קרצינומה תא syngeneic עכבר הדגם של גרורתי כליות עבור הערכה כמותית אורך ורוחב של טיפולים פרה-קליניים
Summary
יישום מודל orthotopic של קרצינומה של תאי כליה בעכברים עם מערכת חיסון תקינים מקנה החוקר מערכת קלינית רלוונטית המוגדרת על ידי הנוכחות של גרורות גידול ריאות כליות עיקריות באותה החיה. מערכת זו יכולה לשמש כדי preclinically לבדוק מגוון של טיפולים in vivo.
Abstract
קרצינומה של תאי כליה (RCC) משפיעה> 60,000 אנשים בארצות הברית מדי שנה, ו ~ 30% מחולי RCC יש גרורות מרובות בעת האבחנה. RCC גרורתי (mRCC) הוא חשוך מרפא, עם זמן הישרדות החציוני של רק 18 חודשים. התערבויות מבוססות חיסוניות (למשל, אינטרפרון (IFN) ו interleukin (IL) -2) לגרום לתגובות עמידות בשבריר של חולי mRCC, ומעכבי multikinase (למשל, sunitinib או sorafenib) או הקולטן אנטי VEGF נוגדנים חד שבטיים (מב) הם בעיקר פליאטיבי, כמו הפוגות להשלים הם נדירים. חסרונות כאלה טיפולים נוכחיים לחולי mRCC לספק את הרציונל לפיתוח פרוטוקולי טיפול חדשניים. מרכיב מרכזי בניסויים פרה-קליניים של טיפולים חדשים עבור mRCC הוא מודל החיה מתאימה. תכונות מועילות כי לשחזר את המצב האנושי כוללות גידול כלייתי עיקרי, גרורות גידול כליות, ומערכת חיסון שלמה לחקור כל effecto חיסון מונע טיפולתגובות r ויצירת גורמים לדיכוי חיסוניים-induced גידול. דו"ח זה מתאר מודל עכבר orthotopic mRCC כי יש את כל התכונות הללו. אנו מתארים טכניקת השתלת intrarenal באמצעות שורת תאי אדנוקרצינומה עכבר כליות Renca, ואחריו ההערכה של גידול בכליה (האתר הראשי) וריאות (אתר גרורתי).
Introduction
קרצינומה של תאי הכליה (RCC) מהווה את רוב שאתות כליות ממאירים ו בערך 3% מכלל המחלות הממאירות מבוגרים ברחבי העולם 1, 2. בשל חוסר תסמינים, אבחון מוטעה, וכלי הקרנה מספיק RCC, כמעט 30% מחולים יציגים עם גרורתי RCC (mRCC) בעת האבחנה, עם מטופלים 20-30% של תוספת התקדמות לשלב גרורתי 2. במקרים אלה לגרום ~ 13,500 מקרי מוות בשנה 1, 3. למרות מוקדם איתור והטיפול הראשוני RCC השתפר, שיעור מוות קשור RCC ממשיך לגדול, מה שמרמז כי מחלה גרורתית היא אחראית במידה רבה תמותה 3. פיתוח תרפים עבור RCC התקדם בעשור האחרון עם הגילוי והיישום של טיפולי immunotherapies ממוקדים. למרבה הצער, surviv ללא התקדמותאל והישרדות כוללת של מקרים מתקדמים עדיין היטב מתחת 2 שנים עבור רוב המטופלים 4, 5, 6. נתונים אלה להצדיק את הצורך במחקר נוסף לתוך זיהוי ופיתוח של טיפולים יעילים עבור RCC. כדי לקדם התערבויות טיפוליות כראוי mRCC, מודלים טרום קליניים translationally-רלוונטיים של המחלה יש צורך תחילה.
