במבחנה מערכת לחקר תרדמת גידול ואת החלף ל גידול גרורתי
Summary
שונה 3-D במבחנה מערכת מוצג אשר מאפיינים הצמיחה של מספר שורות תאים סרטניים קרום במרתף מחדש לתאם עם התנהגות רדום או שגשוג של תאים סרטניים באתר משנית גרורתי<em> In vivo</em>.
Abstract
הישנות של סרטן השד לעיתים קרובות בעקבות תקופה סמויה ארוכה שבה אין סימנים של סרטן, גרורות לא נראות לעין קלינית עד שנים רבות לאחר הסרת הגידול הראשוני כטיפול משלים. הסבר סביר לתופעה זו הוא כי תאים סרטניים יש seeded אתרים גרורתי, עמידים לטיפולים קונבנציונליים, ולהישאר רדום במשך תקופות זמן ארוכות 1-4.
קיומם של תאים סרטניים רדומים באתרים משני תוארה בעבר תאים בודד שקט שלא מתרבים ולא לעבור אפופטוזיס 5-7. יתר על כן, תאים אלה בודד הוכח להפיץ מן הגידול הראשוני בשלב מוקדם של 8-10 התקדמות המחלה ואת מתגוררים צמיחה נעצר במח העצם של החולים, הדם ואת בלוטות הלימפה 1,4,11. לכן, הבנת המנגנונים המווסתים תרדמת או לעבור למדינה שגשוג קריטית על גילוי מטרות הרומן התערבויות למניעת הישנות המחלה. עם זאת, התרת מנגנוני ויסות לעבור תרדמת הגידול בצמיחה גרורתי כבר הקשו על ידי היעדר מערכות מודל זמין.
in vivo לשעבר מערכות vivo במודל כדי לחקור התפתחות גרורות של תאים סרטניים תוארו בעבר 1,12-14. אולם מערכות אלה מודל לא סיפקו בזמן אמת ובאופן גבוהה התפוקה תובנות מכניסטית לתוך מה מעורר את הופעתה של תאים סרטניים בודדים רדומים להתרבות כמו מחלה גרורתית. פיתחנו לאחרונה 3D במערכת במבחנה למודל במאפייני vivo צמיחה של תאים התנהגות רדום או גרורתי (D2.OR, MCF7, K7M2-AS.46) או שגשוג (D2A1, מד"א-MB-231, K7M2) in vivo. אנחנו הראו כי תאים סרטניים כי התערוכה תרדמת in vivo באתר גרורתי להישאר שקט כאשר בתרבית תמצית 3-ממד (3D) במרתף קרום (BME), ואילו התאים גרורתי מאוד in vivo ברצון להתרבות בתרבות 3D אחרי המשתנה, אבל קצר יחסית תקופות של קפאון. חשוב לציין כי על ידי שימוש במערכת מודל 3D במבחנה הראינו לראשונה כי בהרכב ECM ממלא תפקיד חשוב בוויסות אם תאים סרטניים רדומים יעבור למצב שגשוג ו אישרו זאת במחקרים vivo 15-17. לפיכך, מערכת מודל שתוארו בדו"ח זה מספק שיטה חוץ גופית כדי תרדמת הגידול מודל ולחקור את המעבר לצמיחה שגשוג המושרה על ידי microenvironment.
