Экс Vivo Лечение отклика первичных опухолей и / или связанных метастазов для доклинических и клинических развития Therapeutics
Summary
Штатные клеточные линии и ксенотрансплантаты рака были основой исследования рака в течение последних нескольких десятилетий. Тем не менее, последние данные свидетельствуют о том, что терапевтический ответ в значительной степени зависит от опухолевых клеток микроокружения. Поэтому мы разработали экс естественных анализ первичных образцов опухоли в целях развития наркотиков.
Abstract
The molecular analysis of established cancer cell lines has been the mainstay of cancer research for the past several decades. Cell culture provides both direct and rapid analysis of therapeutic sensitivity and resistance. However, recent evidence suggests that therapeutic response is not exclusive to the inherent molecular composition of cancer cells but rather is greatly influenced by the tumor cell microenvironment, a feature that cannot be recapitulated by traditional culturing methods. Even implementation of tumor xenografts, though providing a wealth of information on drug delivery/efficacy, cannot capture the tumor cell/microenvironment crosstalk (i.e., soluble factors) that occurs within human tumors and greatly impacts tumor response. To this extent, we have developed an ex vivo (fresh tissue sectioning) technique which allows for the direct assessment of treatment response for preclinical and clinical therapeutics development. This technique maintains tissue integrity and cellular architecture within the tumor cell/microenvironment context throughout treatment response providing a more precise means to assess drug efficacy.
Introduction
Разработка эффективные лечения рака оказалась чрезвычайно сложной. Клеточные линии рака и опухолевых экспланты – а также ксенотрансплантаты были использованы в исследовании рака на протяжении более половины 1,2,3 века. На сегодняшний день, молекулярный анализ чувствительности наркотиков и сопротивления в обоих установленных раковых клеточных линий и пациентов, полученных ксенотрансплантатах (PDX) незаменим. Тем не менее, тестирование соединений в установленных линий раковых клеток не часто прогнозировать эффективность в естественных условиях, и соответствующие в естественных условиях исследования на животных, особенно в моделях PDX, стоит очень дорого и отнимает много времени. Ограничения этих модельных систем, а именно неспособность сообщить о влиянии родной микросреды в опухолевой прогрессии и ответ на терапевтических стратегий, привело поле исследований по разработке дополнительных методов дополняют эти анализы. Из недавно, повышенное внимание уделяется к экс естественных анализа свою очередь пациентаили экспланты 4, 5 в связи с большим пониманием, что рак терапевтический ответ не только для присущего молекулярного состава раковых клеток, а в значительной степени зависит от опухолевых клеток микроокружения 6, 7 функций, которые не могут быть обобщены традиционными методами культивирования и / или PDX. Экс естественных анализ в вышеуказанном контексте (т.е.., влияние соседней микросреды окружающих опухолевых клеток) следует оценку жизнеспособных участков первичных опухолей / метастазирования, а не экс естественных анализа клеточных изолятов 8, 9.
Мы сообщаем здесь на экс естественных техники (т.е.., Высокоточные нарезанный разделы свежей ткани) из пациентов обеих первичных опухолей и связанные метастазы (то есть, лимфатические узлы), которые добросовестно сообщает о реакции (IC 50), мимо цели эффекты и позволяет молекулярной анализ сопротивления и механизмы обратной связи. Кроме того, корреляционный анализ therapeUTIC чувствительность / сопротивление против биомаркеров и генной профиля экспрессии могут быть выполнены в целях выявления пациентов, скорее всего, чтобы ответить на экспериментальный препарат интереса (то есть., высокий отклик препарат соответствует пациента с конкретной биологического профиля). Применение методики экс естественных и оценки в многопараметровой моды в это движение в сторону отбора пациентов и общего улучшения клинических исходов.
Экс естественных анализ ответ на лечение может стать стандартным инструментом в доклинической и клинической разработки лечения рака и предполагается как шаг к персонализированной медицине подхода в терапевтических стратегий развития.
