Summary

Fluorescente ortotopico modello murino di cancro al pancreas

Published: September 20, 2016
doi:

Summary

A procedure to implant green fluorescent protein-expressing pancreatic cancer cells (PANC-1 GFP) orthotopically into the pancreas of Balb-c Ola Hsd-Fox1nu mice to assess tumor progression and metastasis is presented here.

Abstract

Il tumore al pancreas rimane uno dei tumori per i quali la sopravvivenza non è migliorata notevolmente negli ultimi decenni. Solo il 7% dei pazienti diagnosticati sopravviverà più di cinque anni. Al fine di comprendere e imitare il microambiente dei tumori pancreatici, abbiamo utilizzato un modello murino ortotopico di cancro al pancreas che permette l'imaging non invasivo di progressione del tumore in tempo reale. Le cellule tumorali pancreatiche che esprimono la proteina fluorescente verde (PANC-1 GFP) sono state sospese in matrice di membrana basale, ad alta concentrazione, (ad esempio, Matrigel HC) con mezzi privi di siero e poi iniettate nella coda del pancreas attraverso laparotomia. La sospensione cellulare nella matrice alta concentrazione membrana basale diventa una sostanza gelatinosa, una volta raggiunta la temperatura ambiente; Pertanto, si gelifica quando entra in contatto con il pancreas, creando un'occlusione sito di iniezione e da evitare fuoriuscite cellule. la crescita del tumore e metastasi ad altri organi sono monitorati in tempo realeanimali utilizzando la fluorescenza. È fondamentale utilizzare i filtri appropriati per l'eccitazione e l'emissione di GFP. La procedura per l'impianto ortotopico sono descritti in questo articolo per cui i ricercatori possono facilmente replicare la procedura in topi nudi. Le fasi principali di questo protocollo sono preparazione della sospensione cellulare, impianto chirurgico, e tutto il corpo fluorescente imaging in vivo. Questo modello ortotopico è stato progettato per valutare l'efficacia di nuove terapie per i tumori primari e metastatici.

Introduction

Il tumore al pancreas viene diagnosticato con maggior frequenza rispetto ad altri tipi di cancro ed è la 4 ° causa principale di decessi correlati al cancro negli Stati Uniti. Dal momento della diagnosi, oltre il 90% dei pazienti muoiono entro cinque anni 1,2. Attualmente, la rimozione del tumore chirurgica è l'unica cura per il cancro al pancreas, ma meno del 20% dei pazienti hanno diritto a sottoporsi ad intervento chirurgico soprattutto perché al momento della diagnosi della malattia è in fase avanzata e ha metastatizzato 3,4. La mancanza di sintomi specifici rende cancro al pancreas una malattia silenziosa; alcuni dei sintomi includono dolore addominale, mal di schiena, perdita di appetito, ittero e nausea; che può essere facilmente interpretato come malattie digestive comuni 4. Per questo motivo, è importante sviluppare nuovi strumenti farmacologici per aiutare nella diagnosi e nel trattamento del cancro pancreatico.

L'uso di modelli animali ci permette di capire la biologia del Pancrécancro e ATIC fornisce una panoramica di applicare questa conoscenza per gli esseri umani. Xenotrapianto modelli ortotopici del cancro del pancreas sono realistici, perché i tumori crescono nell'organo di origine 5. A differenza dei modelli eterotopici, in cui le linee di cellule o frammenti di tumore vengono impiantati per via sottocutanea, la modellazione ortotopico permette per la ricreazione del microambiente tumorale e imita l'interazione delle cellule tumorali con l'ambiente circostante 6. Il modello di xenotrapianto descritto qui deriva tumori dal pancreas linea di cellule umane di cancro PANC-1 GFP, che è geneticamente per esprimere la proteina fluorescente verde (GFP). Rilevamento GFP permette di imaging e monitoraggio della crescita tumorale e metastasi 7 non invasivo. Lo sviluppo del tumore avviene rapidamente, spontaneamente, e assomiglia molto a quello dei tumori primari di umani malati di cancro del pancreas 8. modelli ortotopico fornire una previsione più accurata della efficacia del farmaco in risposta ad agenti terapeutici, mentreimitando il microambiente tumorale.

Come accennato in precedenza, questo modello animale permette la rilevazione fluorescente della crescita tumorale e metastasi in tempo reale. rilevazione fluorescente consente una formazione immagine più diretta / dal vivo rispetto a luminescenza. Con la fluorescenza della luce emessa è il risultato di una eccitazione da un'altra luce di una lunghezza d'onda; mentre in luminescenza, la luce emessa è il risultato di una reazione chimica e non può avere forti emissioni 9. Inoltre, tutto il corpo imaging in vivo fluorescente non è dannoso per l'animale e permette ai ricercatori di monitorare la crescita del tumore nel tempo in risposta a trattamenti terapeutici.

