Summary

超音波の利用ガイド生物学的関連性の転移性腫瘍の異種移植片の確立のため組織指示細胞注入

Published: May 25, 2018
doi:

Summary

ここでは、癌に対する信頼性の高い前臨床モデルを作成する生物学的関連性の高いサイトで超音波ガイド下注入 (NB) 神経芽細胞腫、ユーイング肉腫 (ES) 細胞を利用する (設立細胞と患者由来腫瘍細胞) プロトコルを提案します。研究。

Abstract

抗癌治療の前臨床試験は癌の生得的な傾向を模倣する関連する異種移植モデルに依存します。標準皮下フランク モデルの利点には、手続き型の使いやすさとモニターの腫瘍の進行と侵襲的イメージングすることがなく応答する能力が含まれます。このようなモデルはしばしば並進臨床試験で一貫で、ネイティブの微小環境の欠如がある、転移を生成する低性癖と関連する生物学的特性が限られています。比較では、腫瘍微小環境を模倣し、遠い転移拡大など重要な病気の特徴を複製するネイティブ腫瘍のサイトで同所性同種異種移植モデルを示されています。これらのモデルは、多くの場合面倒な手術麻酔時および回復期間の長期を必要します。これに対処するため、癌の研究者は最近組織監督マウスモデルの迅速かつ信頼性の高い設置を可能にする臨床実験のため癌異種移植モデルを確立する超音波ガイド下注入技術を活用しています。超音波可視化は、腫瘍生着と成長の縦断的評価のための非侵襲的方法を提供します。ここでは、我々 ES の NB と腎サブ カプセルの副腎を利用した癌細胞の超音波ガイド下注射法をについて説明します。この低侵襲アプローチは、癌細胞の成長・転移、組織固有の場所での退屈なオープン外科注入を克服し、病的な回復期間を減少させます。両方の確立されたセルラインおよび同所性同種注射患者派生セルラインの利用について述べる。腫瘍解離とルシフェラーゼの細胞のタグ付けには、既製の市販キットがあります。画像ガイダンスを使用して細胞懸濁液の注入は、前臨床モデルを作成するため低侵襲で再現可能なプラットフォームを提供します。このメソッドを利用して、膀胱、肝臓、膵臓癌モデルの多数の潜在的な可能性を実証など他の癌のための信頼性の高い前臨床モデルを作成します。

Introduction

動物の異種移植モデルは、新規抗癌治療の前臨床試験のための不可欠なツールです。標準的なマウス異種移植片は、細胞、腫瘍の成長を監視するための効率的かつ簡単にアクセスできるサイトを提供するの脇腹の皮下注入に依存します。皮下のモデルの欠点は、腫瘍固有の生物学的特性は、1を転移する可能性を制限可能性がありますの欠如です。このような制限は、直交異方性異種移植片に腫瘍細胞が転移の可能性がある2と関連する微小環境を提供するネイティブの組織のサイトでしみ込んでの使用によって克服します。同所性同種異種移植モデル元生物学的機能を維持し、前臨床創薬探索3,4信頼性の高いモデルを提供します。がん細胞の組織向けの注入のために利用、確立されたセルラインまたは患者の腫瘍から患者由来の細胞です。がん細胞から確立された異種患者派生異種5と比較して原発の腫瘍から高の遺伝的分化を表わすかもしれない。これを考えると、患者由来同所性同種異種移植片の確立がん創薬における治療薬をテストするため最寄りの標準となった。

小児がんの芽 (NB)、同所性同種異種移植モデル原発腫瘍生物学を要約し、広がる NB67の典型的なサイトへの転移を開発します。NB は、副腎や傍脊椎交感神経鎖に沿って開発しています。同所性同種移植の最も一般的な方法は、オープン トランス腹部手術を必要とします。このようなメソッドは、退屈な高い動物罹患率、複雑な回復期間です。高分解能超音波は、最近がん研究8,9のいくつかのマウスモデルの開発中に腫瘍細胞の組織向けに利用されています。テクニックは、信頼性の高い、再現性の高い、効率的、かつ関連する転移性腫瘍異種移植片10,11の確立のため安全です。

細胞と患者由来腫瘍細胞の超音波ガイド下のターゲット臓器局在と針注入による小児癌異種移植片の確立は示した11です。マウス副腎を対象とした NB の技術が利用されました。ユーイング肉腫 (ES) は主に長い骨の大腿骨と骨盤の骨12などでよく見られる、骨のがんであります。症例報告では、主に骨の癌の成長は腎組織で実現可能かどうかを確認するのには同所性同種移植13腎サブ被膜場所が選ばれたことが示されています。腎サブ被膜腫瘍細胞の移植は、ES の14のための自発的な転移を勉強する有望なモデルとして利用されています。

