Prostat Kanseri Hasta Üretimi Tümör Hücreleri Sirkülasyon gelen Xenograftlarında Modeller Türetilmiş
Summary
This manuscript details a method used to generate prostate cancer patient derived xenografts (PDXs) from circulating tumor cells (CTCs). The generation of PDX models from CTCs provides an alternative experimental model to study prostate cancer; the most commonly diagnosed tumor and a frequent cause of death from cancer in men.
Abstract
Patient derived xenograft (PDX) models are gaining popularity in cancer research and are used for preclinical drug evaluation, biomarker identification, biologic studies, and personalized medicine strategies. Circulating tumor cells (CTC) play a critical role in tumor metastasis and have been isolated from patients with several tumor types. Recently, CTCs have been used to generate PDX experimental models of breast and prostate cancer. This manuscript details the method for the generation of prostate cancer PDX models from CTCs developed by our group. Advantages of this method over conventional PDX models include independence from surgical sample collection and generating experimental models at various disease stages. Density gradient centrifugation followed by red blood cell lysis and flow cytometry depletion of CD45 positive mononuclear cells is used to enrich CTCs from peripheral blood samples collected from patients with metastatic disease. The CTCs are then injected into immunocompromised mice; subsequently generated xenografts can be used for functional studies or harvested for molecular characterization. The primary limitation of this method is the negative selection method used for CTC enrichment. Despite this limitation, the generation of PDX models from CTCs provides a novel experimental model to be applied to prostate cancer research.
Introduction
Hasta kaynaklı ksenogratflardır kanser araştırmaları için kullanılan giderek daha popüler deneysel modellerdir. Onlar biyomarkerların ve biyolojik yollar, klinik öncesi ilaç etkinliğinin değerlendirilmesi ve kişiselleştirilmiş kanser tedavilerinin 1,2 avatars oluşturulması karakterizasyonu için kullanılabilir. Daha önce, diğer araştırma grupları implante veya immün sistemi baskılanmış farelerin 1 içine tek tümör hücre süspansiyonları veya tüm tümör eksplantlar enjekte edilerek ya PDX modeller geliştirdik. Bu PDX Modeller taze katı tümörün cerrahi koleksiyonu, malign asiti veya masraflı hem de ve iatrojenik morbidite riski hastayı gösterir bir cerrahi prosedür geçiren bir hastanın plevral sıvı gerektirir.
Kanser araştırmalarında çok belirgin bir gelişme dolaşan tümör hücrelerinin tespit, izolasyon ve karakterizasyonudur. Bu tümör hücreleri primer tümör kitlesi kaçmak ve dolaşıma gireronlar metastaz ve nüks önemli bir rol oynar nerede, kanserin en sık nedeni mortalite 3 ile ilgili. Birkaç solid tümör türlerinden kapalı zaman eğrilerinin değerlendirilmesi ve karakterizasyonu tanısı, prognozu ve rezidüel hastalık 3 izlemek için klinik bilgiler sağlamıştır. Ya da fiziksel özellikleri, biyo-ifadesi veya kapalı zaman eğrilerinin fonksiyonel özelliklerine dayanan şu anda kullanılan çeşitli yaklaşımlar verimli kapalı zaman eğrilerinin 4 izole etmek için kullanılabilir. Mevcut macroscale CTC izolasyon yöntemleri yüzey moleküllerine karşı yoğunluk gradyan santrifüj filtre gözenekleri fiziksel filtrasyon ve ayırma bulunmaktadır. En yaygın olarak kullanılan CTC izolasyon yöntemleri kapalı zaman eğrilerinin antikor bazlı yakalama dayanmaktadır. Her iki hücre yüzeyi markerlerinin pozitif ve negatif seçim periferal kandan izole edilmesi için kapalı zaman eğrilerinin kullanılabilir. Periferik dolaşımdaki kapalı zaman eğrilerinin için pozitif seçim yaygın epitel belirteçleri (örneğin, EpCAM) kullandığı birkapalı zaman eğrilerinin ancak hematopoietik olmayan hücreler üzerinde eksprese edilen yeniden. Bu yöntemin dezavantajı, metastatik potansiyele sahip kapalı zaman eğrilerinin genellikle epitelyal to-mezenkimal 3 epitel yüzey belirteçleri aşağı doğru düzenleyen bir geçiş (EMT) geçirmiş olması. Metastatik potansiyele sahip CTCS izole etmek amacıyla, hematopoietik bir yüzey işaretleyici CD45 kullanan bir negatif seçim yöntemi, lökositlerin normal hücre popülasyonu 5 kullanılabilir tüketmek için.
