Intracarotid حقن الخلية السرطانية لإنتاج نماذج الماوس من الدماغ الانبثاث
Summary
أصبح ورم خبيث في الدماغ حاجة غير الملباة الطبية العاجلة نظرا لازدياد حالات الإصابة في حين الخيارات العلاجية ظلت الملطفة. إنشاء النماذج الحيوانية التجريبية من ورم خبيث في الدماغ عن طريق الحقن الشرياني intracarotid الخلايا السرطانية يسهل الدراسات الميكانيكية للبيولوجيا المرض وتقييم نظم تدخل الرواية.
Abstract
ورم خبيث، وانتشار ونمو الخلايا الخبيثة في المواقع الثانوية داخل جسم المريض، وحسابات ل> 90٪ من الوفيات الناجمة عن السرطان. في الآونة الأخيرة، والتقدم للإعجاب في علاجات جديدة قد تطول بشكل كبير البقاء على قيد الحياة وتحسين نوعية الحياة بالنسبة لكثير من مرضى السرطان. للأسف، الإصابة في الدماغ تكرار المنتشر في ازدياد مضطرد، وجميع العلاجات الحالية هي مجرد الملطفة. وبالتالي، هناك حاجة ماسة النماذج الحيوانية التجريبية جيدة لتسهيل إجراء دراسات متعمقة للبيولوجيا المرض وتقييم نظم علاجية جديدة لتقييم ما قبل السريرية. ومع ذلك، والمعيار في مقايسة الانبثاث الجسم الحي عن طريق الحقن الذيل الوريد من الخلايا السرطانية تنتج في الغالب الآفات النقيلي الرئة. عادة ما تستسلم الحيوانات إلى عبء ورم الرئة قبل أي ثمرة ذات مغزى من ورم خبيث في الدماغ. حقن داخل القلب من الخلايا السرطانية تنتج الآفات النقيلي إلى مواقع الجهاز متعددة بما في ذلك الدماغ. ومع ذلك، فإن variabiعنه lity من نمو الورم المنتجة مع هذا النموذج هو كبير مما يضعف فائدتها في تقييم فعالية العلاج. لتوليد نماذج حيوانية موثوقة ومتسقة للدراسة ورم خبيث في الدماغ، ونحن هنا وصف الإجراء لإنتاج ورم خبيث في الدماغ التجريبي في منزل الفأر (المصحف العضلة) عن طريق الحقن intracarotid من الخلايا السرطانية. هذا النهج يسمح احد لإنتاج عدد كبير من الدماغ الفئران الانبثاث الحاملة مع خصائص النمو وفيات مماثلة، وبالتالي تسهيل الجهود البحثية لدراسة الآليات البيولوجية الأساسية، وتقييم عوامل علاجية جديدة.
Introduction
من ورم خبيث من سرطان الجهاز العصبي المركزي (CNS) هو مرض مدمر، ويمكن أن تنطوي إما لحمة الدماغ أو السحايا الرقيقة ( "ورم خبيث في الدماغ" يشير إلى كل من في هذه المقالة). ومن الورم الخبيث داخل الجمجمة الغالب، يفوق عدد الاورام الدبقية الأولية التي كتبها> 10: 1 1، 2. سرطان الرئة، وسرطان الثدي، وسرطان الجلد أهم ثلاثة أمراض الأورام الرئيسية التي تنتج حوادث عالية من ورم خبيث في الدماغ 3، 4. في السنوات الأخيرة، والتقدم للإعجاب في علاجات السرطان الجديدة التي طالت بشكل كبير البقاء على قيد الحياة وتحسين نوعية الحياة بالنسبة لكثير من مرضى السرطان. ومع ذلك، عند تكرار، وحدوث ورم خبيث في الدماغ يرتفع بسرعة. على سبيل المثال، أظهرت مكافحة HER2 تراستوزوماب الأجسام المضادة (هيرسيبتين) فعالية سريرية كبيرة في المرضى الذين يعانون من HER2 + سرطان الثدي. ومع ذلك فقد ظهر اتجاه مثير