Intracarotídea inyección de las células del cáncer para Producción de ratón Modelos de metástasis cerebral
Summary
metástasis cerebral se ha convertido en una necesidad médica insatisfecha urgente, ya que su incidencia ha aumentado mientras que las opciones terapéuticas se han mantenido paliativos. La creación de modelos animales experimentales de metástasis en el cerebro a través de la inyección arterial intracarotídea de las células cancerosas facilita estudios sobre el mecanismo de la biología de la enfermedad y la evaluación de nuevos regímenes de intervención.
Abstract
La metástasis, la propagación y el crecimiento de las células malignas en los sitios secundarios dentro del cuerpo de un paciente, da cuenta de> 90% de la mortalidad relacionada con el cáncer. Recientemente, impresionantes avances en las terapias innovadoras han prolongado drásticamente la supervivencia y mejorar la calidad de vida de muchos pacientes con cáncer. Por desgracia, la incidencia de recidivas cerebrales metastásicos está aumentando rápidamente, y todas las terapias actuales no son más que paliativos. Por lo tanto, se necesitan urgentemente buenos modelos animales experimentales para facilitar los estudios a fondo de la biología de la enfermedad y para evaluar nuevos regímenes terapéuticos para la evaluación preclínica. Sin embargo, el estándar en el ensayo de metástasis in vivo a través de inyección en la vena caudal de las células cancerosas produce predominantemente lesiones metastásicas de pulmón; animales suelen sucumbir a la carga tumoral de pulmón antes de cualquier consecuencia significativa de la metástasis cerebral. inyección intracardiaca de las células tumorales produce lesiones metastásicas a múltiples sitios de órganos, incluido el cerebro; sin embargo, el variabilidad del crecimiento del tumor producido con este modelo es grande, humedeciendo su utilidad en la evaluación de la eficacia terapéutica. Para generar modelos animales fiables y coherentes para el estudio de la metástasis cerebral, aquí se describe un procedimiento para la producción de metástasis cerebral experimental en el ratón doméstico (Mus musculus) a través de la inyección intracarotídea de las células tumorales. Este enfoque permite producir gran número de ratones portadores de metástasis cerebrales con características de crecimiento y mortalidad similares, facilitando de este modo los esfuerzos de investigación para estudiar los mecanismos biológicos básicos y para evaluar nuevos agentes terapéuticos.
Introduction
La metástasis del cáncer en el sistema nervioso central (SNC) es una enfermedad devastadora, y puede implicar el parénquima cerebral o las leptomeninges ( "metástasis cerebral" se refiere tanto en este artículo). Es la neoplasia intracraneal predominante, superando en número a los gliomas primarios por> 10: 1 1, 2. El cáncer de pulmón, cáncer de mama y el melanoma son las tres principales enfermedades neoplásicas principales que producen una alta incidencia de metástasis cerebral 3, 4. En los últimos años, impresionantes avances en nuevas terapias contra el cáncer han prolongado drásticamente la supervivencia y mejorar la calidad de vida de muchos pacientes con cáncer. Sin embargo, tras la recurrencia, la incidencia de metástasis cerebral está aumentando rápidamente. Por ejemplo, el trastuzumab anticuerpo anti-HER2 (Herceptin) ha demostrado eficacia clínica significativa en pacientes con cáncer de mama HER2 +; sin embargo, una tendencia preocupante ha surgidoen estos pacientes: hasta 1/3 de aquellos cuya enfermedad sistémica extracraneal inicialmente beneficiado del tratamiento con trastuzumab más adelante desarrollar metástasis cerebral 5, 6, 7. Por desgracia, los pacientes con metástasis cerebrales son refractarios a casi todos los tratamientos actuales, por lo general experimentan un deterioro traumática de la calidad de vida y su supervivencia a un año después del diagnóstico es sólo aproximadamente el 20% 8. Las terapias actuales para la metástasis cerebral (incluyendo esteroides, la radioterapia craneal, y la resección quirúrgica en pacientes seleccionados) no son más que paliativos, no curativa 9. Por lo tanto, la metástasis cerebral se perfila como el próximo reto imponente en esta era de nuevas terapias contra el cáncer. Para hacer frente al reto pendiente pacientes se enfrentan todos los días en la clínica, es urgente comprender mejor el mecanismo subyacente de la metástasis cerebral y utilizar este conocimiento para desarrollar nuevas terapias.
