Iniezione ortotopico di cellule di carcinoma mammario nel mammaria Fat Pad di Mice per studiare la crescita del tumore.

Summary

Il cancro è una malattia complessa che è influenzata dal tessuto circostante il tumore nonché pro- locale e anti-infiammatori mediatori. Pertanto, modelli iniezione ortotropici, anziché modelli sottocutanee possono essere utili per studiare la progressione del cancro in un modo che imita migliori patologia umana.

Abstract

La crescita del cancro al seno può essere studiato nei topi con una pletora di modelli. Manipolazione genetica di cellule di cancro al seno può fornire intuizioni le funzioni delle proteine ​​coinvolte nella progressione oncogeno o aiuto per scoprire nuovi soppressori tumorali. Inoltre, l'iniezione di cellule tumorali in topi con differenti genotipi potrebbe fornire una migliore comprensione dell'importanza del compartimento stromale. Molti modelli possono essere utili per approfondire alcuni aspetti della progressione della malattia, ma non ricapitolare l'intero processo canceroso. Al contrario, le cellule del cancro al seno attecchimento al cuscinetto adiposo mammario dei topi migliori racchiude in sintesi il percorso della malattia e la presenza del vano stromale corretto e imita quindi migliori malattia tumorale umano. In questo articolo, si descrive come impiantare le cellule del cancro al seno in topi ortotopicamente e spiegare come raccogliere i tessuti per analizzare la: 14px; line-height:. 28px; "> tumore milieu e metastasi in organi distanti Utilizzando questo modello, per molti aspetti (crescita, angiogenesi e metastasi) di cancro possono essere indagati semplicemente fornendo un ambiente adeguato per le cellule tumorali di crescere.

Introduction

Il cancro è una malattia molto complessa che è stata oggetto di studi per più secoli. Il cancro al seno è il tipo più comune di cancro; si verifica principalmente nelle donne, ma può verificarsi anche sporadicamente nei maschi ^27. La malattia è causata principalmente dalla perdita di meccanismo di controllo divisione cellulare governo che a sua volta porta ad una crescita infinita di cellule nel corpo. Questi guasti possono essere causate da diversi meccanismi: in primo luogo, le cellule sane devono segnali di crescita delle cellule circostanti per proliferare mentre le cellule tumorali fanno loro fattori di crescita e aumentano l'espressione dei fattori di crescita recettori ottenendo un tasso proliferativa superiore ^1; secondo, le cellule tumorali sono meno sensibili ai segnali anti-proliferativi ^8; terzo, per bilanciare il numero di cellule nella morte cellulare corpo è anche richiesto; Tuttavia, le cellule tumorali sfuggono dalla morte cellulare programmata, apoptosi chiamati ^14; quarto, le cellule aderiscono matrici extracellulariper sopravvivere ma le cellule tumorali possono crescere senza la necessità di attaccamento e resistenti alle anoikis ^19; Quinto, l'attivazione della telomerasi aggira il accorciamento dei telomeri e impedisce la senescenza replicativa ^21; ultimo ma non meno importante, saltando di DNA di controllo di qualità dopo i risultati mitosi nel contenuto genetico alterato ^15,16. Per identificare oncogeni o soppressori tumorali che svolgono un ruolo in questa proliferazione non regolamentati, esperimenti di crescita tumorale nei topi sono cruciali.

La crescita del tumore primario in genere non è la ragione principale della morte. La migrazione delle cellule tumorali dal sito primario a un sito secondario, chiamato metastasi, è la principale causa di morte nella maggior parte dei pazienti affetti da cancro ^22. Metastasi comporta l'invasione delle cellule tumorali, intravasation, viaggiando attraverso la circolazione, evitando immune attacco, stravaso e la crescita nel sito secondario. La transizione epitelio mesenchimale (EMT) è un processo fondamentale inmetastasi e coinvolge un interruttore in profili di espressione genica producendo cellule con maggiore motilità e l'invasività, che sono pre-requisiti per la cella metastasi ^12. Poiché il processo canceroso è la risultante di una combinazione di diverse azioni, tra cui le interazioni reciproche tra cellule tumorali, le cellule stromali e cellule pro- ed anti-infiammatorie, un approccio in vitro al cancro spesso non fornisce piena comprensione del processo canceroso. Analogamente, trattamenti antitumorali impatto ai vasi tumorali spesso non possono essere studiate in vitro, così l'uso di approcci in vivo è inevitabile.