Protocol

すべての仕事は、米国ミシガン大学制度検討委員会 (ハム 00052430) に従って行われ、使用とケアの動物 (UCUCA) の大学委員会によって承認された手続きに適合しています。ユニットの実験室の動物医学 (ウラム) は、動物の世話を監督しました。 すべての仕事は、ミシガン大学制度検討委員会 (ハム 00052430) からの承認を得て行われ、すべて人間研究倫理委員会規程に準拠し?…

Representative Results

記載されている手順を使用して、超音波ガイド下副腎への NB 細胞の注入は温水手術テーブルを装備した専用の処置室で行われました。腕と足のパッドは、マウス中心の活動 (図 1 a) を監視するために置かれました。動物に残ったイソフルラン吸入ノーズコーンを使用して下で麻酔をかけられました。高分解能超音波プローブを使用して、左の腎?…

Discussion

超音波ガイド NB および ES 細胞移植は、がん生物学における臨床研究の信頼性の高いマウス異種移植片を確立する効率的かつ安全な方法です。超音波ガイド下の成功に重要な組織標的化注入が存在して腫瘍細胞の定位注射、解剖学的関心の器官のローカライズは専門知識を持つ訓練された人材の利用可能性。

腫瘍組織の解離は説明患者由来の異種移植モデルの開発の重要…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、ロバート ・ ウッド ジョンソン財団/アモス医療開発プログラム、Taubman 研究所と小児外科のセクション、米国ミシガン大学から支援を受けてください。超音波の注入法との援助およびイメージング プラットフォームの Kimber 実施バランと博士マーカス Jarboe を感謝致します。図のグラフィックと彼の援助ありがとうポール Trombley。またミシガン大学放射線分子イメージングと腫瘍イメージング コア、一部包括的がんセンター NIH によってサポートされる、センター用感謝 P30 CA046592 を付与します。NIH (OD016502) とフランケル循環器病センターから助成金で部分的にサポートされているミシガン州生理フェノタイピング コアの大学。携帯回線認証が展開を行い無線バイオリサーチ センター設備、コロンビア、ミズーリで行われました。タミー ストール、博士 Rajen モディとモット固体腫瘍腫瘍学プログラムに感謝します私たち患者や家族はインスピレーション、勇気は、私たちの研究の継続的なサポートに感謝し。

Materials

Mice
NOD-SCID Charles River 394
NSG The Jackson Laboratory 5557
Cell Line 
NB
IMR-32 ATCC CCL-127 Established human neuroblastoma cell line
SH-SY5Y ATCC CRL-2266 Established human neuroblastoma cell line
SK-N-Be2 ATCC CRL-2271 Established human neuroblastoma cell line
ES
TC32  COGcell.ORG Established human Ewing's Sarcoma cell line
A673 COGcell.ORG Established human Ewing's Sarcoma cell line
CHLA-25 COGcell.ORG Established human Ewing's Sarcoma cell line
A4573 COGcell.ORG Established human Ewing's Sarcoma cell line
Cell Line media
RPMI Life Technologies 11875-093
Matrigel BD BioSciences 354234
Dissociation
Dissection Tools KentScientific INSMOUSEKIT
Human Tumor Dissociation Kit  MACS Miltenyi Biotec 130-095-929
gentleMACS dissociator MACS Miltenyi Biotec 130-093-235
gentleMACS C tubes MACS Miltenyi Biotec 130-096-334
Cell Strainer Corning 431751
Luciferase Tagging
Lenti-GFP1 virus University of Michigan, Vector Core Luciferase Virus
Steady Glo-Luciferase Assay Kit Promega E2510
Bioluminescence Imaging
Ivis Spectrum Imaging System PerkinElmer 124262
D-Luciferin Promega E160X
Anesthetic
Inhaled Isoflurane  Piramal Critical Care Inc 66794-0017-25
Ultrasound Guided Injection
Vevo 2100 High Resolution Imaging Vevo 2100
Hamilton Syringes (27 gauge needle) Hamilton 80000
22 Gauge Angiocatheter BD Biosciences 381423
Optical ointment Major Pharmaceuticals 301909
Nair Church & Dwight Co Hair Removal agent
Aquasonic 100 Ultrasound Transmission gel Parker Ultrasound gel
Histology
CD99 DAKO M3601 Primary Antibody
Tyrosine Hydroxylase Sigma-Aldrich T2928 Primary Antibody
Secondary HRP-Polymer antibody Biocare BRR4056KG
Miscelleneous
10 mL Pipettes Fisher Scientific 13-676-10J
5 mL Pipettes Fisher Scientific 13-676-10H
1.5 mL Microcentrifuge tubes Fisher Scientific 05-408-129
P1000 pipette Eppendorf 3120000062
P200 pipette Eppendorf 3120000054
P1000 pipette tips Fisher Scientific 21-375E
P200 pipette tips Fisher Scientific 21-375D
Portable pipette aid Drummond 4-000-101
digital animal Weighing Scale  KentScientific SCL-1015
Calipers Fisher Scientific 06-664-16
6well low attachment plates Corning 07-200-601
10 cm Tissue Culture Treated Dishes Fisher Scientific FB012924
Polybrene Sigma-Aldrich TR-1003-G