للقلقفي هؤلاء المرضى: ما يصل إلى 1/3 من أولئك الذين استفادوا في البداية من العلاج تراستوزوماب في وقت لاحق تطوير ورم خبيث في الدماغ 5، 6، 7 أمراض جهازية خارج القحف. للأسف، المرضى الذين يعانون من ورم خبيث في الدماغ والحرارية للعلاجات الحالية كلها تقريبا، وعادة ما تعاني من تدهور الصدمة نوعية الحياة، والبقاء على قيد الحياة لمدة عام واحد بعد التشخيص هو فقط ~ 20٪ 8. العلاجات الحالية لورم خبيث في الدماغ (بما في ذلك المنشطات، والعلاج الإشعاعي في الجمجمة، واستئصال الجراحي في المرضى المختارين) هي مجرد الملطفة، وليس العلاجية 9. لذلك، ورم خبيث في الدماغ يبرز بوصفه التحدي فرض المقبل في هذه الحقبة من علاجات السرطان الجديدة. لمواجهة التحدي غير الملباة المرضى يواجهون كل يوم في العيادة، نحن بحاجة ماسة إلى فهم أفضل لآلية الكامنة وراء ورم خبيث في الدماغ واستخدام هذه المعرفة لتطوير علاجات جديدة.
<pالطبقة = "jove_content"> الاستعمار النجاح في الدماغ عن طريق الخلايا السرطانية المنتشر يتطلب أداء سلسلة من المهام بوساطة تفاعل معقد من اللاعبين البيولوجي متعددة، مثل تجاوز حاجز الدم في الدماغ (BBB) والهروب من الدماغ جوهري الآليات الدفاعية المناعية 10، أي من الذي لخص في خارج الجسم الحي أو في نظام المختبر. وبالتالي، السليم والمؤمنين في النماذج الحية حاسمة للدراسات من ورم خبيث في الدماغ. والتقليدية في فحص الجسم الحي ورم خبيث يدخل خلايا السرطان عن طريق حقن الوريد الذيل، مما يؤدي غالبية الخلايا لتستقر في الرئة. ونادرا ما يتم إنتاجه في الدماغ الآفات النقيلي في هذه النماذج قبل نفوق الحيوانات التي تسببها عبء الورم في الرئة 11. حقن داخل المخ مباشرة من الخلايا السرطانية تنتج متسقة ثمرة ورم في الجهاز العصبي المركزي، ويستخدم على نطاق واسع في الدراسات الاورام الدبقية الأولية. ومع ذلك، قحقن اوك يؤثر سلبا على BBB ويسبب الإصابات في موقع الحقن، وكلاهما النقاط الرئيسية ذات الاهتمام لأهمية الفسيولوجية لهذا النموذج. آخر كثيرا ما تستخدم الطريق إدخال الخلايا السرطانية، والحقن داخل القلب، من السهل لإدارة وإنتاج لا الانبثاث التجريبية إلى الجهاز العصبي المركزي. ومع ذلك، الانبثاث المتزامنة إلى مواقع الهيئة أخرى من الجهاز العصبي المركزي ودائما إنتاجها وقد يسبب نفوق الحيوانات 11؛ وبالتالي فإن درجة عالية من التباين من هذا النموذج يجعل من غير مناسب لتقييم كمي لآليات البيولوجية أو العوامل العلاجية مع عدد محدود من الحيوانات.نحن هنا وصف الإجراءات لإنتاج ورم خبيث في الدماغ التجريبية عن طريق حقن الخلايا السرطانية في الشريان السباتي المشترك. وقد استخدمنا هذا النهج لتشريح المساهمات الجينات الفردية "إلى سلسلة المنتشر من ورم خبيث في الدماغ، وتقييم فعالية التدخل العلاجيالصورة 12 و 13. وتشمل المزايا الرئيسية لهذا النهج هي درجة عالية من استنساخ وانخفاض درجة التباين. العيب الرئيسي هو التطور والبراعة المطلوبة لأداء المجهرية.
