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    CDX 모델: 더욱 효율적인 항암제 개발을 위한 필수 가이드

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    CDX 모델이란?

    종양학 연구에서 세포주 유래 이종이식(Cell Line-Derived Xenograft, CDX) 모델은 전임상 약물 평가에 가장 널리 활용되는 모델입니다. CDX 모델은 배양한 인간 종양 세포주를 B-NDG와 같이 기능적인 T 세포와 B 세포가 없는 면역결핍 마우스에 이식하여 구축합니다. 이러한 면역결핍 환경에서는 인간 종양이 거부 반응 없이 성장할 수 있으며, 종양의 진행 과정을 실시간으로 관찰할 수 있습니다. 생체 내(in vivo)에서 인간 종양의 성장을 재현하는 CDX 모델은 항암제 효능 평가, 종양 생물학 연구, 임상 가능성 예측에 매우 유용합니다.

    Workflow of the Cell Line-Derived Xenograft (CDX) Model

    세포주 유래 이종이식(CDX) 모델 구축 과정 (Witt and Tollefsbol 2023)

     

    CDX 모델은 어떻게 구축하나요?

    1. 실험동물 선정

      • 일반적으로 5-8주령의 면역결핍 마우스를 사용합니다.

      • 마우스의 성별은 대개 암종의 기원에 맞춰 선택합니다(예: 유방암 모델에는 암컷 마우스).

      • Biocytogen의 B-NDG 마우스는 중증 면역결핍 특성을 지니고 있어 CDX 연구에 특히 적합합니다.

    2. 세포주 선정

      • 선택된 인간 종양 세포주는 해당 마우스 계통에서 안정적으로 종양을 형성해야 합니다.

      • 대표적인 세포주는 A549(폐암), MDA-MB-231(삼중음성 유방암), HCT116(대장암), PC3(전립선암), SKOV3(난소암), HepG2(간암), U87(교모세포종), Raji(림프종) 등이 있습니다.

    3. 접종 방법

      • 피하 접종(측정이 쉬워 가장 일반적으로 사용): 방법이 간단하고 모니터링이 쉬우며 중양이 균일하게 성장

      • 동소 이식 (종양의 기원 장기에 이식): 종양 본래의 미세환경에서 종양을 재현

      • 정맥 접종(전이 모델의 경우 주로 꼬리 정맥 또는 좌심실을 통해 주입): 전신성 또는 전이 연구에 활용

    4. 종양 성장 타임라인

      • 피하 종양은 일반적으로 1-2주 내에 50-100 mm³에 도달하며, 보통 이 시점부터 약물 시험을 시작합니다.

      • 종양 부피는 주 2-3회 측정합니다.

     

    Biocytogen의 CDX 모델 라이브러리

    Biocytogen은 대장암, 폐암, 유방암, 췌장암 등 주요 암종을 아우르는 200개 이상의 검증된 CDX 모델을 제공합니다. 각 모델에는 상세한 종양 성장 곡선 데이터가 갖춰져 있어 정밀한 연구 계획을 수립할 수 있습니다. 이러한 포괄적인 자료는 연구 개시를 앞당기고, 일관된 모델 성능과 높은 재현성을 보장합니다.

    Biocytogen's CDX Model Library

    Biocytogen offers a portfolio of over 200 fully validated CDX models spanning major cancer types

     

    CDX 모델 활용 사례

     

    사례 1: Raji 림프종 CDX 모델에서의 CAR-T 치료제 평가

    네 가지 CAR-T 치료제는 B-NDG 마우스에서 우수한 내약성을 보였으며, 종양 성장을 현저히 억제했습니다.

    Efficacy and safety of CAR-T cell therapy in a Raji lymphoma CDX model using B-NDG mice

    Efficacy and safety of CAR-T cell therapy in a Raji lymphoma CDX model using B-NDG mice. (A) Bioluminescent imaging of Raji--Luciferase tumor signal over 25 days following treatment with four CAR-T cell therapies (CAR-T 1--4) or vehicle control. (B) Body weight changes across treatment and control groups. CAR-T therapies significantly suppressed tumor growth compared to control, with no notable impact on body weight, indicating strong anti-tumor efficacy and good tolerability in vivo.

    사례 2: HER2 타깃 ADC 연구

    HER2 고발현 종양에서는 뚜렷한 반응이 나타난 반면, 저발현 종양에서는 효과가 제한적이었습니다. 이는 바이오마커에 적합한 모델을 선택하는 것이 중요함을 보여줍니다.

    HER2-targeting ADC efficacy evaluation in CDX models with varying HER2 expression using B-NDG Mice. (A) Diagram of CDX model setup and ADC treatment strategy in B-NDG mice using A431, BT-474, and NCI-H1975 cells; (B) HER2 expression levels in cultured cell lines; (C) Efficacy of HER2-targeting ADCs in vivo. BT-474 and NCI-H1975 (high HER2) responded well to treatment, while A431 (low HER2) showed limited response. B-NDG mice provide a robust platform for preclinical evaluation of human ADC therapies. Mean ± SEM.

