Modellazione Astrocitoma Patogenesi In Vitro E In Vivo Utilizzo corticale astrociti o cellule staminali neurali da condizionale, topi geneticamente ingegnerizzati

Robert S. McNeill; Ralf S. Schmid; Ryan E. Bash; Mark Vitucci; Kristen K. White; Andrea M. Werneke; Brian H. Constance; Byron Huff; C. Ryan Miller

doi:10.3791/51763

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Articolo metodologico

Modellazione Astrocitoma Patogenesi In Vitro E In Vivo Utilizzo corticale astrociti o cellule staminali neurali da condizionale, topi geneticamente ingegnerizzati

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DOI:

10.3791/51763

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12 agosto 2014

Robert S. McNeill¹ , Ralf S. Schmid² , Ryan E. Bash³ , Mark Vitucci⁴ , Kristen K. White¹ , Andrea M. Werneke³ , Brian H. Constance⁵ , Byron Huff⁶ , C. Ryan Miller²^,³^,⁷

¹Department of Pathology and Laboratory Medicine, University of North Carolina School of Medicine, ²Lineberger Comprehensive Cancer Center, University of North Carolina School of Medicine, ³Division of Neuropathology, Department of Pathology and Laboratory Medicine, University of North Carolina School of Medicine, ⁴Curriculum in Genetics and Molecular Biology, University of North Carolina School of Medicine, ⁵Biological and Biomedical Sciences Program, University of North Carolina School of Medicine, ⁶Department of Radiation Oncology, Emory University School of Medicine, ⁷Department of Neurology, Neurosciences Center, University of North Carolina School of Medicine

In questo articolo

Sommario

Gli astrociti fenotipicamente wild-type e le cellule staminali neurali raccolte da topi ingegnerizzati con alleli oncogenici condizionali e trasformati tramite ricombinazione virale Cre-mediata possono essere utilizzati per modellare la patogenesi dell'astrocitoma in vitro e in vivo mediante iniezione ortotopica di cellule trasformate in cervelli di compagni di cucciolata singenici e immunocompetenti.

Abstract

Gli attuali modelli di astrocitoma sono limitati nella loro capacità di definire i ruoli delle mutazioni oncogeniche in specifici tipi di cellule cerebrali durante la patogenesi della malattia e la loro utilità per lo sviluppo preclinico di farmaci. Al fine di progettare un sistema modello migliore per queste applicazioni, sono stati raccolti e coltivati in coltura astrociti corticali fenotipicamente wild-type e cellule staminali neurali (NSC) provenienti da topi condizionali geneticamente modificati (GEM) che ospitano varie combinazioni di alleli oncogenici floxati. La ricombinazione genetica è stata indotta in vitro utilizzando la ricombinazione adenovirale Cre-mediata, con conseguente espressione di oncogeni mutati e delezione di geni oncosoppressori. Le conseguenze fenotipiche di queste mutazioni sono state definite misurando la proliferazione, la trasformazione e la risposta ai farmaci in vitro. Per definire il ruolo delle mutazioni oncogeniche e del tipo di cellula sulla tumorigenesi in vivo, sono stati sviluppati modelli ortotopici di allotrapianto, in cui le cellule trasformate vengono iniettate stereotassicamente nel cervello di cucciolate immuno-competenti. A differenza della maggior parte degli xenotrapianti di linee cellulari di glioblastoma umano, l'iniezione di astrociti corticali trasformati derivati da GEM nel cervello di compagni di cucciolata immunocompetenti ha prodotto astrocitomi, incluso il sottotipo più aggressivo, il glioblastoma, che ricapitolava i segni distintivi istopatologici degli astrocitomi umani, inclusa l'invasione diffusa del parenchima cerebrale normale. L'imaging a bioluminescenza di allotrapianti ortotopici da astrociti trasformati ingegnerizzati per esprimere la luciferasi è stato utilizzato per monitorare la crescita tumorale in vivo nel tempo. Pertanto, i modelli di astrocitoma che utilizzano astrociti e NSC raccolti da GEM con alleli oncogenici condizionali forniscono un sistema integrato per studiare la genetica e la biologia cellulare della patogenesi dell'astrocitoma in vitro e in vivo e possono essere utili nello sviluppo preclinico di farmaci per queste malattie devastanti.

Introduzione

Astrocitomi sono il tumore cerebrale primario più comune e glioblastoma (GBM), un astrocitoma di grado IV, è il sottotipo più comune e aggressivo, con una sopravvivenza mediana di 12-15 mesi ^1,2. Invasione di astrocitomi diffusi, in particolare GBM, preclude la resezione chirurgica completa, limita l'efficacia delle terapie adiuvanti, e porta inevitabilmente alla post-trattamento recidiva ^3. I pazienti inizialmente presenti sia con de novo (primario) GBM o con astrocitoma di grado inferiore che progredisce inevitabilmente (secondaria) GBM ^4. GBM è genomicamente eterogeneo e caratterizzato da mutazioni si escludono a vicenda e co-s....