Inoculation de cellules de carcinome épidermoïde chez les souris pour tumeur immunitaire profilage et évaluation de réponse traitement suffit

Summary

Nous présentons ici une méthode reproductible pour le développement d’un modèle murin d’orthotopique du carcinome épidermoïde tête et du cou. Les tumeurs démontrent cliniquement pertinentes caractéristiques histopathologiques de la maladie, y compris nécrose, une différenciation pauvre, métastases nodales et infiltration immunitaire. Souris de tumeur-roulement développent des symptômes cliniquement pertinentes y compris la dysphagie, déplacement de la mâchoire et la perte de poids.

Abstract

Tête et cou carcinome épidermoïde (HNSCC) est une maladie débilitante et mortelle avec une prévalence élevée de récidive et d’échec du traitement. Pour développer des stratégies thérapeutiques mieux, compréhension tumeur micro-environnementales des facteurs qui contribuent à la résistance au traitement est important. Une entrave majeure à la compréhension des mécanismes de la maladie et améliorer la thérapie a été un manque de lignées de cellules murines qui ressemblent à la nature agressive et métastatique du HNSCCs humains. En outre, une majorité de modèles murins emploient des implantations sous-cutanées des tumeurs qui n’ont pas des caractéristiques physiologiques importantes de la région tête et cou, y compris haute densité vasculaire des vaisseaux lymphatique et flora muqueux résident. Le but de cette étude est d’élaborer et de caractériser un modèle orthotopique de HNSCC. Nous utilisons deux lignées cellulaires murins génétiquement distincts et tumeurs établies dans la muqueuse buccale de souris. Nous optimisons les méthodes de digestion de tumeur collagènase-basé pour la récupération optimale de cellules uniques de tumeurs établies. Les données présentées ici montrent que les souris développent des tumeurs fortement vascularisés qui métastaser dans les ganglions lymphatiques régionaux. Unicellulaire multiparamétriques cytometry masse analyse révèle la présence de diverses populations immunitaires avec des cellules myéloïdes, représentant la majorité de toutes les cellules immunitaires. Le modèle proposé dans la présente étude a des applications en biologie du cancer, immunologie tumorale et développement préclinique de nouveaux médicaments. La ressemblance du modèle orthotopique de caractéristiques cliniques de la maladie humaine fournira un outil de traduction accrue et améliorée des patients.

Introduction

HNSCC est la malignité cinquième plus courante dans le monde, avec plus 600 000 patients diagnostiqués chaque année¹. Malgré un traitement agressif impliquant la chimiothérapie et la radiothérapie (RT), le taux global de survie (OS) pour HNSCC les patients sans infection par le virus du papillome humain (VPH) reste inférieure à 50 % après 5 ans². Ceci est en grande partie attribué à un micro-environnement tumeur très complexes comme les tumeurs peuvent provenir de plusieurs sites anatomiques distinctes au sein de la région tête et cou, dont la muqueuse buccale, la langue, le plancher de la bouche, cavité buccale, cavité nasale, du pharynx, oropharynx et l’hypopharynx. En outre, la région de la tête et du cou est fortement vascularisée et contient près de la moitié de tous les ganglions lymphatiques dans le corps de³. Une majorité d’études portant sur la tête et du cou biologie tumorale s’appuient sur des modèles de tumeurs dans la région du flanc. Ces modèles peuvent offrir de mieux comprendre les mécanismes intrinsèques tumeur, mais le manque du microenvironnement natif de la tête et du cou peut avoir un impact significativement le potentiel translationnel de telles conclusions. Une méthode qui a été utilisée pour induire des tumeurs par voie orale est par l’exposition à la substance cancérogène 9,10-diméthyl-1, 2-benzanthracène (DMBA)⁴. Toutefois, cette méthode est associée à une longue procédure, induit des tumeurs chez les rats et les hamsters, mais pas chez les souris et les tumeurs qui en résulte ne possèdent pas beaucoup des caractéristiques histologiques différenciée frs^5,6. Taux au sein et entre les lots d’abonnement de l’introduction de le carcinogen4-nitroquinoléine 1-oxyde (4-onq), un dérivé de la quinolone soluble dans l’eau, a donné lieu à des tumeurs par voie orale de souris lorsqu’il est appliqué par voie orale, mais a également souffert de longues durées d’exposition (16 semaines) et un nombre limité souris^7,8,9. Afin de développer des modèles cliniquement pertinents, plusieurs groupes a utilisé des modèles issus du génie génétique impliquant la manipulation d’oncogènes de pilote ou de gènes suppresseurs de tumeur, dont TP53, TGFB, KRAS, HRAS et SMAD4¹⁰. Ces modèles peuvent donnent un aperçu des tumeurs avec des gènes connus pilote mais ne pas récapituler l’hétérogénéité complexe de HNSCCs humaines.

