Oncolytic virüs klinik öncesi Değerlendirme Çalışmaları Pamuk Rat Taşıma
Summary
Cotton rats are extremely excitable and have a strong flight-or-fight response. A handling method optimized to reduce the stress of the animals is described which will make cotton rats more accessible as a preclinical model.
Abstract
Oncolytic viruses are a novel anticancer therapy with the ability to target tumor cells, while leaving healthy cells intact. For this strategy to be successful, recent studies have shown that involvement of the host immune system is essential. Therefore, oncolytic virotherapy should be evaluated within the context of an immunocompetent model. Furthermore, the study of antitumor therapies in tolerized animal models may better recapitulate results seen in clinical trials. Cotton rats, commonly used to study respiratory viruses, are an attractive model to study oncolytic virotherapy as syngeneic models of mammary carcinoma and osteosarcoma are well established. However, there is a lack of published information on the proper handling procedure for these highly excitable rodents. The handling and capture approach outlined minimizes animal stress to facilitate experimentation. This technique hinges upon the ability of the researcher to keep calm during handling and perform procedures in a timely fashion. Finally, we describe how to prepare cotton rat mammary tumor cells for consistent subcutaneous tumor formation, and how to perform intratumoral and intraperitoneal injections. These methods can be applied to a wide range of studies furthering the development of the cotton rat as a relevant pre-clinical model to study antitumor therapy.
Introduction
Onkolitik virüsler (OV) seçici olarak normal ve tümörlü hücrelerde 1,2 arasındaki biyokimyasal farklılıklar yararlanılarak tümör hücreleri içinde replike. Doğal olarak meydana gelen doğal tipte virüs ifade seçici oncolysis elde etmek için bir mutasyon gerekmez olanlar, seçici oncolysis elde etmek için tasarlanmış olmalıdır ki bu: Ovs iki türü vardır. Belirli bir tümör türü içinde mutasyonların koleksiyonu OV 2 normal hücreler üzerinde selektif büyüme avantajı doğasını belirler. kullanılarak Ovs güvenlik ve faydaları, klinik çalışmalarda 3-7'de gösterilmiştir. Onkolitik viroterapi alanında ilerlemelere rağmen iyi modeller Ovs antitümör etkinliğini değerlendirmek için gerekli olduğunu düşündüren, klinik öncesi ve klinik sonuçlar arasındaki boşlukları söz konusudur.
Sığır herpes virüs tip 1 (BHV-1) Herpesviridae ailesinin üyesi ve Alphaherpesviridae alt familyası olduğunu. BHV-1 başlatılmaktadırates kötü bir soğuk 8,9 benzeyen belirtiler geniş bir yelpazede tezahür, sığırlarda solunum hastalığı kompleksi bovin. BHV-1 gibi, heparan sülfat ve adiponektin-1, 10, HSV-1 tarafından kullanılan bağlanma ve giriş reseptörleri bağlar. Bununla birlikte, adiponektin-2 10 yerine CD155 bağlanır. BHV-1 verimli girerek, normal ve transforme hücreler sıçangil 3,4,10 çoğaltma başlatmak için mümkün olduğu şekilde çok dar bir konakçı yelpazesine sahiptir. Bu geleneksel fare modelleri kullanımı sorunlu hale getirir. BHV-1 onkolitik kapasite in vitro 11,12 gösterilmiştir. BHV-1 göğüs kanseri hücreleri ve meme kanseri başlatan hücrelerin 11,12 dahil olmak üzere histolojik kaynaklı çeşitli insan tümör hücreleri içinde replikasyonunu başlatır ve öldürmek için gösterilmiştir. Bununla birlikte, BHV-1 ve anti-tümör kapasitesi İmmün kapsamında, in vivo olarak değerlendirilmesi gerekir.
İnsan Adenovirüs (Ad), hangi57 tanımlanan serotipi en yaygın insanlarda solunum hastalığa neden vardır. Onkolitik Ad vektorlerı çeşitli klinik denemeler 13-15 ilerlemesini ile anti-tümör etkinliği için değerlendirilmiştir. Umut verici klinik öncesi verilere rağmen, klinik sonuçlar beklentilerini kısa düştü. Virüsün 16,17 bağışıklık tepkilerinin zayıflatılmış sergileyen, ancak insan tümör ksenograft modelleri, tipik olarak, Reklam vektörlerin antitümör etkinliğini incelemek için kullanılır. Ayrıca, singeneik fare modelleri, Reklam enfeksiyona olmayan toleranslılar 17,18 pratik bu modelleri kullanarak konak bağışıklık tepkilerinin değerlendirme yapılırken.
