2.1.1 c-Myc transgene modellen
het protooncogeen c-myc codeert een 62-kDa multifunctioneel, nucleair fosfoproteïne en bevindt zich op chromosoom 8q24.21 bij mensen. c-Myc functioneert als transcriptiefactor die uitdrukking van een aantal genen activeert die voor de vooruitgang van de celcyclus van G1 aan S fase worden vereist. Paradoxaal genoeg kan de uitdrukking c-Myc apoptotische celdood ook sterk bevorderen. c-Myc expressie neemt toe tijdens de zwangerschap-gerelateerde proliferatie in de normale borstklier. Het is echter afwezig in gedifferentieerde alveolaire cellen tijdens de lactatie, maar neemt opnieuw toe tijdens het normale apoptotische borstinvolutie proces (Liao & Dickson, 2000). In menselijke tumors, kan de deregulering van c-myc uitdrukking via veelvoudige mechanismen voorkomen. Het c-myc-gen wordt bij ongeveer 16% versterkt en herschikt bij ongeveer 5% van de borstkanker bij de mens, terwijl het c-Myc-eiwit bij 45-70% van de borstkanker bij de mens overexpressie vertoont (Blackshear, 2001; Deming, Nass, Dickson, & Trock, 2000; Spandidos, Field, Agnantis, Evan, & Moore, 1989). Amplificatie van c-myc correleert met slechte patiëntprognose (Deming et al., 2000).
activering van c-myc is betrokken als een kritieke stap in de ontwikkeling van mammacarcinoom bij zowel mensen als muizen. Het laboratorium Leder ontwikkelde MMTV-c-myc transgene muizen die c-myc specifiek uitdrukken in de borstklieren op hoge niveaus in vrouwelijke muizen, en in de speekselklieren van zowel mannen als vrouwen op lagere niveaus (Stewart et al., 1984). Deze muizen ontwikkelen borstadenocarcinomas in veelvoudige dieren met een 100% weerslag. Gezien de hormoonreactiviteit van de MMTV-promotor is het niet verwonderlijk dat de incidentie en latentie van de tumor afhankelijk zijn van het aantal zwangerschappen. Bij veelzijdige wijfjes ontwikkelen adenocarcinomen zich normaal op de leeftijd van 5 tot 6 maanden en komen overeen met de tweede of derde zwangerschap. Gemetastaseerde tumoren zijn zeldzaam, maar zijn waargenomen in de longen. Er worden geen tumoren waargenomen bij mannelijke muizen (Stewart et al., 1984).
transgene muizen die c-myc tot expressie brengen onder controle van de MUIZENPROMOTOR zijn ook gegenereerd door twee onafhankelijke groepen (Sandgren et al., 1995; Schoenenberger et al., 1988). De frequentie van tumoren in WAP-c-myc muizen was veel hoger dan die van hun mmtv-gedreven tegenhanger. De vrouwelijke muizen van WAP-c-myc beginnen borsttumoren binnen 2 maanden na initiatie van transgenuitdrukking (zwangerschap) te ontwikkelen. Ongeveer 80% van de vrouwen ontwikkelen voelbare tumoren na het ondergaan van twee rondes van de zwangerschap, en individuele muizen ontwikkelen vaak meerdere tumoren die een enkele of meerdere klieren (Schoenenberger et al., 1988). Maagdelijke muizen ontwikkelen geen tumoren (gecontroleerd tot 14 maanden). WAP-c-myc de muizen vormen borsttumoren die goed-gedifferentieerd zijn en constitutieve uitdrukking en afscheiding van β-caseïne en transgene myc verwerven.
hoewel deze studies het potentieel van c-myc om borsttumorigenese aan te drijven bevestigen, toonden verdere waarnemingen de noodzaak aan van bijkomende genetische gebeurtenissen bij de ontwikkeling van mmtv-c-myc en WAP-c-myc afgeleid mammacarcinoom. Bijvoorbeeld, ontstonden de tumors focally, hoewel de uitdrukking c-Myc door het normale borstepitheel van zowel MMTV-c-myc als WAP-c-myc vrouwelijke muizen tijdens het laatste deel van zwangerschap en door lactatie werd waargenomen. Bovendien, hoewel de willekeurige chromosomale integratie van c-myc in mmtv-c-myc muizen de uitdrukking van transgen in veelvoudige weefsels veroorzaakte, veroorzaakte c-myc slechts neoplasmata in borstweefsel. Bovendien, de lange latentie van tumoren en afhankelijkheid van zwangerschap suggereert dat c-myc zelf misschien niet voldoende voor de inductie van borsttumoren.