פיתוח מודל רלוונטי ועקבי כדי לשחזר את המצב האנושי של מתקדמי RCC צריך לענות על שאלות מרכזיות: 1) האם המודל רלוונטי מבחינת אנטומית; 2) האם התקדמות הגידול בדומה הפתולוגיה האנושית; 3) האם גרור להתעורר מן הגידול הראשוני; ו 4) יכול התקדמות הגידול הראשוני גרורתי להיות במעקב לאורך זמן? בהתאם לסוג טיפול נחקר, שורות תאים סרטניים עכבר RCC, שורות תאים סרטניים אנושיות RCC, ואת xenog האנושי RCC נגזרות החולותרפסודות עשויות לשמש ב עכברים או immunodeficient. שורה עם מערכת חיסונית שלמה ומתפקדת נדרשת ללימודים אלה בהערכת היבט כלשהו של טיפול חיסוני, יש צורך בהפעלת הקו הסלולרי Renca היטב תאר נגזר אדנוקרצינומה כליות ספונטנית של עכברי Balb / ג 7. רוב המחקרים להזריק תאי Renca תת-עורית (SC), אשר מהווה גידול מקומי קל למדוד, או דרך וריד (IV) לעכברי Balb / c כדי לייצר "גרורות" ניסיוני ריאות 8, 9, 10, 11, 12. שימוש גידול SC-מושתל Renca מודל האנושי RCC יש מספר המגבלות, כולל עצבוב מדויק של כלי דם 13, הבדלי microenvironment 14, 15, וחוסר האיבר / תקשורת סלולרית גידול13 ation, 16. בנוסף, גידולים SC רבים (במיוחד Renca) לא גרורות לאיברים דיסטלי, עיכוב חקר אירוע הוא 17 מאפיין קליני נפוץ. כדי ללמוד mRCC, תאים Renca ניתן להזריק iv להקים נטל הגידול של הריאות-המיקום הראשוני של גרורות בחולי RCC. שיטת הזרקת IV של ייזום גרור, אולם, אינה מאפשרת את החקירה איך, מתי, או מדוע התאים הגרו האיבר העיקרי (כלומר, הכליות) לאתר המרוחק. דגם עם שני מחלות הראשוניות גרורתי ניכר החיה אותה הוא חיוני כדי ללמוד את ההתקדמות וטיפול במחלה מתקדמת, במיוחד בהתחשב בכך הגרורות בדרך כלל הגורם לתמותה בחולים אלה.
המעבדה שלנו פיתחה מודל בעכברים של mRCC המשלב את כל התכונות שתוארו לעיל. כדי לבסס יחסי ציבורגידולי imary, orthotopic, תאי Renca מושתלים ישירות לתוך הכליה של החיה דרך הצפק השקוף. חתך קטן האגף השמאלי מאפשר הדמיה של הטחול (כציון דרך) ואת הכליה עזבה. באמצעות מחט קטנה-מד, תאים סרטניים Renca מוזרקים ישירות לתוך הכליה דרך הצפק להשתלה orthotopic. בהשוואה לשיטות אחרות של השתלת תאי Renca מתחת הקפסולה כליות 18, שיטה זו של השתלה מאפשרת תפוקה גבוהה יותר, כפי שהוא די בלתי פולשני, אינו דורש תפירה, היא של כיתת כאב נמוכה, והוא זמן יעיל כאשר מְתוּרגָל.
מאופיין היטב זה תוצאות מודל נטל גידול ראשוני לשחזור (~ 99% בשיעור מיצוי) בכליות המוזרקות כמו גם עומס גרור סרטני הבריאות. היתרונות המשמעותיים של מודל זה כוללים טבע syngeneic שלה, המאפשרים חקירות חיסוניות; הגרורות הספונטניות שלה, ללמודמחלת dvanced; השתלת orthotopic שלה, למדל את ההשפעה אנטומיים על התקדמות וטיפול במחלה. טיפולים שמטרתם מיקוד RCC יפיקו תועלת רבה מן הניצול של מודל זה במהלך פיתוח פרה-קליני.
Protocol
Representative Results
Discussion
אנו מציגים פרוטוקול מודל העכבר RCC orthotopic. השרשה של תאים סרטניים אדנוקרצינומה עכבר כליות לתוך כלית העכבר מספקת מודל קליני רלוונטי של mRCC. מודל זה גורם הגידול הראשוני בתוך כליות גרורות מרוחקות של הריאות, אשר שניהם הם מסימני ההיכר של מתקדמים RCC. התיאור המובא כאן הוא ספציפי …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהמכון הלאומי לסרטן (R15CA173657 ל- AW ו R01CA109446 כדי TSG), מכון הסרטן סימונס (כדי AW), ואוניברסיטת Minnestoa לטפס 4 כליות קרן סרטן (כדי TSG). אנו מודים לד"ר קריסטין אנדרסון לסיוע עם immunofluorescence.
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).