konukçu bağışıklık sisteminin Ovs tümör hücre ölümünü 19 ortaya olan en etkili bir mekanizma olarak tanımlanmıştır. Ile tolerize edilmiş ve tolerize edilmiş olmayan tümörle birleşmiş antijeni arasında antitümör tepkiler (TAD) modelleri farklıdır ve büyük ölçüde OV tedavinin başarısını etkiler. HSV-1 OV KM100 (ICP0 n21220) 20,21 1814 VP16 bir murin Polyoma Orta T antijeni meme kanseri modelinde 22 tümör taşıyan farelerin% 80 tümör regresyonu ortaya çıkardı. Bununla birlikte, HER-2 / neu modellerinde KM100 antitümör etkinliği, transgenik farelerde sinjeneik farelerde% 20 tam bir gerileme ve tümör staz arasında değişmiştir, fareler HER2 tolerans kazandırma. Birlikte bu veriler tamamen iyi tamamen tedavi başarısını belirlemek özellikleri anlamak için insan bağışıklık manzara özetlemek hayvan modelleri kullanılarak Ovs değerlendirilmesinin önemini vurgulamak.
(5 gözden gibi), Kuzey ve Güney Amerika yerli pamuk sıçan (Sigmodon hispidus), en sık RSV enfeksiyonuyla bir model olarak kullanılmaktadır. Bunlar 6,23 kompleks sığır solunum hastalığı ile bağlantılı patoloji özetlemek olarak pamuk fareleri aynı zamanda anti-BHV-1 aşı araştırmalarında kullanılmıştır. Pamuk sıçan Ayrıca, BHV-1 enfeksiyonuimmünojenik olan sürekli mukozal hem de sistemik bağışıklık tepkilerini 6,23-25 uyarılması. Hücre hatları, spontan fibrosarkom ve meme bezi (fazla tercih) ve kemik (TÇHK ve VCRT) sırasıyla 26 ve osteosarkom elde edilmiştir. Pamuk fareler Reklam enfeksiyona yatkın olarak onkolitik Reklam vektörleri in vivo etkinliğini değerlendirmek ve insanlarda 27-29 benzer bir patoloji gösteren için kullanılmıştır. OVS öncesi klinik değerlendirme için immün sistemi baskılanmış modellerin kullanımı sadece tedaviye klinik yanıtlar daha az göstergesidir ancak onkolitik viroterapi 30,31 dikkate bağışıklık sisteminin rol almak için başarısız. Bu nedenle, singenik ve meme kanseri ve osteosarkom tümör-Tolerize pamuk sıçan modelleri, geleneksel kemirgen modelleri kullanılarak okudu olamaz gibi BHV-1 gibi OVS ve Ad öncesi klinik etkinliğini değerlendirmek için ilgili modellerdir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cotton rats are highly excitable and have a strong flight response. Therefore, special care should be taken to minimize any undue stress on the animal. The cage setup described will allow for safe and easy capture of the animals, with the placement of the enrichment tube being of the utmost importance. When setting up cages, ensure that the enrichment tubes meet the size and shape requirements, and are placed in proper orientation in the cage. It is also important to ensure that any technicians who might be aiding in ani…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Breanne Cuddington holds a fellowship from the Canadian Breast Cancer Foundation. This work was sponsored by operating grants from the Cancer Research Society and the Canadian Cancer Society Research Institute (formerly the Canadian Breast Cancer Research Alliance). We thank Ann Tollefson (Saint Louis University School of Medicine) for LCRT cells and Dr. Kathleen Delaney and Marion Corrick for technical assistance with cotton rat housing and sedation.
