Inyección intracardíaca de células de cáncer de próstata humano para crear un modelo de ratón xenoinjerto de metástasis ósea
Summary
Aquí, presentamos un protocolo para la inyección intracardíaca de células de cáncer de próstata humano para generar un modelo de ratón con lesiones de metástasis óseas.
Abstract
Como la neoplasia maligna masculina más común, el cáncer de próstata (CP) ocupa el segundo lugar en mortalidad, principalmente debido a una tasa de metástasis ósea del 65% al 75%. Por lo tanto, es esencial comprender el proceso y los mecanismos relacionados con la metástasis ósea del cáncer de próstata para desarrollar nuevas terapias. Para ello, un modelo animal de metástasis ósea es una herramienta esencial. Aquí, informamos procedimientos detallados para generar un modelo de ratón con metástasis ósea a través de la inyección intracardíaca de células de cáncer de próstata. Un sistema de imágenes de bioluminiscencia puede determinar si las células de cáncer de próstata se han inyectado con precisión en el corazón y controlar la metástasis de las células cancerosas, ya que tiene grandes ventajas en el seguimiento del desarrollo de lesiones metastásicas. Este modelo replica el desarrollo natural de las células cancerosas diseminadas para formar micrometástasis en el hueso e imita el proceso patológico de la metástasis ósea del cáncer de próstata. Proporciona una herramienta eficaz para una mayor exploración de los mecanismos moleculares y los efectos terapéuticos in vivo de esta enfermedad.
Introduction
El cáncer de próstata es el cáncer más frecuente en hombres en 112 países y ocupa el segundo lugar en mortalidad en los países con mayor índice de desarrollo humano 1,2. La mayoría de las muertes en pacientes con cáncer de próstata son causadas por metástasis, y alrededor del 65%-75% de los casos desarrollarán metástasis óseas 3,4. Por lo tanto, se necesitan urgentemente la prevención y el tratamiento de las metástasis óseas del cáncer de próstata para mejorar el resultado clínico de los pacientes con cáncer de próstata. El modelo animal de metástasis ósea es una herramienta indispensable para explorar el proceso multietapa y los mecanismos moleculares implicados en cada estadio de la metástasis ósea del cáncer de próstata, identificando así dianas terapéuticas y desarrollando nuevas terapias5.
Los métodos más comunes para generar modelos animales experimentales de metástasis óseas de cáncer de próstata incluyen la inyección ortotópica, intradiáfisis (como intratibial) e intracardíaca de células de cáncer de próstata. El modelo de metástasis ósea con inyección ortotópica se genera inyectando directamente células de cáncer de próstata en la próstata de un ratón 6,7. Este modelo animal experimental tiene características clínicas muy similares a la metástasis ósea del cáncer de próstata. Sin embargo, la metástasis ocurre principalmente en el ganglio linfático axilar y el pulmón más que en el hueso 8,9. El modelo de inyección intratibial para el cáncer de próstata inyecta directamente células de cáncer de próstata en la tibia con una alta tasa de formación de tumores en el hueso (tibia)10,11; Sin embargo, la corteza ósea y la cavidad de la médula ósea se dañan fácilmente. Además, el método de inyección tibial no puede estimular el proceso patológico de la metástasis ósea del cáncer de próstata en el que las células cancerosas colonizan el hueso a través de la circulación. Para investigar la circulación, la extravasación vascular y la metástasis a distancia con una mayor tasa de metástasis ósea de las células cancerosas, se ha desarrollado una técnica de inyección intracardíaca mediante la inyección directa de células de cáncer de próstata en el ventrículo izquierdo del ratón 8,12,13. Esto lo convierte en un modelo animal valioso para la investigación de metástasis óseas8. El método de inyección intracardíaca muestra una tasa de metástasis ósea de alrededor del 75%9,14, mucho más alta que el método de inyección ortotópica. Por lo tanto, la inyección intracardíaca es un método ideal para generar un modelo animal con metástasis óseas de cáncer de próstata.
Este trabajo tiene como objetivo describir el proceso de establecimiento de un modelo de ratón de metástasis óseas de cáncer de próstata, permitiendo a los lectores visualizar el establecimiento del modelo. El trabajo actual proporciona procesos detallados, precauciones e imágenes ilustrativas para generar un modelo de xenoinjerto de metástasis ósea a través de la inyección intracardíaca de células de cáncer de próstata humano en ratones atímicos. Este método proporciona una herramienta eficaz para explorar más a fondo los mecanismos moleculares y los efectos terapéuticos in vivo de la metástasis ósea del cáncer de próstata.
Protocol
Representative Results
Discussion
La inyección intracardíaca de células de cáncer de próstata humano para generar metástasis óseas es un modelo de ratón ideal para explorar las funciones y mecanismos de la metástasis ósea del cáncer de próstata y evaluar la eficacia terapéutica. Los estudios han demostrado que el daño óseo probablemente ocurre en la tibia proximal y el fémur distal17, lo que puede deberse a su alta vascularización y actividad metabólica.
Dado que la metástasis ósea e…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo está respaldado por subvenciones del Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China (2018YFC1704300 y 2020YFE0201600), la Fundación Nacional de Ciencias de la Naturaleza (81973877 y 82174408), los proyectos de investigación dentro del presupuesto de la Universidad de Medicina Tradicional China de Shanghai (2021LK047) y el Centro de Innovación Colaborativa de Shanghai de Transformación Industrial de Preparación de MTC Hospitalaria.
Materials
| 1 mL syringes and needles | Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd | 20200411 | The cells were injected into the ventricles of mice |
| Anesthesia machine | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | R500IP | Equipment for anesthetizing mice |
| Automatic cell counter | Shanghai Simo Biological Technology Co., Ltd | IC1000 | For counting cells |
| BALB/c athymic mice | Shanghai SLAC Laboratory Animal Co, Ltd. | Male | 6-8 week old, male mice |
| Bioluminescence imaging system | Shanghai Baitai Technology Co., Ltd | Vieworks | For tracking the tumor growth and pulmonary metastasis if the injected cells are labeled by luciferase |
| Centrifuge tube (15 mL, 50 mL) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 430790, Corning | |
| EDTA solution | Wuhan Xavier Biotechnology Co., Ltd | G1105 | For decalcification of bone tissure |
| F-12 medium | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 21700075, GIBCO | Cell culture medium |
| Formalin solution | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | BL539A | For fixing the specimen of each mouse |
| Isoflurane | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | VETEASY | For anesthesia |
| Lipofectamine 2000 | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 11668027, Thermo fisher | Plasmid transfection reagent |
| PC-3 cell line | Cell Bank of Chinese Academy of Sciences | TCHu 158 | Prostate cancer cell line |
| Phosphate-buffered saline | Beyotime Biotechnology | ST447 | Wash the human osteosarcoma cells |
| Trypsin (0.25%) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 25200056, Gibco | For detaching the cells |
| Vector (pLV-luciferase) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | VL3613 | Plasmid for transfection |
| X-ray imaging system | Brook (Beijing) Technology Co., Ltd | FX PRO | For obtaining x-ray images to detect tumor growth |
| μCT80 | Shenzhen Fraun Technology Service Co., Ltd | Scanco Medical AG,Switzerland | For detection of bone destruction. The mico-CT is equipped with 3DCalc, cone reconstruction, and μCT Ray V3.4A model visualization software. |
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