وسرطان الخلايا مسانج ماوس نموذج الإنتقالية الكلوي لتقييم الكمي وطولية من قبل السريرية العلاج
Summary
تنفيذ نموذج مثلي من سرطان الخلايا الكلوية في الفئران مناعيا يتيح للمحقق نظام سريريا ذات الصلة التي تحددها وجود الورم والرئة الكلى الأولية الانبثاث في نفس الحيوان. هذا النظام يمكن استخدامها لاختبار preclinically مجموعة متنوعة من العلاجات في الجسم الحي.
Abstract
سرطان الخلايا الكلوية (RCC) يؤثر> 60000 شخص في الولايات المتحدة سنويا، و~ 30٪ من المرضى لديهم RCC الانبثاث متعددة في وقت التشخيص. النقيلي RCC (مركز تنسيق الانقاذ البحري) هو غير قابل للشفاء، مع فترة بقاء متوسط 18 شهرا فقط. التدخلات المناعية المستندة إلى (على سبيل المثال، انترفيرون (IFN) وانترلوكين (IL) -2) لحث على ردود دائمة في جزء من مرضى مركز تنسيق الانقاذ البحري، ومثبطات multikinase (على سبيل المثال، السونيتينيب sunitinib أو سورافينيب) أو مكافحة VEGF مستقبلات الأجسام المضادة وحيدة النسيلة (ماب) ل المهدئة إلى حد كبير، والهجوع كاملة نادرة. هذه النقائص في العلاجات الحالية للمرضى مركز تنسيق الانقاذ البحري توفر الأساس المنطقي لوضع بروتوكولات العلاج الرواية. ومن المكونات الرئيسية في اختبار قبل السريرية لعلاجات جديدة لمركز تنسيق الانقاذ البحري هو نموذج حيواني مناسبة. الميزات المفيدة التي تلخص حالة الإنسان تشمل الورم الرئيسي الكلوي، الانبثاث ورم الكلى، والجهاز المناعي سليمة للتحقيق في أي effecto مأمن يحركها العلاجردود r وتشكيل من العوامل المثبطة للمناعة التي يسببها الورم. يصف هذا التقرير على نموذج الفأر مركز تنسيق الانقاذ البحري مثلي أن لديه كل هذه الميزات. نحن تصف تقنية زرع داخل الكلية باستخدام الماوس الكلوي خط خلية غدية رينكا، تليها تقييم نمو الورم في (الموقع الرئيسي) في الكلى والرئتين (الموقع المتنقل).
Introduction
الكلوي سرطان الخلايا (RCC) يمثل غالبية الأورام الخبيثة الكلى وحوالي 3٪ من جميع الأورام الخبيثة الكبار في جميع أنحاء العالم 1، 2. نظرا لعدم وجود أعراض، خطأ في التشخيص، وأدوات الفحص كافية لمجلس قيادة الثورة، وتقريبا 30٪ من المرضى الحالي مع RCC المنتشر (مركز تنسيق الانقاذ البحري) في وقت التشخيص، مع 20-30٪ إضافية من المرضى تتقدم إلى مرحلة النقيلي 2. هذه الحالات تؤدي إلى ~ 13،500 حالة وفاة سنويا 1 و 3. على الرغم من اكتشاف وعلاج RCC الأساسي في وقت سابق قد تحسنت، لا يزال معدل الوفيات المرتبطة RCC لزيادة، مما يدل على أن المرض المنتشر هي المسؤولة إلى حد كبير عن الوفيات 3. وقد أحرز تقدم في تطوير علاج لمجلس قيادة الثورة على مدى العقد الماضي مع اكتشاف وتنفيذ العلاجات المناعية والمستهدفة. للأسف، surviv خالية من التقدمالقاعدة والبقاء على قيد الحياة الإجمالي للحالات المتقدمة لا تزال أقل بكثير من 2 سنوات بالنسبة لغالبية المرضى 4 و 5 و 6. تستدعي هذه الإحصاءات الحاجة إلى مزيد من البحث في تحديد وتطوير علاجات فعالة لقيادة الثورة. للمضي قدما نحو كاف التدخلات العلاجية لمركز تنسيق الانقاذ البحري، وهناك حاجة لأول مرة نماذج ما قبل السريرية translationally ذات الصلة من هذا المرض.