Materials
| Name of Material/Equipment | Company | Catalog # | Comments/Description |
| Dulbecco’s modified Eagle’s medium | Gibco | 11965-092 | May use any brand |
| 1X Phosphate Buffered Saline | Can prepare in lab, filter to sterilize | ||
| 200 mM L-glutamine | Gibco | 25030164 | May use any brand |
| 100x Antibiotic-Antimycotic | Gibco | 15240-062 | May use any brand |
| Fetal bovine serum | Quality Biological Inc. | 110-001-101HI | May use any brand |
| T-150cm2 tissue culture flask | Fisher Scientific | 14-826-80 | May use any brand |
| 1X TypLE Express | Life Technologies | 12604-013 | |
| 12-well cell culture plate, flat bottom | Fisher Scientific | 08-772-29 | May use any brand, must be tissue culture treated |
| alamarBlue | Life Technologies | DAL1025 | May use an alternative reagent for determination of cell viability |
| 8640 Teklad 22/5 Rodent diet | Harlan | 8640 | |
| 1/8” corncob rodent bedding | Harlan | 7092 | |
| Nestlets | Ancare | – | Made of pulped virgin cotton fiber, dust-free and autoclavable |
| 50 mL Conical tubes | Fisher Scientific | 14-432-22 | May use any brand, must be sterile |
| Isoflurane USP, 99.9 %, inhalation anesthetic | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | M60302 | |
| 70% Ethanol | Can prepare in lab | ||
| 10 % Neutral Buffered Formalin | Sigma-Aldrich | HT501128 | May use any brand |
| Name of Material/Equipment | Company | Catalog # | Comments/Description |
| NAPCO NapFlow 1200 Class II A/B3 Biosafety Microbiological Safety Cabinet (cell culture hood) | NAPCO | Model used not currently available | May use any brand |
| Thermo Fisher Scientific Precision Heated Water Bath | Fisher Scientific | Model used not currently available | May use any brand |
| Reichert Bright-line Hemacytometer | Sigma-Aldrich | Z359629 | May use any brand |
| Typhoon Trio BioAnalyzer | GE Healthcare Life Sciences | Model used not currently available | May use any fluorescence plate reader |
| Tecan Safire2 Multi-detection Microplate Reader | Tecan | Model used not currently available | May use any fluorescence plate reader |
| Allegra 6R benchtop centrifuge | Beckman Coulter | 366816 | May use any brand |
| Table Top Anaesthesia machine | VetEquip | Model used not currently available | May use any brand, must be portable |
| Wahl Peanut Mini Clippers | Wahl | May use any brand of small clippers | |
| Insulin syringes 29 G x 1/2', 0.3 mL | BD | 329464 | May use any brand. Insulin syringes are recommended as they make injections easier through the rat’s tough skin. |
| Cotton swabs | MedPro | 018-425 | May use any brand |
| Sharp-Pointed Dissecting Scissors | Fisher Scientific | 8940 | May use any brand |
| Dissecting Tissue Forceps | Fisher Scientific | 13-812-41 | May use any brand |
Referenzen
- Cervantes-Garcia, D., Ortiz-Lopez, R., Mayek-Perez, N., Rojas-Martinez, A. Oncolytic virotherapy. Ann Hepatol. 7 (1), 34-45 (2008).
- Vaha-Koskela, M. J., Heikkila, J. E., Hinkkanen, A. E. Oncolytic viruses in cancer therapy. Cancer Lett. 254 (2), 178-216 (2007).
- Abril, C., et al. Both viral and host factors contribute to neurovirulence of bovine herpesviruses 1 and 5 in interferon receptor-deficient mice. J Virol. 78 (7), 3644-3653 (2004).
- Nakamichi, K., Matsumoto, Y., Otsuka, H. Defective infection of bovine herpesvirus 1 in non-permissive murine cells. J Vet Med Sci. 63 (10), 1139-1142 (2001).
- Boukhvalova, M. S., Blanco, J. C. The cotton rat sigmodon hispidus model of respiratory syncytial virus infection. Curr Top Microbiol Immunol. 372, 347-358 (2013).
- Papp, Z., Babiuk, L. A., Baca-Estrada, M. E. Induction of immunity in the respiratory tract and protection from bovine herpesvirus type 1 infection by different routes of immunization with recombinant adenovirus. Viral Immunol. 11 (2), 79-91 (1998).
- Hughes, T. C. R., Lilley, C. E., Ponce, R., Kaufman, H. L. Critical analysis of an oncolytic herpesvirus encoding granulocyte-macrophage colony stimulating factor for the treatment of malignant melanoma. Journal of Oncolytic Virotherapy. 3, 11-20 (2014).
- Jones, C., Chowdhury, S. A review of the biology of bovine herpesvirus type 1 (BHV-1), its role as a cofactor in the bovine respiratory disease complex and development of improved vaccines. Anim Health Res Rev. 8 (2), 187-205 (2007).
- Jones, C., Chowdhury, S. Bovine herpesvirus type 1 (BHV-1) is an important cofactor in the bovine respiratory disease complex. Vet Clin North Am Food Anim Pract. 26 (2), 303-321 (2010).
- Hushur, O., Takashima, Y., Matsumoto, Y., Otsuka, H. Restriction of bovine herpesvirus 1 (BHV-1) growth in non-permissive cells beyond the expression of immediate early genes. J Vet Med Sci. 66 (4), 453-455 (2004).
- Cuddington, B. P., Dyer, A. L., Workenhe, S. T., Mossman, K. L. Oncolytic bovine herpesvirus type 1 infects and kills breast tumor cells and breast cancer-initiating cells irrespective of tumor subtype. Cancer Gene Ther. 20 (5), 282-289 (2013).