Protocol
Representative Results
Discussion
Биологи рака сталкиваются с серьезными проблемами при попытках разработать эффективные терапевтические стратегии. Тестирование наркотики в развитии на установленных линиях раковых клеток не может точно отражать в естественных ответ и в естественных экспериментов на моде?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to thank the MSKCC Tissue Procurement Service Team (TPS), specifically, Maria Corazon Mariano, Priscilla McNeil, Anas Idelbi, Daniel Navarrete and Katrina Allen, in all of their efforts in the successful pursuit of this project and funding from the following sources: 5 R21 CA158609-02 and the Conquer Cancer Foundation and the Breast Cancer Research Foundation. In addition, the authors would like to thank Eric Cottington PhD, Vice President of the Office of Research and Project Administration, the Office of Technology Development, Research Outreach and Compliance and RTM Information Systems Support, in the support of the submission of this manuscript.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Vibratome Leica VT1000s | Leica | 14047235613 | |
| UltraPure agarose | Invitrogen | 16500500 | Prepare 4% and 6% before use |
| Injector blade | Ted Pella | 121-4 | |
| MEM with Penicillin + Streptomycin | Media Core Facilities (MSKCC) | The media is prepared at Memorial Sloan Kettering Cancer Center | |
| Scalpel no. 10 | Thermo Scientific | 31-200-32 | |
| Disposable forceps | Cole-Parmer | 84011182 | |
| Embedding mold | Electron Microscopy Science | 70181 | |
| FBS (heat inactivated) | Gemini | 100106 | |
| 24 well plates | Corning | 3524 | |
| Formalin (10%) | Sigma Diagnostics | SDHT501128 | |
| 16% Formaldehyde solution | Thermo Scientific | 28908 | |
| Embedding microsettes | Simport | M503-2 | |
| Ethanol (70%) | Fisher Scientific | A405P-4 | |
| Waterbath | Fisher Scientific | 15-462-2SQ | |
| Microwave | General Electric | ModelJES2051DNBB | |
| Adhesive (Ethyl Cyanoacrylate) | Sigma-Aldrich | E1505-5G | |
| 10mm dishes | BD Falcon | 353003 | |
| 15ml tubes | BD Falcon | 352096 |
Riferimenti
- Abercrombie, M., Ambrose, E. J. Interference Microscope Studies of Cell Contacts in Tissue Culture. Experimental Cell Research. 15 (58), 332-345 (1958).
- Coriell, L. L., McAllister, R. M., Wagner, B. M. Criteria for Determining Malignancy in Tissue-Culture Cell Lines in the Albino Rat. New York Academy of Science. 5, 351-355 (1957).
- Paul, J. The Cancer Cell in Vitro: A Review. Ricerca sul cancro. 22, 431-440 (1962).
- Dean, J. L., et al. Therapeutic response to CDK4/6 inhibition in breast cancer defined by ex vivo analysis of human tumors. Cell Cycle. 11 (14), 2756-2761 (2012).
- Bray, K., et al. Bcl-2 Modulation to Activate Apoptosis in Prostate Cancer. Molecular Cancer Research. 7 (9), 1487-1496 (2009).
- Quail, D. F., Joyce, J. A. Microenvironmental regulation of tumor progression and metastasis. Nature Medicine. 19 (11), 1423-1437 (2013).
- Nakasone, E. S., et al. Imaging Tumor-Stroma Interactions during Chemotherapy Reveals Contributions of the Microenvironment to Resistance. Cancer Cell. 21, 488-503 (1016).
- Shi, Y., Hogue, J., Dixit, D., Koh, J., Olson, J. A. Functional and genetic studies of isolated cells from parathyroid tumors reveal the complex pathogenesis of parathyroid neoplasia. PNAS. 111 (8), 3092-3097 (2014).
- Vidal, S. J., et al. Isolation of cancer stem cells from human prostate cancer samples. J. Vis. Exp. (85), e51332 (2014).
- Wanping, X., Neckers, L. Targeting the Molecular Chaperone Heat Shock Protein 90 Provides a Multifaceted Effect on Diverse Cell Signaling of Cancer Cells. Clinical Cancer Research. 13, 1625-1629 (2007).
- Moulick, K., et al. Affinity-based proteomics reveal cancer-specific networks coordinated by Hsp90. Nature Chemical Biology. 7 (11), 818-826 (1038).
- Alpaugh, M. L., Tomlinson, J. S., Ye, Y., Barsky, S. H. Relationship of sialyl-Lewis(x/a) underexpression and E-cadherin overexpression in the lymphovascular embolus of inflammatory breast cancer. American Journal of Pathology. 161 (2), 619-628 (2002).
- Chu, K., Boley, K. M., Moraes, R., Barsky, S. H., Robertson, F. M. The paradox of E-cadherin: role in response to hypoxia in the tumor microenvironment and regulation of energy metabolism. Oncotarget. 4 (3), 446-462 (2013).
- Vaira, V., et al. Preclinical model of organotypic culture for pharmacodynamic profiling of human tumors. PNAS. 107 (18), 8352-8356 (2010).
- Centenera, M. M., Raj, G. V., Knudsen, K. E., Tilley, W. D., Butler, L. M. Ex vivo culture of human prostate tissue and drug development. Nature Reviews Urology. 10, 483-487 (2013).
- Jhaveri, K., et al. Heat shock protein 90 inhibitors in the treatment of cancer: current status and future directions. Expert Opinion on Investigational Drugs. 5, 611-628 (2014).
- Gerecitano, J. F., et al. Using 124-PU-H71PET imaging to predict intratumoral concentration in patients on a phase I trial of PU-H71. Journal of Clinical Oncology. 31, 11076-11 (2013).
- Yildiz-Aktas, I., Dabbs, D. J., Bhargava, R. The effect of cold ischemic time on the immunohistochemical evaluation of estrogen receptor, progesterone receptor, and HER2 expression in invasive breast carcinoma. Modern Pathology. 25, 1098-1105 (2012).
