剤反応予測のための高速インビボモデル

Fast, In Vivo Model for Drug-Response Prediction in Patients with B-Cell Precursor Acute Lymphoblastic Leukemia.

• Anton Gauert
• Nadine Olk
• Helia Pimentel-Gutiérrez
• Kathy Astrahantseff
• Lasse D Jensen
• Yihai Cao
• Angelika Eggert
• Cornelia Eckert
• Anja I H Hagemann

抄録

現在、再発したB細胞前駆体（BCP）急性リンパ芽球性白血病（ALL）患者のうち、標準的な治療プロトコールで生存している患者は半数にすぎない。個別化された標的治療アプローチを支援することを目的として、我々は、5日後に患者の薬物反応を予測するヒトゼブラフィッシュ異種移植片（ALL-ZeFiX）アッセイを開発した。白血病芽球細胞を一過性に免疫抑制されたダニオレリオ胚に心膜移植し、試験例であるvenetoclaxで処理した移植胚を、定量的な全芽球細胞分析のために単細胞溶解する前に、心膜移植した。新たにBCP-ALLと診断された患者または再発した患者からの骨髄芽球は、免疫抑制されたゼブラフィッシュ胚の移植の60％で拡大に成功した。ALL-ZeFiXアッセイにおけるBCP-ALL細胞株のベネトグラックスに対する反応は、2次元培養における反応を反映していた。患者由来のBCP-ALL移植片では、ベネトグラックスは様々な反応を示し、その中にはベネトグラックスで治療した2人の難治性BCP-ALL患者の治療反応を反映した2つの結果も含まれていた。ここでは、一次患者の芽球とテストケースであるvenetoclaxを用いた5日間のALL-ZeFiXアッセイの概念実証を行い、さらなる標的薬の拡大試験の後、臨床時間内に個別化された治療決定をサポートすることができることを示した。

Only half of patients with relapsed B-cell precursor (BCP) acute lymphoblastic leukemia (ALL) currently survive with standard treatment protocols. Predicting individual patient responses to defined drugs prior to application would help therapy stratification and could improve survival With the purpose to aid personalized targeted treatment approaches, we developed a human-zebrafish xenograft (ALL-ZeFiX) assay to predict drug response in a patient in 5 days. Leukemia blast cells were pericardially engrafted into transiently immunosuppressed Danio rerio embryos, and engrafted embryos treated for the test case, venetoclax, before single-cell dissolution for quantitative whole blast cell analysis. Bone marrow blasts from patients with newly diagnosed or relapsed BCP-ALL were successfully expanded in 60% of transplants in immunosuppressed zebrafish embryos. The response of BCP-ALL cell lines to venetoclax in ALL-ZeFiX assays mirrored responses in 2D cultures. Venetoclax produced varied responses in patient-derived BCP-ALL grafts, including two results mirroring treatment responses in two refractory BCP-ALL patients treated with venetoclax. Here we demonstrate proof-of-concept for our 5-day ALL-ZeFiX assay with primary patient blasts and the test case, venetoclax, which after expanded testing for further targeted drugs could support personalized treatment decisions within the clinical time window for decision-making.