    사례 3: AMG-757 이중특이 T 세포 인게이지

    PBMC로 면역 재구성한 모델에서 AMG-757은 뚜렷한 부작용 없이 소세포폐암(SCLC)의 중앙 부담을 유의미하게 줄였습니다.

    AMG-757, a DLL3×CD3 bispecific T-cell engager, suppressed tumor growth in PBMC-reconstituted B-NDG MHC I/II DKO mice plus. Human PBMCs and human SCLC (SHP-77) cells were engrafted in B-NDG MHC I/II DKO mice plus. Mice received AMG-757 (1 mg/kg, i.p., QW×3) or PBS. (A) Study design; (B) Tumor volume; (C) Body weight. AMG-757 showed strong anti-tumor efficacy with good tolerability.

     

    사례 4: 지질 나노입자(LNP) 기반 mRNA 약물

    PBMC로 면역 재구성한 동소 간암 CDX 모델에서 양성 대조군인 LNP-mRNA 약물은 우수한 내약성을 보였으며, 종양 성장도 억제했습니다. 이를 통해 이 모델을 새로운 면역항암 therapies.
     
    Efficacy Evaluation of a Lipid Nanoparticle (LNP)--mRNA Drug in a PBMC-Reconstituted Orthotopic Liver CDX Model Using B-NDG Mice
     
    Efficacy evaluation of an orthotopic liver CDX model with immune reconstitution in B-NDG mice. Human PBMCs (5×10⁶, i.v.) were injected into B-NDG mice on Day -14, followed by orthotopic implantation of luciferase-tagged Hep 3B plus hepatocellular carcinoma cells (5×10⁵, in situ liver injection) on Day -10. Mice were randomized on Day 0 based on tumor signal and hCD45% engraftment, then treated with PBS (vehicle control) or a positive control (0.5 mg/kg, i.v., Q2D ×10). Bioluminescent imaging showed robust tumor growth in the PBS group, while the positive control significantly suppressed tumor progression. Body weight monitoring showed only minor changes over time, indicating good tolerability.
     
     

    Biocytogen의 동소 이식 및 전이 모델

    Orthotopic and Metastasis Models at Biocytogen
     

    다음 단계

    Biocytogen의 방대한 CDX 라이브러리와 첨단 마우스 모델 플랫폼, 그리고 검증된 종양학 전문성을 바탕으로 연구 구상 단계부터 임상까지 자신 있게 속도를 높일 수 있습니다. CDX 모델이 귀사의 종양학 프로그램을 어떻게 가속화할 수 있는지 알아보시겠습니까? 상세한 성장 곡선, 사례 데이터 및 협력 기회에 대해 문의해 주세요! 

     

    자주 묻는 질문(FAQ)

    1. 전임상 시험에서 CDX 모델을 선택하는 이유는 무엇인가요?

    • 신속한 결과: 종양이 일반적으로 1-2주 내에 빠르게 성장합니다.

    • 재현성: 표준화된 세포주는 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.

    • 비용 효율성: 고처리량 스크리닝 및 다중 치료군 비교에 적합합니다.

    • 예측 가능한 과학적 인사이트: 특성이 잘 규명된 세포주는 타깃 검증을 더욱 용이하게 합니다. 

     

    2. CDX 모델은 PDX 모델과 어떻게 다른가요?

    • CDX(세포주 유래 이종이식) 모델은 확립된 인간 암 세포주를 면역결핍 마우스에 이식하여 구축합니다. 이 모델은 구축이 빠르고 비용 효율적이며 재현성이 높아 초기 단계 약물 스크리닝에 적합합니다.

    • 반면 PDX(환자 유래 이종이식) 모델은 환자로부터 채취한 신선한 종양 조직을 사용하여 종양의 유전적 다양성과 미세환경을 보존합니다. 따라서 바이오마커 발굴 및 중개연구에서 임상 연관성이 더 높지만, 시간, 비용 및 기술적 복잡성이 더 많이 요구됩니다.

     

    3. Can CDX models be humanized for immuno-oncology studies?

    네, 가능합니다. 인간화 CDX 모델은 면역결핍 마우스에 PBMC나 CD34+ 세포 등을 활용해 인간 면역계를 재구성함으로써, 종양 모델링과 면역 체계 시뮬레이션을 결합한 모델입니다. 면역항암제 평가와 종양-면역 상호작용 연구에 매우 효과적입니다.

     

    참조:

    Witt, Brittany L., and Trygve O. Tollefsbol. "Molecular, cellular, and technical aspects of breast cancer cell lines as a foundational tool in cancer research." Life 13.12 (2023): 2311.