Implantation og overvåking av PET/CT av en Orthotopic modell av Human pleural mesothelioma i Athymic mus

Summary

Denne artikkelen beskriver generering av en orthotopic mus modell av menneskelig pleural mesothelioma av implantation av H2052/484 Mesothelioma celler inn i pleural hulrom immunsupprimerte athymic mus. Den langsgående overvåking av utviklingen av intrapleural svulster ble vurdert av ikke-invasiv multimodal [¹⁸F] -2-fluoro-2-Deoxy-D-glukose positron utslipp tomografi og beregnede tomografi Imaging.

Abstract

Ondartet pleural mesothelioma (MPM) er en sjelden og aggressiv svulst som oppstår i Mesothelium som dekker lungene, hjertet og bryst hulen. MPM utvikling er i hovedsak knyttet til asbest. Behandlinger gir bare beskjeden overlevelse siden median overlevelse gjennomsnittet er 9 – 18 måneder fra tidspunktet for diagnosen. Derfor må mer effektive behandlinger identifiseres. De fleste data som beskriver nye terapeutiske mål, ble innhentet fra in vitro-eksperimenter og må valideres i pålitelige in vivo prekliniske-modeller. Denne artikkelen beskriver en slik pålitelig MPM orthotopic modell innhentet etter injeksjon av en menneskelig MPM cellelinje H2052/484 i pleural hulrom immunodeficient athymic mus. Transplantasjon i orthotopic området kan studere progresjon av tumor i det naturlige in vivo miljø. Positron utslipps tomografi/beregnet tomografi (PET/CT) molekyl avbildning ved hjelp av klinisk [¹⁸f] -2-fluoro-2-Deoxy-D-glukose ([¹⁸F] FDG) radiotracer er diagnose metoden som er valgt for å undersøke pasienter med MPM. Følgelig [¹⁸F] FDG-pet/CT ble brukt til å lengderetningen overvåke sykdomsprogresjon av H2052/484 orthotopic modell. Denne teknikken har en høy 3R potensial (reduce antall dyr, refine å minske smerte og ubehag, og rErstatt dyr eksperimentering med alternativer) siden tumor utvikling kan overvåkes ikke-invasivt og antall dyr som kreves kan bli betydelig redusert.

Denne modellen viser en høy utviklings rate, en rask tumor vekst, er kostnadseffektiv og gir mulighet for rask klinisk oversettelse. Ved å bruke denne orthotopic xenograft MPM-modellen kan forskerne vurdere biologiske svar på en pålitelig MPM-modell etter terapeutiske intervensjoner.

Introduction

Ondartet pleural mesothelioma (MPM) er en kreft som oftest assosiert med eksponering for asbest fiber^1,2,3. Selv om asbest har vært forbudt i de fleste vestlige land^4,5,6, forekomsten av MPM er fortsatt økende^7,8. Nylig, antyder eksponering av mus til Carbon nanorør at de kan føre til betydelig helserisiko hos mennesker^9,10. Dataene tyder på at eksponering for disse produktene kan indusere kroniske betennelser og molekylære endringer (f. eks, tap av tumor-Suppressor trasé) som ligger til grunn progresjon til ondartet mesothelioma. For tiden er multiwall Carbon nanorør en av de viktigste produktene av nanoteknologi og er i økende grad innarbeidet i ulike produkter som kompositter, energi lagrings materialer, medisin, elektronikk og miljømessige Utbedring materialer.

MPM er en kreft med dårlig prognose, og de fleste pasientene dør innen to år etter diagnosen på grunn av en begrenset effekt av gjeldende behandlingsmetoder¹¹. Valget av behandling for MPM avhenger av kreft fasen. For de fleste tidlig stadium MPM (trinn 1 og muligens noen trinn 2 eller 3 svulster), klinisk tilnærming er en multimodal terapi inkludert kirurgisk reseksjon av svulster, knyttet til strålebehandling og kjemoterapi¹². En kombinert kjemoterapi med Cisplatin og pemetreksed er indisert for behandling av de fleste pasienter diagnostisert med avansert lokalt invasiv sykdom, som ikke er mottagelig for kirurgiske reseksjon, eller som ellers ikke kandidater til helbredende kirurgi^13,14. Det er derfor et presserende behov for å utvikle mer effektive behandlinger for MPM pasienter. Men, det er få validerte in vivo dyremodeller som reflekterer den kliniske relevansen av MPM. Flere murine MPM modeller har blitt utviklet, men de fleste av dem ikke trofast recapitulate de komplekse aspektene av MPM tumor mikromiljøet^15,16,17,18. Bruken av asbest-indusert MPM i mus, genetisk konstruerte MPM musemodeller, eller modeller av syngeneic transplantasjon av murine MPM cellelinjer er begrenset av grunnleggende fenotypiske og funksjonelle forskjeller, og følgelig dårlig oversette nye funn til klinikken. Andre prekliniske murine MPM-modeller er mest avhengige av subkutan eller xenotransplantater av humane cellelinjer i immunodeficient mus. Mens disse modellene er enkle å overvåke og gi fundamentale data, mikromiljøet av disse xenotransplantater er ikke så sammenlignbare med menneskelige svulster svekke den translational kraften i de fleste av disse prekliniske studier^17,19. Omvendt, orthotopic xenotransplantater bedre reflektere pasienten svulst atferd og respons på behandling som de er omgitt av en lignende mikromiljøet som den finnes i den opprinnelige tumor området¹⁶.