Protocol

Il protocollo descritto di seguito viene eseguito sotto la guida e l'approvazione del Comitato di cura e l'uso di animali di Western University. Tutti gli esperimenti sono eseguiti in conformità con tutte le linee guida, dei regolamenti e agenzie di regolamentazione. Cultura 1. cellulare Preparazione del terreno completo Utilizzando una cappa di sicurezza biologica Classe II, preparare terreno completo aggiungendo asetticamente siero fetale bovin…

Representative Results

Il metodo descrive un impianto ortotopico chirurgica delle cellule tumorali pancreatiche umane fluorescenti, concentrandosi sulla preparazione della sospensione cellulare iniettabile, anestesia adeguata per roditori, la consegna di sospensione cellulare tramite laparotomia, e l'uso di fluorescenza in vivo piccola dell'imaging animali. Il rilevamento di un segnale verde di fluorescenza (segnale GFP) tra due e tre settimane dopo l'impianto, fornisce ai ricercatori un s…

Discussion

Descriviamo un modello murino ortotopico di cancro pancreatico che esprime GFP, consentendo così il monitoraggio non invasivo della crescita tumorale mediante intero corpo imaging fluorescente vivo (Figura 1). Questa tecnica permette di monitorare lo sviluppo del tumore in tempo reale (figura 3); può essere uno strumento importante per i ricercatori di studiare l'efficacia terapeutica dei nuovi farmaci contro il cancro al pancreas. Un altro aspetto importante di …

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank the Western University of Health Sciences for the Intramural Grant.

Materials

RPMI media 1640  Caisson Labs  RPL03-500ML
Fetal Bovine Serum  Gibco 10437-077
Penicillin Streptomycin   Thermo Ficher Sci 15140-122
Matrigel HC  Corning  354248
SutureVet PGA 6-0 PGA Henry Schein 39010
Alcare or Foamed Antiseptic Handrub Steris 639680
DPBS (Dubelcco's Phosphate-Buffered saline)  Thermo Ficher Sci 21300025
TB Syringe 27G1/2 Becton Dickinson 305620
Isoflurane  Blutler Schein 50562
Ketoprofen  Fort Dodge Animal Health 
Surgical Scissors, 5.5"straight mayo  Henry Schein 22-1600
PANC-1 GFP cell line  Anticancer, Inc
Small Animal Imaging System:
iBOx Scientia, UVP : UVP, LLC  Upland, CA.  Small Animal Imaging System to observe the fluorescent tumor in live animals

Riferimenti

  1. Smyth, E., Cunningham, D., Kasper, D., et al. . Harrison’s Principles of Internal Medicine. , (2015).
  2. Mahipal, A., Frakes, J., Hoffe, S., Kim, R. Management of borderline resectable pancreatic cancer. World J Gastrointest Oncol. 7, 241-249 (2015).
  3. De La Cruz, M. S., Young, A. P., Ruffin, M. T. Diagnosis and management of pancreatic cancer. Am Fam Physician. 89, 626-632 (2014).
  4. Frese, K. K., Tuveson, D. A. Maximizing mouse cancer models. Nat Rev Cancer. 7, 645-658 (2007).
  5. Hoffman, R. M. Patient-derived orthotopic xenografts: better mimic of metastasis than subcutaneous xenografts. Nat Rev Cancer. 15, 451-452 (2015).
  6. Hoffman, R. M. The multiple uses of fluorescent proteins to visualize cancer in vivo. Nat Rev Cancer. 5, 796-806 (2005).
  7. Jiang, Y. J. Establishment of an orthotopic pancreatic cancer mouse model: cells suspended and injected in Matrigel. World J Gastroenterol. 20, 9476-9485 (2014).
  8. Arranz, A., Ripoll, J. Advances in optical imaging for pharmacological studies. Front Pharmacol. 6, 189 (2015).
  9. Metildi, C. A., Kaushal, S., Hoffman, R. M., Bouvet, M. In vivo serial selection of human pancreatic cancer cells in orthotopic mouse models produces high metastatic variants irrespective of Kras status. J Surg Res. 184, 290-298 (2013).
  10. Kim, M. P. Generation of orthotopic and heterotopic human pancreatic cancer xenografts in immunodeficient mice. Nat Protoc. 4, 1670-1680 (2009).
  11. Katz, M. H. Survival efficacy of adjuvant cytosine-analogue CS-682 in a fluorescent orthotopic model of human pancreatic cancer. Cancer Res. 64, 1828-1833 (2004).
  12. Bouvet, M. Real-time optical imaging of primary tumor growth and multiple metastatic events in a pancreatic cancer orthotopic model. Cancer Res. 62, 1534-1540 (2002).
check_url/it/54337?article_type=t

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Citazione di questo articolo
Moreno, J. A., Sanchez, A., Hoffman, R. M., Nur, S., Lambros, M. P. Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer. J. Vis. Exp. (115), e54337, doi:10.3791/54337 (2016).

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