Modello del polmone acellulare e cellulari per lo studio di metastasi del tumore
Summary
Qui, presentiamo un protocollo per un ex vivo del polmone cancro modello che imita le fasi della progressione del tumore e aiuta a isolare un tumore primario, fare circolare le cellule del tumore e le lesioni metastatiche.
Abstract
È difficile isolare le cellule del tumore in diversi punti della progressione del tumore. Abbiamo creato un ex vivo modello del polmone che può mostrare l’interazione delle cellule del tumore con una matrice naturale e continuo flusso di sostanze nutritive, così come un modello che mostra l’interazione delle cellule del tumore con componenti cellulari normali e una matrice naturale. Isolando un blocco cuore-polmoni del ratto e rimuovendo tutte le celle utilizzando il processo di decellularizzazione viene creato il modello di polmone acellulare ex vivo . Il bronco principale destro è legato al largo e le cellule del tumore sono collocate nella trachea di una siringa. Le cellule muovono e popolano il polmone di sinistra. Il polmone viene poi collocato in un bioreattore dove l’arteria polmonare riceve un flusso continuo di media in un circuito chiuso. Il tumore cresciuto il polmone di sinistra è il tumore primario. Le cellule del tumore che sono isolate nei mezzi circolanti sono in circolazione le cellule del tumore e le cellule del tumore nel polmone di destra sono lesioni metastatiche. Saltando il processo di decellularizzazione viene creato il modello di polmone cellulare ex vivo . Ogni modello consente di rispondere alle domande di ricerca differenti.
Introduction
Metastasi del cancro è il colpevole dietro la maggior parte delle morti legate al cancro e la sfida finale nel tentativo di combattere il cancro. L’obiettivo generale di questo metodo è quello di progettare un protocollo per una coltura quadridimensionale (4D) cellulare che ha una dimensione di flusso, oltre alla crescita di cellula tridimensionale (3D). Rappresenta le tre fasi del processo di metastasi [cioè, il tumore primario, fare circolare le cellule del tumore (CTCs) e le lesioni metastatiche].
Negli ultimi tre decenni, gli scienziati di tutto il mondo hanno reso un’ineguagliabile ricchezza di informazioni per comprendere i meccanismi alla base della progressione metastatica in diversi tipi di cancro che ha migliorato la prospettiva di una cura o la sopravvivenza libera da progressione. La gestione clinica di alcuni tumori, come il cancro al seno, è migliorato significativamente1; Tuttavia, alcuni tipi di cancro, come il cancro del polmone, hanno ancora una scarsa sopravvivenza2. Modelli animali in vitro e in vivo sono stati strumentali nel generare nuove visioni dei meccanismi che sottendono lo sviluppo della malattia. Negli ultimi anni, cella linea-derivato xenotrapianti (CDX) e paziente-derivato xenotrapianti (PDX) sono stati di maggiore interesse come conservano molte caratteristiche rilevanti del tumore umano primario3, come la cinetica di crescita, le caratteristiche istologiche, comportamentale caratteristiche e la risposta alla terapia. Tuttavia, ogni modello ha i suoi limiti per comprendere il meccanismo di formazione di CTC e la metastasi ad un organo distante4,5,6.
Recentemente, abbiamo sviluppato un modello di cancro del polmone 4D ex vivo utilizzando il concetto di organo reengineering e coltura cellulare basato su aspersione. Imita la crescita del cancro del polmone umano formando noduli del tumore perfusable che crescono nel tempo con un essere umano simile cancro-secernuto proteina produzione7. Rappresenta la firma di espressione genica che predice la sopravvivenza difficile in pazienti con cancro e Mostra una risposta terapeutica di regressione del tumore su cisplatino trattamento8,9. Il modello del polmone è stato ulteriormente modificato in modo che può formare le lesioni metastatiche. Il CTCs sviluppare da un tumore primario e intravasate nel sistema vascolare e importante nel polmone controlaterale per formare le lesioni metastatiche10. Studi di espressione genica suggeriscono un profilo di espressione distinta del tumore primario, il CTCs e le lesioni metastatiche e il upregulation del sottoinsieme dei geni richiesti per il fenotipo10. Questo processo metastatico si verifica a causa della presenza di condizioni biologiche visto in pazienti con cancro. Il vantaggio di questo modello è la presenza di una matrice naturale e architettura e una perfusione di nutrienti che porta alla formazione di noduli del tumore. Inoltre, fornisce anche l’opportunità di studiare gli effetti delle diverse componenti del microambiente tumorale o farmaci sulla progressione del tumore nel tempo. Questo modello può essere utilizzato per crescere una gamma di cellule tumorali (cancro al polmone, cancro al seno, sarcoma ecc.) in un set-up di laboratorio.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il polmone di 4D ex vivo fornisce un’opportunità per studiare la crescita del tumore e metastasi in un setup del laboratorio. Una matrice di polmone nativo è un sistema complesso che fornisce il supporto al tessuto normale e mantiene le interazioni cellula-cellula, interazioni cellula-matrice, differenziazione cellulare e organizzazione del tessuto. Fornisce l’opportunità di aggiungere qualsiasi componente del microambiente del tumore per studiare gli effetti sulla crescita del tumore e l’interazione con altr…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Min P. Kim ha ricevuto sovvenzioni dal secondo John W. Kirklin borsa di ricerca, associazione americana per Grant toracico chirurgia, Graham Foundation, Houston Methodist specialità medico gruppo di ricerca e Michael M. e Joann H. cono Research Award. Grazie Ann Saikin per la modifica della lingua del manoscritto.
Materials
| Sprague Dowley rat | Harlan | 206M | Male |
| Chlorhexidine swab | Prevantics, NY, USA | NDC 10819-1080-1 | |
| Heparin | Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA | NDC 25021-400-10 | |
| 18-gauge needle | McMaster Carr, USA | 75165A249 | |
| 2-0 silk tie | Ethicon, San Angelo, TX, USA | A305H | |
| Masterflex L/S pump | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07554-80 | |
| Masterflex L/S pump head | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07519-05 | |
| Masterflex L/S pump cartridge | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07519-70 | |
| Tygon Tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 14171211 | |
| MasterFlex Pump tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 06598-16 | |
| Female luer lock connectors | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-34 | 75165A249 |
| Male luer lock connectors | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45513-04 | |
| black nylon ring | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-45509-04 | |
| Intravenous set | CareFusion | 41134E | |
| Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | Fisher Scientific | CAS151-21-3 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100-1L | |
| Antibiotics | Gibco | 15240-062 | |
| Silicone oxygenator | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | ABW00011 | Saint-GoBain- |
| Wire mesh | 1164610105 | Lowes | New York Wire |
| Female luer Lug Style TEE | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-56 | |
| Male luer integral lock ring to 200series Barb | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45518-08 | |
| Female luer thread style coupler | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-22 | |
| Clave connector | ICU Medical | 11956 | |
| Hi-Flo ™4-way Stopcock w/swivel male luer lock | smith Medical | MX9341L | |
| MasterFlex Pump tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 06598-13 | for cannula |
References
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