قاعدة بيانات نماذج الفئران لسرطان الإنسان

لعب فأر المختبر دورًا محوريًا في دراسة الجينات المسببة للأمراض البشرية، بما في ذلك السرطان، لأكثر من 110 سنوات. ^{[ 1 ]} يتميز فأر المختبر بخصائص فسيولوجية وجينية مشابهة جدًا للبشر، مما يجعله نموذجًا قويًا لدراسة الخصائص الجينية للأمراض. ^{[ 2 ]}

قاعدة بيانات نماذج الفئران لسرطان الإنسان (MMHCdb) هي قاعدة بيانات إلكترونية شاملة وفريدة من نوعها، تضم نماذج فئران لسرطان الإنسان ، وتستضيفها مختبرات جاكسون بتمويل من المعهد الوطني للسرطان (NCI) . ^{[ 3 ]} تُعدّ MMHCdb جزءًا من اتحاد معلوماتية جينوم الفأر (MGI)، وقد أُطلقت لأول مرة عام 1998 تحت اسم قاعدة بيانات بيولوجيا أورام الفئران (MTB). ^{[ 4 ]} تحتوي MMHCdb على معلومات جينية وجينومية حول سلالات الفئران المتماثلة وراثيًا ، ونماذج الفئران المُعدّلة وراثيًا (GEMMs) ، ونماذج زرع الأورام السرطانية المشتقة من المرضى (PDX) . تُجمع البيانات في MMHCdb بعناية فائقة من منشورات علمية مُحكّمة، أو تُستقى مباشرةً من باحثين أفراد ومبادرات بحثية واسعة النطاق. ^{[ 5 ]} شاركت MMHCdb، بالتعاون مع EMBL-EBI ، في تطوير مورد PDCM Finder الذي يُعدّ فهرسًا عالميًا لنماذج PDX. ^{[ 6 ]}

تُعدّ سلالات الفئران المتماثلة وراثيًا نتاجًا لما لا يقل عن 20 جيلًا من التزاوج المتتالي بين الأشقاء، مما يُنتج مجموعةً ذات تنوع وراثي ضئيل. تُمكّن هذه السلالات الباحثين من دراسة دور الوراثة في قابلية الإصابة بالسرطان والاستجابة للعلاج. طُوّرت أول سلالة متماثلة وراثيًا، وهي DBA (أغوتي بني مخفف)، عام 1909. ^{[ 7 ]} ومن أوائل الإشارات إلى استخدام الفئران المتماثلة وراثيًا في دراسة السرطان، ملاحظة قابلية عائلة A من الفئران المتماثلة وراثيًا للإصابة بأورام الرئة التلقائية. ^{[ 8 ]} يوفر MMHCdb ملخصات بيانية تفاعلية لأنواع السرطان المميزة التي لوحظت في أكثر من 700 سلالة مختلفة من الفئران المتماثلة وراثيًا. يُظهر الشكل 1 إحدى هذه الأدوات، وهي شبكة تردد الأورام، التي تعرض تردد أنواع مختلفة من الأورام عبر سلالات متماثلة وراثيًا مختلفة.

أحدثت تقنيات البيولوجيا الجزيئية وتعديل الجينوم ثورةً في استخدام الفئران في أبحاث السرطان، إذ مكّنت الباحثين من تطوير نماذج حيوانية تحمل طفرات محددة أو تُعبّر عن جينات بشرية ( حيوانات مُعدّلة وراثيًا ). يؤثر التركيب الجيني للحيوانات المُعدّلة وراثيًا على الأنماط الظاهرية المُلاحظة ، ويجب أخذه في الاعتبار عند تطوير نماذج الفئران لسرطان الإنسان، وعند تفسير البيانات الناتجة عن هذه النماذج. على سبيل المثال، تُظهر الفئران المُعدّلة وراثيًا ذات الخلفية الوراثية المختلطة C57BL/6J وSJL، والتي تُعبّر عن جين HRAS البشري ، معدل إصابة بسرطان الغدد الثديية يتراوح بين 45 و50%، بينما يؤدي التعبير عن نفس الجين المُعدّل في فئران FVB/N إلى إصابة جميع الحيوانات بسرطان الغدد الثديية. ^{[ 9 ]} يوفر MMHCdb أدوات بحث وعروضًا توضح معدلات الإصابة بالأورام الناتجة عن تعديلات جينية مماثلة على خلفيات جينية مختلفة. يوضح الشكل 2 نتائج البحث عن سرطان غدي رئوي مع صور الأنسجة المرضية باستخدام صفحة البحث المتقدم، وروابط لنتائج هذا البحث.

يُنتج نموذج الزرع الخيفي المشتق من المريض (PDX) عن طريق زرع نسيج ورم بشري في سلالة فئران مضيفة تعاني من نقص المناعة أو مُهندسة وراثيًا لتُحاكي الخلايا البشرية . تُعدّ نماذج PDX نظامًا نموذجيًا قويًا قبل السريري لتقييم فعالية علاج السرطان. ^{[ 10 ]} معظم نماذج PDX في قاعدة بيانات MMHCdb مأخوذة من عمليات زرع خيفي في سلالة الفئران المضيفة NSG التي تعاني من نقص المناعة (المعروفة أيضًا باسم NOD scid gamma؛ NOD.Cg-Prkdc<scid> Il2rg<tm1>Wjl/SzJ) والتي طُوّرت في مختبر جاكسون. ^{[ 11 ]} تُمكّن قاعدة بيانات MMHCdb الباحثين من البحث عن نماذج PDX باستخدام معايير مثل موقع السرطان، والتشخيص، والخصائص الجينومية للورم البشري المزروع، واستجابة النموذج للعلاج. يوضح الشكل 3 نتائج البحث عن نماذج PDX التي تحتوي أورامها المزروعة على تضخيم KRAS، وطفرة TP53 A159V، وحذف جين ALB، وتعبير KIT عالي.

قام كل من MMHCdb و EMBL-EBI بتطوير PDCM Finder بشكل مشترك، وهو عبارة عن فهرس قابل للبحث لنماذج PDX المتاحة من المستودعات حول العالم.

تحتوي قاعدة بيانات MMHCdb على كمية كبيرة من البيانات المتنوعة والمفصلة للغاية، وتضيف باستمرار بيانات وأنواع بيانات جديدة. يحتوي هذا القسم على ملخص للمحتوى الموجود في قاعدة بيانات MMHCdb اعتبارًا من فبراير 2020؛

• مختبر جاكسون
• معلوماتية جينوم الفأر
• المعهد الوطني للسرطان
• الجمعية الأمريكية لأبحاث السرطان
• قناة يوتيوب لقاعدة بيانات نماذج الفئران لسرطان الإنسان

• MMHCdb
• إم جي آي
• مختبر جاكسون
• أداة البحث عن PDCM
• تسمية سلالات الفئران