تطوير نموذج ذات الصلة ومتسق لألخص الوضع البشري من RCC المتقدمة ينبغي أن تعالج عدة أسئلة أساسية: 1) هل نموذج ذات الصلة تشريحيا. 2) هل تقدم الورم على نحو مماثل لعلم الأمراض البشري؛ 3) هل الانبثاث تنشأ من الورم الرئيسي. و4) هل يمكن أن ترصد الابتدائي والمنتشر تطور الورم على مر الزمن؟ اعتمادا على نوع من العلاج يجري التحقيق فيها، خطوط الماوس RCC ورم الخلايا، RCC خطوط الخلايا السرطانية البشرية، والإنسان RCC xenog المستمدة من المريضويمكن استخدام الطوافات في مناعيا أو العوز المناعي الفئران. مطلوب المضيف مع الجهاز المناعي سليمة وظيفية لهذه الدراسات تقييم بعض جوانب العلاج المناعي، مما يستلزم استخدام خط الخلية رينكا موصوفة وصفا جيدا مستمدة من غدية الكلى عفوية من BALB / ج الفئران 7. معظم الدراسات حقن خلايا رينكا تحت الجلد (الشوري)، الذي يشكل الورم المحلي سهلة التدبير، أو عن طريق الوريد (IV) في الفئران BALB / ج لإنتاج التجريبية الرئة "الانبثاث" 8، 9، 10، 11، 12. استخدام وسيلة رينكا ورم زرع الشوري لنموذج RCC البشري لديه عدد من القيود، بما في ذلك تعصيب دقيقة من الأوعية الدموية 13، والاختلافات في المكروية 14 و 15، وعدم وجود الجهاز / ورم COMMUNIC الخلويأوجه 13 و 16. بالإضافة إلى ذلك، العديد من الأورام الشوري (لا سيما رينكا) لا metastasize إلى أجهزة البعيدة، مما يعوق دراسة حدث هو شائع السريرية المميزة 17. لدراسة مركز تنسيق الانقاذ البحري، وخلايا رينكا يمكن حقن الرابع لتأسيس عبء الورم في-الرئتين الموقع الأساسي الانبثاث في مرضى RCC. طريقة حقن الرابع من بدء أورام النقيلي، ومع ذلك، لا يسمح التحقيق في كيف ومتى، أو لماذا هاجرت الخلايا من الجهاز الرئيسي (أي الكلى) إلى موقع بعيد. نموذج مع كل من المرض الأساسي والمنتشر واضحا في نفس الحيوان أمر بالغ الأهمية لدراسة التقدم والعلاج من المرض المتقدمة، ولا سيما بالنظر إلى أن الانبثاث وعادة ما تكون سبب للوفيات في هؤلاء المرضى.
وقد وضعت مختبرنا نموذج الفئران من مركز تنسيق الانقاذ البحري الذي يشتمل على كافة الميزات المذكورة أعلاه. لتأسيس العلاقات العامةimary والأورام مثلي، يتم زرع خلايا رينكا مباشرة في الكلى الحيوان من خلال الصفاق شفافة. شق صغير في الجهة اليسرى يسمح لرؤية الطحال (كمعلم) والكلية اليسرى. باستخدام إبرة عيار صغير، يتم حقن الخلايا السرطانية رينكا مباشرة في الكلى من خلال الغشاء البريتوني لزرع مثلي. بالمقارنة مع غيرها من أساليب زرع خلايا رينكا تحت كبسولة الكلى 18، وهذه الطريقة من زرع يسمح للإنتاجية أعلى، كما هو إلى حد ما غير الغازية، لا يحتاج إلى خياطة، هو من فئة ألم منخفضة، وعندما كفاءة في استهلاك للوقت تمارس.