<pclass = "jove_content"> colonización exitosa del cerebro por las células cancerosas metastásicas requiere el rendimiento de una serie de funciones mediadas por la intrincada interacción de múltiples jugadores biológicos, tales como la derivación de la barrera hematoencefálica (BBB) y escapar del cerebro de intrínseco mecanismos de defensa inmune 10, ninguno de los cuales se resume en una ex vivo o in vitro sistema. Por lo tanto, adecuada y fiel en modelos in vivo son cruciales para el estudio de la metástasis cerebral. A convencional ensayo de metástasis in vivo en las células del cáncer introduce a través de inyección en vena de cola, lo que lleva la mayoría de las células a quedar atrapados en el pulmón. Lesiones metastásicas del cerebro rara vez se producen en estos modelos animales antes de la muerte causada por la carga tumoral en los pulmones 11. inyección intracerebral directa de las células cancerosas produce excrecencia de tumores consistente en el SNC y se utiliza ampliamente en los estudios de gliomas primarios. Sin embargo, sinyección UCH compromete la acreditación y causa una lesión traumática en el sitio de la inyección, los dos puntos principales de preocupación en cuanto a la relevancia fisiológica de este modelo. Otra ruta introducción de células de cáncer de uso frecuente, la inyección intracardíaca, es fácil de administrar y no producir metástasis experimental para el SNC. Sin embargo, las metástasis concurrentes a sitios de órganos distintos del SNC siempre se producen y pueden causar mortalidad de los animales 11; Por lo tanto, el alto grado de variabilidad de este modelo hace que sea apropiado para la evaluación cuantitativa de los mecanismos biológicos o agentes terapéuticos con un número limitado de animales.Aquí se describen los procedimientos para producir metástasis cerebral experimental a través de la inyección de las células cancerosas en la arteria carótida común. Hemos utilizado este enfoque para diseccionar las contribuciones individuales de los genes a la cascada metastásica de metástasis cerebral y para evaluar la eficacia de la intervención terapéuticas 12, 13. Las principales ventajas de este enfoque son el alto grado de reproducibilidad y bajo grado de variabilidad; La principal desventaja es la sofisticación y la destreza necesaria para realizar la microcirugía.
Protocol
Representative Results
Discussion
Los pasos más críticos para la inyección arterial de la carótida con éxito de células de cáncer son: 1) la anestesia profunda de ratón en la preparación para la operación quirúrgica; 2) la colocación estable de la arteria carótida en la parte superior del soporte de algodón; 3) apretada la ligadura de la arteria carótida después de la inyección con éxito.
anestesia profunda de ~ 30 minutos suele ser necesario para un rendimiento constante quirúrgica bajo el microscopio de …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| Ketamine hydrochloride/xylazine hydrochloride solution | Sigma-Aldrich | K113 | |
| Routine Stereomicroscope Leica M50 | Leica | M50 | The microscope is modular and highly configurable to fit particular space requirements. |
| Surgical disposable scapel | Integra Miltex | 4-410 | to make skin incisions |
| Tissue Forceps – 1×2 Teeth | Fine Science Tools | 11021-12 | to bluntly dissect mucles |
| Dumont #5 – Mirror Finish Forceps | Fine Science Tools | 11252-23 | to separate and prepare the carotid artery for injection |
| Spring Scissors | Fine Science Tools | 15025-10 | to cut sutures |
| EZ Clip Kit | Stoelting | 59020 | for wound cloure |
| BD Insulin Syringe | Becton Dickinson | 328438 | for cell injection |
| IVIS Spectrum In Vivo Imaging System | PerkinElmer | 124262 |
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