Intracarotid Cancer Cell Injection zu produzieren Mausmodelle von Hirnmetastase
Summary
Hirnmetastasen hat ein dringender medizinischer Bedarf werden wie ihre Häufigkeit zugenommen hat, während therapeutische Optionen palliative geblieben sind. Erstellen von experimentellen Tiermodellen von Hirnmetastasen über intracarotid arterielle Injektion von Krebszellen erleichtert mechanistische Untersuchungen der Krankheitsbiologie und Evaluierung neuartiger Interventions Regimen.
Abstract
Metastasierung, die Ausbreitung und das Wachstum von bösartigen Zellen an sekundären Standorten innerhalb des Körpers eines Patienten, Konten für> 90% der durch Krebs verursachten Todesfälle. Vor kurzem haben beeindruckende Fortschritte in der neuartigen Therapien dramatisch das Überleben und die Verbesserung der Lebensqualität verlängert für viele Krebspatienten. Leider ist schnell metastasierendem Rezidive Inzidenz von Gehirn steigt, und alle aktuellen Therapien sind nur palliative. Daher sind gute experimentelle Tiermodelle dringend notwendig in eingehende Studien der Biologie von Krankheiten zu erleichtern und neuartige Therapieschemata für die präklinische Evaluierung zu beurteilen. Jedoch erzeugt die Standard – di – vivo – Metastase Assay über Schwanzveneninjektion von Krebszellen überwiegend Lunge Metastasen; Tiere in die Lunge Tumorbelastung vor eine sinnvolle Auswuchs von Hirnmetastasen erliegen gewöhnlich. Intrakardial von Tumorzellen produziert metastatischen Läsionen zu multiplen Organ Websites einschließlich des Gehirns; jedoch die variabikeit des Tumorwachstums mit diesem Modell hergestellt ist groß, bei der Bewertung der therapeutischen Wirksamkeit seiner Nützlichkeit dämpfend. So generieren zuverlässige und konsistente Tiermodelle für Hirnmetastasen Studie beschreiben wir ein Verfahren zur Herstellung von experimentellen Hirnmetastasen in der Hausmaus (Mus musculus) über intracarotid Injektion von Tumorzellen. Dieser Ansatz ermöglicht eine große Anzahl von Hirnmetastasen tragenden Mäuse mit ähnlichen Wachstum und Mortalität Eigenschaften zu erzeugen, so dass die Forschungsanstrengungen zu erleichtern grundlegende biologische Mechanismen zu untersuchen und neuartige therapeutische Mittel zu beurteilen.
Introduction
Die Metastasierung von Krebs auf das zentrale Nervensystem (ZNS) ist eine verheerende Krankheit, und kann entweder das Hirnparenchym oder die Leptomeningen ( "Hirnmetastasen" bezieht sich sowohl auf die in diesem Artikel) einzubeziehen. Es ist die vorherrschende intracranial Malignität, outnumbering primären Gliomen von> 10: 1 1, 2. Lungenkrebs, Brustkrebs und Melanomen sind die drei wichtigsten Tumorerkrankungen, die eine hohe Inzidenz von Hirnmetastasen produzieren 3, 4. In den letzten Jahren haben beeindruckende Fortschritte in der neuen Krebstherapien, dramatisch verlängert das Überleben und die Verbesserung der Lebensqualität für viele Krebspatienten. Doch bei Wiederholung wird das Auftreten von Hirnmetastasen steigt rapide an. Beispielsweise wurde die Anti-HER2-Antikörper Trastuzumab (Herceptin) signifikante klinische Wirksamkeit bei Patienten mit HER2 + Brustkrebs nachgewiesen; noch eine beunruhigende Tendenz hat sich herausbei diesen Patienten: bis zu 1/3 von denen , deren extracranial systemische Erkrankung zunächst von Trastuzumab Behandlung profitierten später Hirnmetastase 5, 6, 7 zu entwickeln. Leider Patienten mit Hirnmetastasen sind resistent gegen fast alle gängigen Behandlungen, in der Regel eine traumatische Verschlechterung der Lebensqualität erleben, und ihre Ein-Jahres – Überleben nach der Diagnose ist nur ~ 20% 8. Aktuelle Therapien für Hirnmetastasen (einschließlich Steroide, Schädel Strahlentherapie und chirurgische Resektion bei ausgewählten Patienten) sind nur palliativ, nicht kurativ 9. Daher zeichnet sich Hirnmetastasen als die nächste imposante Herausforderung in dieser Ära neuer Krebstherapien. Zur Bewältigung jeden Tag in der Klinik die ungedeckten Herausforderung Patienten konfrontiert, brauchen wir dringend um besser auf die zugrunde liegenden Mechanismus der Hirnmetastasen zu verstehen und dieses Wissen nutzen, um neue Therapien zu entwickeln.