- Cuddington, B. P., Mossman, K. L. Permissiveness of Human Cancer Cells to Oncolytic Bovine Herpesvirus 1 Is Mediated in Part by KRAS Activity. J Virol. 88 (12), 6885-6895 (2014).
- Small, E. J., et al. A phase I trial of intravenous CG7870, a replication-selective, prostate-specific antigen-targeted oncolytic adenovirus, for the treatment of hormone-refractory, metastatic prostate cancer. Mol Ther. 14 (1), 107-117 (2006).
- Freytag, S. O., et al. Phase I study of replication-competent adenovirus-mediated double suicide gene therapy for the treatment of locally recurrent prostate cancer. Cancer Res. 62 (17), 4968-4976 (2002).
- Benjamin, R., Helman, L., Meyers, P., Reaman, G. A phase I/II dose escalation and activity study of intravenous injections of OCaP1 for subjects with refractory osteosarcoma metastatic to lung. Hum Gene Ther. 12 (12), 1591-1593 (2001).
- Prince, G. A. The Cotton Rat in Biomedical Research. Animal Welfare Information Center Newsletter. 5 (2), 3-5 (1994).
- Tsai, J. C., Garlinghouse, G., McDonnell, P. J., Trousdale, M. D. An experimental animal model of adenovirus-induced ocular disease. The cotton rat. Arch Ophthalmol. 110 (8), 1167-1170 (1992).
- Ginsberg, H. S., et al. A mouse model for investigating the molecular pathogenesis of adenovirus pneumonia. Proc Natl Acad Sci U S A. 88 (5), 1651-1655 (1991).
- Russell, S. J., Peng, K. W., Bell, J. C. Oncolytic virotherapy. Nat Biotechnol. 30 (7), 658-670 (2012).
- Mossman, K. L., Saffran, H. A., Smiley, J. R. Herpes simplex virus ICP0 mutants are hypersensitive to interferon. J Virol. 74 (4), 2052-2056 (2000).
- Mossman, K. L., Smiley, J. R. Herpes simplex virus ICP0 and ICP34.5 counteract distinct interferon-induced barriers to virus replication. J Virol. 76 (4), 1995-1998 (2002).
- Hummel, J. L., Safroneeva, E., Mossman, K. L. The role of ICP0-Null HSV-1 and interferon signaling defects in the effective treatment of breast adenocarcinoma. Mol Ther. 12 (6), 1101-1110 (2005).
- Papp, Z., Middleton, D. M., Mittal, S. K., Babiuk, L. A., Baca-Estrada, M. E. Mucosal immunization with recombinant adenoviruses: induction of immunity and protection of cotton rats against respiratory bovine herpesvirus type 1 infection. J Gen Virol. 78 (11), 2933-2943 (1997).
- Papp, Z., Babiuk, L. A., Baca-Estrada, M. E. The effect of pre-existing adenovirus-specific immunity on immune responses induced by recombinant adenovirus expressing glycoprotein D of bovine herpesvirus type 1. Vaccine. 17 (7-8), 933-943 (1999).
- Mittal, S. K., et al. Induction of systemic and mucosal immune responses in cotton rats immunized with human adenovirus type 5 recombinants expressing the full and truncated forms of bovine herpesvirus type 1 glycoprotein gD. Virology. 222 (2), 299-309 (1996).
- Steel, J. C., et al. Syngeneic Cotton Rat Cancer Model for Replicating Adenoviral Vectors. Molecular Therapy. 13 (1), 123 (2006).
- Toth, K., et al. Cotton rat tumor model for the evaluation of oncolytic adenoviruses. Hum Gene Ther. 16 (1), 139-146 (2005).
- Toth, K., Spencer, J. F., Wold, W. S. Immunocompetent, semi-permissive cotton rat tumor model for the evaluation of oncolytic adenoviruses. Methods Mol Med. 130, 157-168 (2007).
- Steel, J. C., et al. Immunocompetent syngeneic cotton rat tumor models for the assessment of replication-competent oncolytic adenovirus. Virology. 369 (1), 131-142 (2007).
- Workenhe, S. T., et al. Immunogenic HSV-mediated oncolysis shapes the antitumor immune response and contributes to therapeutic efficacy. Mol Ther. 22 (1), 123-131 (2014).
- Sobol, P. T., et al. Adaptive antiviral immunity is a determinant of the therapeutic success of oncolytic virotherapy. Mol Ther. 19 (2), 335-344 (2011).
- Prince, G. A. The Cotton Rat in Biomedical Research. Animal Welfare Information Center Newsletter. 5 (2), (1994).