Protocol
Representative Results
Discussion
الخطوات الأكثر أهمية لنجاح حقن الشريان السباتي الشرايين من الخلايا السرطانية هي: 1) التخدير العميق من الماوس في التحضير لعملية جراحية. 2) وضع ثابت من الشريان السباتي على رأس دعم القطن. 3) ربط ضيق الشريان السباتي بعد نجاح الحقن.
التخ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| Ketamine hydrochloride/xylazine hydrochloride solution | Sigma-Aldrich | K113 | |
| Routine Stereomicroscope Leica M50 | Leica | M50 | The microscope is modular and highly configurable to fit particular space requirements. |
| Surgical disposable scapel | Integra Miltex | 4-410 | to make skin incisions |
| Tissue Forceps – 1×2 Teeth | Fine Science Tools | 11021-12 | to bluntly dissect mucles |
| Dumont #5 – Mirror Finish Forceps | Fine Science Tools | 11252-23 | to separate and prepare the carotid artery for injection |
| Spring Scissors | Fine Science Tools | 15025-10 | to cut sutures |
| EZ Clip Kit | Stoelting | 59020 | for wound cloure |
| BD Insulin Syringe | Becton Dickinson | 328438 | for cell injection |
| IVIS Spectrum In Vivo Imaging System | PerkinElmer | 124262 |
Riferimenti
- Gavrilovic, I. T., Posner, J. B. Brain metastases: epidemiology and pathophysiology. J Neurooncol. 75 (1), 5-14 (2005).
- Patchell, R. A. The management of brain metastases. Cancer Treat Rev. 29 (6), 533-540 (2003).
- Barnholtz-Sloan, J. S., et al. Incidence proportions of brain metastases in patients diagnosed (1973 to 2001) in the Metropolitan Detroit Cancer Surveillance System. J Clin Oncol. 22 (14), 2865-2872 (2004).
- Schouten, L. J., Rutten, J., Huveneers, H. A., Twijnstra, A. Incidence of brain metastases in a cohort of patients with carcinoma of the breast, colon, kidney, and lung and melanoma. Cancer. 94 (10), 2698-2705 (2002).
- Bendell, J. C., et al. Central nervous system metastases in women who receive trastuzumab-based therapy for metastatic breast carcinoma. Cancer. 97 (12), 2972-2977 (2003).
- Clayton, A. J., et al. Incidence of cerebral metastases in patients treated with trastuzumab for metastatic breast cancer. Br J Cancer. 91 (4), 639-643 (2004).
- Romond, E. H., et al. Trastuzumab plus adjuvant chemotherapy for operable HER2-positive breast cancer. N Engl J Med. 353 (16), 1673-1684 (2005).
- Mayer, M. A patient perspective on brain metastases in breast cancer. Clin Cancer Res. 13 (6), 1623-1624 (2007).
- Lin, N. U., Bellon, J. R., Winer, E. P. CNS metastases in breast cancer. J Clin Oncol. 22 (17), 3608-3617 (2004).
- Zhang, C., Yu, D. Microenvironment determinants of brain metastasis of brain metastasis. Cell Biosci. 1 (1), 8 (2011).
- Fidler, I. J., Nicolson, G. L. Organ selectivity for implantation survival and growth of B16 melanoma variant tumor lines. J Natl Cancer Inst. 57 (5), 1199-1202 (1976).
- Zhang, L., et al. Microenvironment-induced PTEN loss by exosomal microRNA primes brain metastasis outgrowth. Nature. 527 (7576), 100-104 (2015).
- Zhang, S., et al. SRC family kinases as novel therapeutic targets to treat breast cancer brain metastases. Cancer Res. 73 (18), 5764-5774 (2013).
- Lim, E., Modi, K. D., Kim, J. In vivo bioluminescent imaging of mammary tumors using IVIS spectrum. J Vis Exp. (26), (2009).
- Zhang, C., Zhang, F., Tsan, R., Fidler, I. J. Transforming growth factor-beta2 is a molecular determinant for site-specific melanoma metastasis in the brain. Cancer Res. 69 (3), 828-835 (2009).