de observatie dat c-myc op zichzelf onvoldoende was om de tumorigenese in de gehele borstklieren te stimuleren, gaf vervolgstudies met gebruik van dubbel transgene (of bitransgene) muismodellen. Dubbele transgene muizen dragen zowel de c-myc en een ander gen, zoals v-Ha-ras (Sinn et al., 1987), TGF-α (transforming growth factor α) (Amundadottir, Johnson, Merlino, Smith, & Dickson, 1995), bcl-2, of neu, ontwikkelen borsttumoren met hogere frequenties en met kortere latentie. MMTV-c-myc/MMTV-v-Ha-ras en MMTV-c-myc/MT-TGFA dubbele transgene muizen hielpen ophelderen dat c-myc met v-Ha-ras en TGFa kon synergiseren om tumorlatentie te verminderen en de vereiste voor zwangerschap voor tumorinitiatie te elimineren. In het bijzonder, ontwikkelen de dubbele transgene mmtv-c-myc/MT-TGFA muizen geen normaal borstweefsel, en borstweefsel van 3 weken oude muizen kunnen tumoren vormen wanneer ze in athymische muizen worden getransplanteerd. Dit geeft aan dat c-myc en TGFa synergetisch kunnen werken bij het transformeren van borstepitheel, waardoor weinig of geen extra genetische veranderingen nodig zijn (Amundadottir et al., 1995; Amundadottir, Nass, Berchem, Johnson, & Dickson, 1996).
het laboratorium van Chodosh ontwikkelde een transgeen muismodel dat een temporele controle van borstspecifieke expressie van c-myc mogelijk maakte na behandeling met tetracyclinederivaten (Boxer, Jang, Sintasath, & Chodosh, 2004). In dit model, drijft de mmtv promotor expressie van omgekeerde tetracycline-afhankelijke transcriptional activator, rtTA, en in aanwezigheid van doxycycline, induceert expressie van c-myc gefuseerd aan een tetracycline-afhankelijke promotor (MMTV-rtTA/TetO-MYC transgene muizen). Chronische inductie van c-myc in deze transgene muizen resulteert in Solitaire borstadenocarcinomen na ongeveer 22 weken. Dit model is van belang aangezien het voor de beoordeling van tumorafhankelijkheid op voortgezette uitdrukking c-myc toestaat zodra de tumor, of “oncogene afhankelijkheid heeft gevormd.”Zodra borsttumoren werden waargenomen, werden de muizen van doxycycline genomen om te beoordelen of de tumoren zouden achteruitgaan. Interessant is dat slechts ongeveer de helft van de tumoren regressie na remming van c-myc expressie door verwijdering van doxycycline. Aldus, leidde de inactivatie van c-myc niet tot een omkering van tumors en de tumors konden in afwezigheid van c-myc overexpressie groeien. Onder de tumors die na c-myc inactivering niet regresseerden, hervatten bijna alle tumors de groei zelfs in afwezigheid van c-myc uitdrukking. Dit stelt voor dat de meerderheid van primaire borsttumoren die van c-myc activering voortkwam reeds de capaciteit verwierf om in afwezigheid van c-myc overexpressie te groeien. Onder de tumoren die had regressed op afwezigheid van c-myc, een meerderheid van de tumoren spontaan terug op de eerste plaats binnen 1 jaar na doxycycline terugtrekking. Borsttumoren werden gevonden om toe te schrijven aan de aanwezigheid van overblijvende neoplastische cellen terug te keren die in de borstklieren van bijna alle dieren met volledig regressed tumors volhardden. Reactivering van c-myc in de resterende neoplastische cellen resulteerde in een snelle hergroei van tumoren. Bovendien, resulteerden de opeenvolgende cycli van c-myc uitdrukking in vooruitgang van bijna alle tumors aan een doxycycline-onafhankelijke staat.