هذا جيدا اتسم نتائج النموذج في عبء استنساخه الأساسي الورم (~ 99٪ معدل اتخاذ) في الكلى حقن فضلا عن تحميل الورم النقيلي في الرئتين. وتشمل المزايا الهامة لهذا النموذج طبيعته مسانج، والسماح لالتحقيقات المناعي. الانبثاث عفوية، وذلك لدراسة ومرض dvanced. وزرع مثلي، وذلك لنمذجة تأثير التشريحية على تطور المرض والعلاج. أن العلاجات التي تهدف إلى استهداف RCC تستفيد كثيرا من الاستفادة من هذا النموذج خلال تجربة غير سريرية.
Protocol
Representative Results
Discussion
نقدم بروتوكول لنموذج الفأر RCC مثلي. زرع خلايا غدية الماوس ورم الكلى في الكلى الماوس يوفر نموذجا سريريا ذات الصلة من مركز تنسيق الانقاذ البحري. النتائج هذا النموذج في الورم الرئيسي داخل الكلى والانبثاث البعيد في الرئتين، وكلاهما بصمات RCC المتقدمة. وصف المقدمة في هذه ا?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من المنح المقدمة من المعهد الوطني للسرطان (R15CA173657 إلى AW وR01CA109446 إلى TSG)، ومعهد السرطان سيمونز (لAW)، وجامعة Minnestoa تسلق مؤسسة سرطان الكلى 4 (لTSG). نشكر الدكتور كريستين اندرسون للحصول على المساعدة مع المناعي.
Materials
| Artificial tears ophthalmic ointment | Akorn | NDC 17478-162-35 | |
| Vetbond Tissue Adhesive | 3M | CBGBIW011019 | |
| Betadine Solution (Povidone-iodine, 5%) | Purdue Products, L.P. | NDC 67618-155-32 | |
| 0.25% Marcaine (bupivavaine HCL injection) | Hospira | 0409-1587-50 | |
| Heating pad | Sunbeam | ||
| Syringes | BD | 309659 | |
| Gauze | Venture | 908291 | |
| Ketamine | Phoenix Pharmaceuticals | NDC 57319-609-02 | |
| Xylazine | Akorn | NDC 59399-111 | |
| Hank’s Balanced Salts | Sigma-Aldrich | H2387 | |
| IVIS | Caliper | ||
| D-Luciferin, Potassium Salt | GoldBio | LUCK-1G | |
| India Ink | Chartpak Inc | 44201 | |
| Scissors | |||
| Forceps | |||
| Sleeping Beauty (SB) transposon system | Neuromics | SBT0200 | |
| Renca | ATCC | CRL-2947 |
References
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer statistics. CA Cancer J. Clin. 66, 7-30 (2016).
- Chow, W. H., Dong, L. M., Devesa, S. S. Epidemiology and risk factors for kidney cancer. Nat. Rev. Urol. 7, 245-257 (2010).
- Hollingsworth, J. M., Miller, D. C., Daignault, S., Hollenbeck, B. K. Rising incidence of small renal masses: a need to reassess treatment effect. J. Natl. Cancer Inst. 98, 1331-1334 (2006).
- Lee-Ying, R., Lester, R., Heng, D. Current management and future perspectives of metastatic renal cell carcinoma. Int. J. Urol. 21, 847-855 (2014).
- Rini, B. I. New strategies in kidney cancer: therapeutic advances through understanding the molecular basis of response and resistance. Clin. Cancer Res. 16, 1348-1354 (2010).
- Acquavella, N., Fojo, T. Renal cell carcinoma: trying but failing to improve the only curative therapy. J. Immunother. 36, 459-461 (2013).
- Salup, R. R., Wiltrout, R. H. Adjuvant immunotherapy of established murine renal cancer by interleukin 2-stimulated cytotoxic lymphocytes. Cancer Res. 46, 3358-3363 (1986).