Protocol
Discussion
המנגנונים ששומרים המופץ תאים סרטניים במצב רדום או תוצאה במעבר שלהם לצמיחה גרורתי אינם ידועים ברובם. תופעה זו כבר קשה מאוד ללמוד בחולים אנושיים 4,12 ו במודלים פרה כמה פותחו כדי לטפל בבעיה זו. עם זאת, כמה in vivo לשעבר vivo מערכות מודל תרדמת הגידול היה מאופיין (הנסקר…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה מומן בחלקו על ידי תוכנית המחקר עירונית של המוסד הלאומי לסרטן.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
|---|---|---|---|
| DMEM high glucose | Invitrogen | 11965-118 | |
| DMEM low glucose | Invitrogen | 11885-092 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | Invitrogen | 10091-148 | |
| Growth factor-reduced 3-D Cultrex Basement Membrane Extract | Trevigen Inc. | Protein concentration between 14-15mg/ml | |
| D2.0R and D2A1 cell lines | 5,19 | ||
| K7M2 and K7M2AS1.46 cells | 20 | ||
| MCF-7 and MDA-MB-231 breast cancer cells | ATCC | ||
| An 8 chamber glass slide system | (Lab -TEK, Thermo scientific) | 177402 | |
| Cell Titer 96 AQueous One Solution cell proliferation assay kit | Promega | G3580 | |
| VECTASHIELD mounting medium with DAPI | Vector Laboratories Inc. | H-1200 | |
| Normal donkey serum | Jackson ImmunoResearch | 017-000-121 | |
| Elisa Plate Reader | Bio-Tec | Record 490nm | |
| Confocal microscope | Zeiss-LSM-510 | Magnification x63 |
References
- Aguirre-Ghiso, J. A. Models, mechanisms and clinical evidence for cancer dormancy. Nat Rev Cancer. 7, 834-846 (2007).
- Pantel, K., Woelfle, U. Micrometastasis in breast cancer and other solid tumors. J Biol Regul Homeost Agents. 18, 120-125 (2004).
- Naumov, G. N. Ineffectiveness of doxorubicin treatment on solitary dormant mammary carcinoma cells or late-developing metastases. Breast Cancer Res Treat. 82, 199-206 (2003).
- Klein, C. A. Framework models of tumor dormancy from patient-derived observations. Curr Opin Genet Dev. , (2010).
- Naumov, G. N. Persistence of solitary mammary carcinoma cells in a secondary site: a possible contributor to dormancy. Cancer Res. 62, 2162-2168 (2002).
- Townson, J. L., Chambers, A. F. Dormancy of solitary metastatic cells. Cell Cycle. 5, 1744-1750 (2006).
- Chambers, A. F., Groom, A. C., MacDonald, I. C. Dissemination and growth of cancer cells in metastatic sites. Nat Rev Cancer. 2, 563-572 (2002).
- Pantel, K. Differential expression of proliferation-associated molecules in individual micrometastatic carcinoma cells. J Natl Cancer Inst. 85, 1419-1424 (1993).
- Demicheli, R. Tumour dormancy: findings and hypotheses from clinical research on breast cancer. Semin Cancer Biol. 11, 297-306 (2001).
- Braun, S. A pooled analysis of bone marrow micrometastasis in breast cancer. N Engl J Med. 353, 793-802 (2005).
- Pantel, K., Alix-Panabieres, C., Riethdorf, S. Cancer micrometastases. Nat Rev Clin Oncol. 6, 339-351 (2009).
- Goss, P. E., Chambers, A. F. Does tumour dormancy offer a therapeutic target. Nat Rev Cancer. 10, 871-877 (2010).
- Mendoza, A. Modeling metastasis biology and therapy in real time in the mouse lung. J Clin Invest. 120, 2979-2988 (2010).
- Naumov, G. N. A model of human tumor dormancy: an angiogenic switch from the nonangiogenic phenotype. J Natl Cancer Inst. 98, 316-325 (2006).
- Barkan, D. Metastatic growth from dormant cells induced by a col-I-enriched fibrotic environment. Cancer Res. 70, 5706-5716 (2010).
- Barkan, D., Green, J. E., Chambers, A. F. Extracellular matrix: A gatekeeper in the transition from dormancy to metastatic growth. Eur J Cancer. , (2010).
- Barkan, D. Inhibition of metastatic outgrowth from single dormant tumor cells by targeting the cytoskeleton. Cancer Res. 68, 6241-6250 (2008).
- Debnath, J., Muthuswamy, S. K., Brugge, J. S. Morphogenesis and oncogenesis of MCF-10A mammary epithelial acini grown in three-dimensional basement membrane cultures. Methods. 30, 256-268 (2003).
- Morris, V. L. Mammary carcinoma cell lines of high and low metastatic potential differ not in extravasation but in subsequent migration and growth. Clin Exp Metastasis. 12, 357-367 (1994).
- Khanna, C. The membrane-cytoskeleton linker ezrin is necessary for osteosarcoma metastasis. Nat Med. 10, 182-186 (2004).