<pclass = "jove_content"> Successful Kolonisierung des Gehirns durch metastatische Krebszellen erfordert die Leistung einer Reihe von durch die komplizierte Wechselwirkung mehrerer biologischer Spieler vermittelte Funktionen, wie den Bypass der Blut-Hirn-Schranke (BBB) und die Flucht aus dem Gehirn des intrinsischen Immunabwehrmechanismen 10, von denen keine in einer ex vivo oder in vitro System rekapituliert wird. Daher sind geeignete und treu di – vivo – Modellen von entscheidender Bedeutung für Studien von Hirnmetastasen. Eine herkömmliche in vivo Metastasen Assay führt Krebszellen via Schwanzveneninjektion, was die Mehrzahl der Zellen in der Lunge untergebracht zu werden. Gehirn Metastasen nur selten in diesen Modellen produziert , bevor sie von Tumorbelastung in der Lunge 11 verursacht Tier Tod. Direkte intrazerebrale Injektion von Krebszellen produziert konsistente Tumorauswuchs im ZNS und weit in den Studien von primären Gliomen verwendet wird. Jedoch such Injektion beeinträchtigt die BBB und verursacht eine traumatische Verletzung an der Injektionsstelle, die beide wichtige Punkte der Besorgnis über die physiologische Relevanz dieses Modells. Ein anderes häufig verwendetes Krebszelle Einführung Weg, Intrakardial, ist einfach zu verwalten und experimentelle Metastasierung des ZNS erzeugt. Allerdings sind gleichzeitig Metastasen zu Organ anderen Stellen als das ZNS immer produziert und können Tiersterblichkeit 11 verursachen; Daher macht es die hohe Variabilität dieses Modells ungeeignet für quantitative Bewertung der biologischen Mechanismen oder therapeutische Mittel mit einer begrenzten Anzahl von Tieren.Hier haben wir die Verfahren beschreiben experimentelle Hirnmetastasen über die Injektion von Krebszellen in die Arteria carotis communis erzeugen. Wir haben diesen Ansatz Beiträge zur metastatischen Kaskade von Hirnmetastasen "einzelner Gene zu sezieren und Wirksamkeit der therapeutischen Intervention zu bewertens 12, 13. Die Hauptvorteile dieses Ansatzes sind der hohe Grad an Reproduzierbarkeit und geringer Grad an Variabilität; Der größte Nachteil ist die Raffinesse und Geschicklichkeit erforderlich, um die Mikrochirurgie durchzuführen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die kritischsten Schritte zur erfolgreichen carotis arterielle Injektion von Krebszellen sind: 1) tiefer Anästhesie von Maus in Vorbereitung für die chirurgische Operation; 2) stetig Platzierung der Arteria carotis auf der Oberseite der Baumwolle zu unterstützen; 3) dicht Ligatur der A. carotis nach erfolgreicher Injektion.
Tief Anästhesie von ~ 30 min ist in der Regel notwendig für die stationäre chirurgische Leistung unter dem Binokular. Wir verwenden kommerziell ready-to-use Ketamin…
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 |
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