- Ko, J. S., et al. Direct and differential suppression of myeloid-derived suppressor cell subsets by sunitinib is compartmentally constrained. Cancer Res. 70, 3526-3536 (2010).
- Kusmartsev, S., et al. Oxidative stress regulates expression of VEGFR1 in myeloid cells: link to tumor-induced immune suppression in renal cell carcinoma. J. Immunol. 181, 346-353 (2008).
- Rocha, F. G., et al. Endostatin gene therapy enhances the efficacy of IL-2 in suppressing metastatic renal cell carcinoma in mice. Cancer Immunol. Immunother. 59, 1357-1365 (2010).
- Shanker, A., et al. Treating metastatic solid tumors with bortezomib and a tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand receptor agonist antibody. J. Natl. Cancer Inst. 100, 649-662 (2008).
- VanOosten, R. L., Griffith, T. S. Activation of tumor-specific CD8+ T Cells after intratumoral Ad5-TRAIL/CpG oligodeoxynucleotide combination therapy. Cancer Res. 67, 11980-11990 (2007).
- Bibby, M. C. Orthotopic models of cancer for preclinical drug evaluation: advantages and disadvantages. Eur. J. Cancer. 40, 852-857 (2004).
- Devaud, C., et al. Tissues in different anatomical sites can sculpt and vary the tumor microenvironment to affect responses to therapy. Mol. Ther. 22, 18-27 (2014).
- Devaud, C., et al. Differential potency of regulatory T cell-mediated immunosuppression in kidney tumors compared to subcutaneous tumors. Oncoimmunology. 3, 963395 (2014).
- Devaud, C., et al. Cross-talk between tumors can affect responses to therapy. Oncoimmunology. 4, 975572 (2015).
- Norian, L. A., et al. Eradication of metastatic renal cell carcinoma after adenovirus-encoded TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)/CpG immunotherapy. PLoS One. 7, 31085 (2012).
- Matin, S. F., et al. Immunological response to renal cryoablation in an in vivo orthotopic renal cell carcinoma murine model. J. Urol. 183, 333-338 (2010).
- Wilber, A., et al. RNA as a source of transposase for Sleeping Beauty-mediated gene insertion and expression in somatic cells and tissues. Mol. Ther. 13, 625-630 (2006).
- Lim, E., Modi, K. D., Kim, J. In vivo bioluminescent imaging of mammary tumors using IVIS spectrum. J. Vis. Exp. , (2009).
- Skrypnyk, N. I., Harris, R. C., de Caestecker, M. P. Ischemia-reperfusion model of acute kidney injury and post injury fibrosis in mice. J Vis Exp. , (2013).
- Zimmerman, M., Hu, X., Liu, K. Experimental metastasis and CTL adoptive transfer immunotherapy mouse. J. Vis. Exp. , (2010).
- Wexler, H. Accurate identification of experimental pulmonary metastases. J. Natl. Cancer Inst. 36, 641-645 (1966).
- James, B. R., et al. CpG-mediated modulation of MDSC contributes to the efficacy of Ad5-TRAIL therapy against renal cell carcinoma. Cancer Immunol. Immunother. 63, 1213-1227 (2014).
- James, B. R., Brincks, E. L., Kucaba, T. A., Boon, L., Griffith, T. S. Effective TRAIL-based immunotherapy requires both plasmacytoid and CD8a DC. Cancer Immunol. Immunother. 63, 685-697 (2014).
- James, B. R., et al. Diet-induced obesity alters dendritic cell function in the presence and absence of tumor growth. J. Immunol. 189, 1311-1321 (2012).
- Brincks, E. L., et al. Triptolide enhances the tumoricidal activity of TRAIL against renal cell carcinoma. FEBS J. 282, 4747-4765 (2015).
- Anderson, K. G., et al. Cutting edge: intravascular staining redefines lung CD8 T cell responses. J. Immunol. 189, 2702-2706 (2012).
- Anderson, K. G., et al. Intravascular staining for discrimination of vascular and tissue leukocytes. Nat. Protocols. 9, 209-222 (2014).