Prostat kanseri, en sık görülen kanserdir ve erkeklerde 6 kansere bağlı ölümlerin önemli bir nedenidir. Tümör ilerlemesi ve saldırganlık mekanizmaları tam olarak anlaşılamamıştır ve bu nedenle üretim ve prostat kanserinin moleküler heterojenite özetlemek deneysel modellerin karakterizasyonu önemli ilgi konusudur. Prostat kanserinin PDX model olmuştur immunocom, insan prostat kanseri hücrelerinin nakli yoluyla daha önce oluşturulansöz fareler 7,8. Ancak bu tür modellerin üretimi öncelikle hastalığın tembel doğası atfedilen immün sistemi baskılanmış farelere prostat kanserinin düşük engraftmant oranı, engel olmuştur. Son zamanlarda, kapalı zaman eğrilerinin meme kanseri 9, akciğer kanseri ve prostat kanseri 10 11 PDX modelini oluşturmak için kullanıldı. Bunlar proof-of-concept çalışmalar cerrahi numune toplama ihtiyacı PDX modelleri bağımsız üretme olasılığını tanıttı. Bu yazıda ayrıntılı olarak yeni bir deneysel model üretimi için bir yöntem açıklanmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda kapalı zaman eğrilerinin prostat kanseri PDX modellerin üretimi için bir yöntem tarif eder. PDX üretimi için kapalı zaman eğrilerinin kullanılması Mevcut yöntemlerle karşılaştırıldığında modelleri birçok potansiyel önemli avantajlara sahiptir. İlk olarak, periferal kan, kapalı zaman eğrilerinin erişilebilir toplanması, farklı hastalık safhalarında aynı hastadan alınan deney modellerinde üretilmesini sağlar. İkinci olarak, kan toplama tümör hücrelerinin …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Dr. Jordi Ochando from the Flow Cytometry Shared Resources at the Mount Sinai Medical Center for their assistance in flow cytometry analysis. We thank Dr. Rumana Huq from the Microscopy Shared Resource Facility at the Mount Sinai Medical Center for their imaging assistance. The authors thank the TJ Martell Foundation for its support in this project.
Materials
| Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 | Gibco Life Technologies | 11875-093 | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Gibco Life Technologies | 10437-028 | |
| Penicillin Streptomycin | Gibco Life Technologies | 15140-122 | |
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | Corning Cell Gro | 21-031-CM | |
| 35 µm Cell Strainer | BD Falcon | 352340 | |
| 50 ml polystyrene conical tube | Crystalgen | 23-2263 | |
| Red blood cell lysing buffer | Sigma | R7757 | |
| DAPI | Invitrogen | d3571 | |
| Ficoll-Paque Plus | GE Healthcare | 17-1440 | |
| 12 mm x 75 mm Polystyrene tubes with cell strainer cap | BD Falcon | 352235 | |
| BD Vacutainer Lavender Blood Collection Tubes with EDTA | |||
| BD Winged Blood Collection Set with Push Button Retract Needle 23 gauge | |||
| BD Vacutainer One Use Needle Holder | |||
| Disposable Latex Tourniquet | |||
| Latex or non-latex gloves | |||
| alcohol swabs | |||
| 2×2 cotton gauze pads | |||
| Adhesive bandage | |||
| 25 gauge needle | |||
| 1 ml syringe |
References
- Hidalgo, M., et al. Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research. Cancer discovery. 4, 998-1013 (2014).
- Siolas, D., Hannon, G. J. Patient-derived tumor xenografts: transforming clinical samples into mouse models. Cancer research. 73, 5315-5319 (2013).
- Joosse, S. A., Gorges, T. M., Pantel, K. Biology, detection, and clinical implications of circulating tumor cells. EMBO molecular medicine. 1, 1-11 (2014).
- Yu, M., Stott, S., Toner, M., Maheswaran, S., Haber, D. A. Circulating tumor cells: approaches to isolation and characterization. The Journal of cell biology. 192, 373-382 (2011).
- Liu, Z., et al. Negative enrichment by immunomagnetic nanobeads for unbiased characterization of circulating tumor cells from peripheral blood of cancer patients. Journal of translational medicine. 9, 1-9 (2011).
- Siegel, R., Naishadham, D., Jemal, A. Cancer statistics , 2013. CA: a cancer journal for clinicians. 63, 11-30 (2013).
- Domingo-Domenech, J., et al. Suppression of acquired docetaxel resistance in prostate cancer through depletion of notch- and hedgehog-dependent tumor-initiating cells. Cancer cell. 22, 373-388 (2012).
- Klein, K. A., et al. Progression of metastatic human prostate cancer to androgen independence in immunodeficient SCID mice. Nature Medicine. 3, 402-408 (1997).
- Yu, M., et al. Cancer therapy. Ex vivo culture of circulating breast tumor cells for individualized testing of drug susceptibility. Science. 345, 216-220 (2014).
- Hodgkinson, C. L., et al. Tumorigenicity and genetic profiling of circulating tumor cells in small-cell lung cancer. Nature medicine. 20, 897-903 (2014).
- Vidal, S., et al. A Targetable GATA2-IGF2 Axis Confers Aggressiveness in Lethal Prostate Cancer. Cancer cell. 27, 223-239 (2015).
- Quintana, E., et al. Efficient tumour formation by single human melanoma cells. Nature. 456, 593-598 (2008).
- DeRose, Y. S., et al. Tumor grafts derived from women with breast cancer authentically reflect tumor pathology, growth, metastasis and disease outcomes. Nature. 17, 1514-1520 (2011).