Per studiare la progressione del cancro della mammella, sono stati sviluppati diversi metodi sperimentali. Il modello più diffuso è l'iniezione sottocutanea di cellule di carcinoma mammario in topi ^5. In questa configurazione sperimentale, il ricercatore può introdurre una vasta gamma di alterazioni di una linea cellulare di scelta in vitro (cioèupregulation, downregulation di proteine) e iniettare le cellule sotto la pelle. Anche se questo metodo è semplice e il processo di iniezione è semplice, senza necessità di eseguire un intervento chirurgico su topi, il sito in cui il tumore viene iniettato non rappresenta l'ambiente tumore mammario locale e l'assenza di questo ambiente può causare lo sviluppo del cancro al seno che differisce da quella osservata nella patologia umana. In secondo luogo, i topi geneticamente ingegnerizzati sono usati spesso come uno strumento in vivo per studiare la progressione del cancro al seno. In questo modello, oncogene (cioè PyMT, Neu) espressione è azionato da un promotore specifico tessuto mammario che porta alla formazione di spontanea del tumore mammario s. Questa configurazione sperimentale è utile per studiare l'aspetto trattamento della malattia iniettando farmaci o anticorpi, mentre il controllo del formato del tumore in tempo ^3. Tuttavia, l'allevamento di questi topi con altri ceppi di topi carenti o mutati in un gene di interesse potrebbe anche dare insiritti nel ruolo di diverse proteine ​​in crescita del tumore al seno ^24. Il rovescio della medaglia di questo modello è che è soggetta a variazioni in termini di dimensioni del tumore e il numero. Inoltre, il livello di espressione del transgene dipende dal sito di integrazione nel genoma e può cambiare da un ceppo di topi all'altro ^4. In questo modello, l'espressione del transgene può essere ottenuto da tutte le cellule con origine epiteliale che nella malattia umana, solo una sottopopolazione di cellule esprimono l'oncogene o downregulate livelli oncosoppressori ^26. Per studiare le metastasi, le cellule del cancro al seno possono essere iniettati per via endovenosa (un modello chiamato metastasi sperimentale) ^25. Tuttavia, questo approccio ricapitola solo il processo metastatico parzialmente; elude il requisito per le cellule tumorali di invadere e intravasate, e inizia dal punto in cui le cellule tumorali sono facilmente presenti nella circolazione.

Nel nostro lavoro, utilizziamo una iniezione ortotopicomodello di ioni per studiare il coinvolgimento dei geni di interesse nella progressione del cancro al seno ^13. Abbiamo iperespressione della proteina nelle cellule di cancro al seno umano e iniettarli nel cuscinetto adiposo mammario di NOD / SCID gamma (NSG) topi. Questo metodo è vantaggioso in molti modi: permette cambiamenti genetici molto rapidi e diverse nella linea cellulare iniettato, che copre l'intero processo di progressione del cancro al seno dalla crescita del tumore primario metastasi in siti patologicamente pertinenti, e fornisce anche un buon modello sperimentale per studiare l'impatto di trattamenti terapeutici nelle fasi precoci o tardive della malattia. Inoltre, utilizzando questo modello si può studiare il ruolo di stromale contro proteine ​​cellulari derivate da cancro in progressione della malattia utilizzando topi o cellule geneticamente modificati. Sebbene iniezioni sottocutanee sono più facili da eseguire, modelli ortotopico danno luogo ad una popolazione di cellule di cancro più tumorigenica più metastatico. Pertanto, i risultati ottenuti mediante iniezione sottocutaneas potrebbe essere falsi negativi o falsi positivi ^6,17 incoraggiare l'uso di modelli ortotopici per studiare la crescita del tumore.

Protocol

Gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dal comitato il benessere degli animali del Leiden University Medical Center (LUMC). 1. Preparazione di cellule, Strumenti e Mice Un giorno prima del funzionamento, la barba NOD / SCID gamma (NSG) topi dal quarto capezzolo alla linea mediana e pesare i topi per verificare che tutti i topi hanno pesi all'incirca comparabili. Autoclave una forbice, due pinzette e due pinze zanzara rette (Figura 1A). </…

Representative Results

Applicazione di successo del "modello di cancro al seno ortotopico" si basa su una corretta iniezione di cellule nel cuscinetto adiposo mammario. Errori sperimentali come inoculo imprecisa di cellule o perdite potrebbero portare a variazioni nelle dimensioni del tumore o addirittura l'assenza di un tumore che porta alla formazione di una struttura simile alla ricerca di un pad grasso mammario iniettato con un buffer di controllo (Figura 2A). Il tasso di crescita del tumore dipende dalla na…

Discussion

Iniezione ortotopico di cellule di cancro al seno è un modello potente per studiare tutti gli aspetti della crescita del cancro. Impianto di queste cellule in tampone grasso mammario dei topi deve essere attentamente eseguito per evitare variazioni nella crescita tumorale. Soprattutto, iniettando la stessa quantità di cellule di ogni topo è cruciale. Per farlo, si dovrebbe trypsinize celle rigorosamente senza compromettere la vitalità delle cellule. Le cellule non vitali devono essere prese in considerazione durante…

Materials

Name of material/equipment	Company	Catalog number	Comments/Description
Bouin's solution	Sigma-Aldrich	HT10132	Used for investigating the metastasis on lungs
Formalin solution	Sigma-Aldrich	HT501128	Used to fix the tissues
Matrigel, growth factor reduced	Corning	356230	Cells can be resuspended in matrigel for injection
Mosquito forceps	Fine Science Tools	13008-12	Used for stiching
Angled forceps	Electron microscopy sciences	72991-4c	These make the exposure of mammary fat pad easier
Scissors	B Braun Medicals	BC056R	Used to cut open the mice
Straight forceps	B Braun Medicals	BD025R	This is used to open up the skin to expose mammary fat pad
NOD scid gamma mice	Charles River	005557	Experimental animal used for experiment
MDA-MB-231	Sigma-Aldrich	92020424	Experimental cells used for injections
Oculentum simplex	Teva Pharmachemie		Opthalmic ointment used to prevent drying out of eyes
Betadine	Fischer Scientific	19-898-859	Ionophore, used to disinfect the surgical area
Xylazin/Ketamine	Sigma-Aldrich	X1251, K2753	Use injected anesthesia as 10mg/kg and 100mg/kg body weight respectively
Temgesic	Schering-Plough		Use the painkiller as 0,05-0,1mg/kg body weight
DMEM	Life sciences	11995	For trypsin neutralization,use media with serum(FBS:media 1:10 volume); for injection, use media with no serum
Buffered sodium citrate	Aniara	A12-8480-10	Use the volume ratio as citrate:blood; 1:9