References

  1. Sanmamed, M. F., Chester, C., Melero, I., Kohrt, H. Defining the optimal murine models to investigate immune checkpoint blockers and their combination with other immunotherapies. Ann Oncol. 27 (7), 1190-1198 (2016).
  2. Fidler, I. J., Hart, I. R. Biological diversity in metastatic neoplasms: origins and implications. Science. 217 (4564), 998-1003 (1982).
  3. Bibby, M. C. Orthotopic models of cancer for preclinical drug evaluation. Eur J Cancer. 40 (6), 852-857 (2004).
  4. Killion, J. J., Radinsky, R., Fidler, I. J. Orthotopic Models are Necessary to Predict Therapy of Transplantable Tumors in Mice. Cancer Metastasis Rev. 17 (3), 279-284 (1998).
  5. Daniel, V. C., et al. A primary xenograft model of small-cell lung cancer reveals irreversible changes in gene expression imposed by culture in vitro. Cancer Res. 69 (8), 3364-3373 (2009).
  6. Khanna, C., Jaboin, J. J., Drakos, E., Tsokos, M., Thiele, C. J. Biologically relevant orthotopic neuroblastoma xenograft models: Primary adrenal tumor growth and spontaneous distant metastasis. In Vivo. 16 (2), 77-85 (2002).
  7. Stewart, E., et al. Development and characterization of a human orthotopic neuroblastoma xenograft. Dev Biol. 407, 344-355 (2015).
  8. Jäger, W., et al. Minimally Invasive Establishment of Murine Orthotopic Bladder Xenografts. J. Vis. Exp. (84), e51123 (2014).
  9. Teitz, T., et al. Preclinical Models for Neuroblastoma: Establishing a Baseline for Treatment. PLoS ONE. 6 (4), e19133 (2011).
  10. Braekeveldt, N., et al. Neuroblastoma patient-derived orthotopic xenografts retain metastatic patterns and geno- and phenotypes of patient tumours. International Journal of Cancer. 136 (5), 252-261 (2015).
  11. Van Noord, R. A., et al. Tissue-directed Implantation Using Ultrasound Visualization for Development of Biologically Relevant Metastatic Tumor Xenografts. In Vivo. 31 (5), 779-791 (2017).
  12. Vormoor, B., et al. Development of a Preclinical Orthotopic Xenograft Model of Ewing Sarcoma and Other Human Malignant Bone Disease Using Advanced In Vivo Imaging. PLoS ONE. 9 (1), e85128 (2014).
  13. Hakky, T. S., Gonzalvo, A. A., Lockhart, J. L., Rodriguez, A. R. Primary Ewing sarcoma of the kidney: a symptomatic presentation and review of the literature. Ther Adv Urol. 5 (3), 153-159 (2013).
  14. Cheng, H., Clarkson, P. W., Gao, D., Pacheco, M., Wang, Y., Nielsen, T. O. Therapeutic Antibodies Targeting CSF1 Impede Macrophage Recruitment in a Xenograft Model of Tenosynovial Giant Cell Tumor. Sarcoma. 2010, 174528 (2010).
  15. JoVE Science Education Database. Using a Hemacytometer to Count Cells. Basic Methods in Cellular and Molecular Biology. , (2018).
check_url/fr/57558?article_type=t

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Citer Cet Article
Thomas, T. T., Chukkapalli, S., Van Noord, R. A., Krook, M., Hoenerhoff, M. J., Dillman, J. R., Lawlor, E. R., Opipari, V. P., Newman, E. A. Utilization of Ultrasound Guided Tissue-directed Cellular Implantation for the Establishment of Biologically Relevant Metastatic Tumor Xenografts. J. Vis. Exp. (135), e57558, doi:10.3791/57558 (2018).

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