Dans ce travail, nous démontrons la possibilité d’effectuer une intramuqueuse inoculation de cellules de carcinome épidermoïde chez la souris. Cellules inoculées se développent dans les tumeurs agressives dans la semaine suivant l’injection. Semblable à HNSCCs humains, les tumeurs métastaser vers les ganglions lymphatiques régionaux. Nous caractériser les caractéristiques cliniques et histologiques de la maladie et permettent de mieux comprendre le microenvironnement immunitaire de la tumeur. Nous proposons que ce modèle orthotopique de HNSCC a des applications en biologie du cancer, immunologie tumorale et les études précliniques. Mécanismes d’évasion immunitaire, la progression tumorale, résistance au traitement et les métastases représentent les zones d’importance clinique qui peut être résolu en utilisant le modèle proposé.

Protocol

Toutes les procédures d’animaux ont été effectuées conformément à un agréé animaux soin et l’utilisation Comité (IACUC) protocole institutionnel de l’Université du Colorado à Denver (protocole # 00250). 1. Culture de cellules de tumeur Remarque : Les lignées de cellules B4B8 et LY2 ont servi à produire des tumeurs HNSCC orthotopique : cellules tumorales B4B8 provenaient de kératinocytes muqueuse cancérogène transformées (à pa…

Representative Results

L’évaluation in vitro de la prolifération cellulaire LY2 et B4B8 ont montré que les deux lignées cellulaires ont fois doublement similaires (21 h et 23 h, respectivement). In vivo, les deux lignées cellulaires forment une masse unique, visible et palpable dans la semaine suivant l’inoculation (Figure 1 a). Dans des souris porteuses de tumeurs LY2, la mâchoire a été déplacée de 3 semaines en raison de la charge tumorale (Figu…

Discussion

Une analyse rigoureuse et la caractérisation du microenvironnement tumoral représentent une stratégie importante pour la compréhension des mécanismes de développement de tumeurs, de progression et de métastases et pour le développement de thérapies efficaces. Cancer de la tête et du cou est une maladie complexe qui peut provenir de plusieurs sites anatomiques dans la région de la tête et du cou. Un obstacle majeur à la compréhension des mécanismes de la maladie et améliorer la thérapie a eu un manque de …

Materials

Collagenase III	Worthington Biochemical Corp.	LS004183
DNase I	Worthington Biochemical Corp.	LS006328
Fc Block (CD16/32)	BD Biosciences	553141	Clone 2.4G2
Flow Cytometry Staining Buffer	eBioscience	00-4222-26
HBSS	ThermoFisher Scientific	14175079	no calcium, no magnesium, no pheno red
Helois mass cytometer	Fluidigm	NA
Matrigel membrane matrix	Corning	CB-40234B
MRI Scanner	Bruker	NA	7.4 Tesla
RBC lysis buffer	BioLegend	420301
Trypsin inhibitor	Worthington Biochemical Corp.	LS002830