Molekylær Imaging av [¹⁸F] FDG-pet/CT er metoden for valg å lengderetningen overvåke sykdomsprogresjon hos pasienter med MPM^20,21. Derfor, ty til denne ikke-invasiv imaging metode sterkt fremmer oversettelsen av prekliniske studier til kliniske studier^16,22. Dessuten, den hjelper å nedskrive det krevde antallet av dyrene idet hver dyr representerer dens egen administrere over tid.

I denne artikkelen presenterer vi en pålitelig orthotopic xenograft MPM-modell innhentet etter injeksjon av den menneskelige MPM cellelinjen H2052/484 inn i pleural hulrom av athymic mus. Sammen med [¹⁸F] FDG-pet/CT Imaging, denne modellen er en verdifull og reproduserbar metode for å studere funksjonelle og mekanistisk effekter av nye diagnostiske strategier og behandlinger for menneskelig MPM.

Protocol

Alle prosedyrene som er beskrevet nedenfor, ble godkjent av den institusjonelle dyre omsorgen og bruks komitéen og av veterinær Statens kontor i Genève, Sveits (Authorization GE/106/16). MPM cellelinje H2052/484 ble etablert og karakterisert i vårt laboratorium som beskrevet i artikkelen av Colin DJ og et al.23. Kort, H2052/484 cellelinje ble etablert fra en bryst svulst oppnådd etter en intrapleural injeksjon av NCI-H2052 (ATCC) celler til immunodeficient Nude mus. …

Representative Results

Den H2052/484 orthotopic modellenOrthotopic MPM modeller ved intra-bryst injeksjon av kultivert kreftceller, spesielt H2052/484 celler er relativt lett å sette opp. Det annerledes skritt beskrevet over bare forlange beskjeden cellen kulturen kunnskap og kirurgi skritt er tilgjengelighet å moderat utdannet dyr forskere. Nakne mus og celler bør manipuleres under sterile forhold for å maksimere utfallet av implantat IONS. Ved nøye å følge denne protokollen, som innebærer kort anestesi og minimal…

Discussion

Dette papiret beskriver en original orthotopic modell av MPM H2052/484 celler injisert i pleural hulrom av athymic mus og en metode for overvåking av små dyr PET/CT Imaging. Denne modellen kan implementeres med moderat dyr håndtering og kirurgi ferdigheter og viser en meget god utvikling rate. Det gjør at en stor eksperimentell vindu på ca 10 uker i ubehandlede mus og ikke-invasiv langsgående påvisning av svulster så tidlig som 2 uker etter injeksjon.

Orthotopic modeller stole på impl…

Materials

3-mice bed	Minerve		bed for mice imaging
Athymic Nude-Foxn1n nu/nu	Envigo, Huntingdon, UK	6907F	immunodeficient mouse
Betadine	Mundipharma Medical Company, CH	111131	polyvidone iodine solution
Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (DPBS)	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA	14190094	Buffer for cell culture
Fetal bovine serum (FBS)	PAA Laboratories, Pasching, Austria	A15-101	cell culture medium supplement
Insulin syringes	BD Biosciences, San Jose, CA, USA	324826	syringe for cell injection
Penicillin/Streptomycin	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA	15140122	antibiotics for cell culture medium
RPMI 1640	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA	61870010	basal cell culture medium
Temgesic (Buprenorphin 0.3 mg/mL)	Alloga SA, CH	700320	opioid analgesic product
Triumph PET/SPECT/CT	Trifoil, Chatsworth, CA, USA		imaging equipment
Trypsin	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA	25050014	enzymatic cell dissociation buffer
Virkon S 2%	Milian, Vernier, CH	972472	disinfectant
Vivoquant	Invicro, Boston, MA, USA