Cell הזרקת הסרטן Intracarotid לייצר מודלי עכבר של המוח גרור
Summary
גרורה במוח הפך צורך רפואי דחוף כמו השכיחות שלה גדלה תוך אופציות טיפוליות נותרו פליאטיבי. יצירת מודלים של בעלי חיים הניסיונות של גרורות במוח באמצעות זריקת intracarotid העורקת של תאי סרטן מקל מחקרים מכניסטית של ביולוגית המחלה והערכת משטרי התערבות רומן.
Abstract
גרורות, התפשטות וצמיחה של תאים ממאירים באתרים משניים בתוך הגוף של המטופל, מהווה> 90% לתמותה מסרטן. לאחרונה, התקדמות מרשימה טיפולים חדשניים כבר האריכה דראמטי הישרדות ואיכות חיים משופרת עבור חולי סרטן רבים. למרבה הצער, שכיחות ישנת גרורתית המוח היא מהירה עולה, וכל הטיפולים הקיימים כיום הם פליאטיבי בלבד. לפיכך, במודלים של בעלי חיים ניסיוניים טובים יש צורך דחוף כדי להקל מעמיק מחקרים של ביולוגית המחלה ועל מנת להעריך את משטר טיפולי חדשני להערכה פרה-קלינית. עם זאת, סטנדרט assay גרור vivo באמצעות הזרקת זנב וריד של תאים סרטניים מייצר בעיקר גרור ריאות; חיות בדרך כלל נכנעים ניטלים גידול ריאות לפני כל תולדה משמעותית של גרורות במוח. הזרקת intracardiac של תאים סרטניים מייצרת גרורות לאתרי איברים מרובים כולל המוח; עם זאת, variability של הגידול מיוצר עם המודל הזה הוא גדול, ריסון השירות שלה בהערכת יעילות טיפולית. כדי ליצור מודלים של בעלי חיים אמינים ועקביים ללימוד גרור במוח, כאן אנו מתארים תהליך הייצור גרור במוח ניסיוני עכבר הבית (musculus Mus) באמצעות זריקת intracarotid של תאים סרטניים. גישה זו מאפשרת אחד כדי לייצר מספר רב של עכברי מוח גרורי נושאות עם מאפייני צמיחה ותמותה דומים, ובכך להקל על מאמצי מחקר לחקור מנגנונים ביולוגיים בסיסיים ועל מנת להעריך את הסוכנים טיפוליים חדשניים.
Introduction
גרורות של סרטן במערכת העצבים המרכזית (CNS) היא מחלה הרסנית, והוא יכול לכלול גם את המוח parenchyma או leptomeninges ( "גרורות במוח" מתייחס הן במאמר זה). זהו גידול ממאיר תוך גולגולתי השולט, עולים במספרם גליומות הראשוני על ידי> 10: 1 1, 2. סרטן הריאות, סרטן השד ומלנומה שלוש מחל נאופלסטיות הגדולות העליונות מייצר מקרים גבוהים של המוח גרור 3, 4. בשנים האחרונות, התקדמות מרשימה טיפולים בסרטן רומן כבר האריכה דראמטי הישרדות ואיכות חיים משופרת עבור חולי סרטן רבים. עם זאת, על הישנות, השכיחות של גרורות במוח עולה בקצב מהיר. לדוגמא, trastuzumab הנוגדן אנטי HER2 (הרצפטין) הוכיח יעילות קלינית משמעותית בחולים עם HER2 + סרטן השד; עדיין מגמה מטרידה התפתחהבחולים אלה: עד 1/3 אלה שמחלתם המערכתית extracranial נהנה בתחילה מטיפול trastuzumab מאוחר יותר לפתח מוח גרור 5, 6, 7. למרבה הצער, חולים עם גרורות במוח הם מגיבים כמעט כל טיפולים הקיימים כיום, בדרך כלל חווים הידרדרות טראומטית של איכות החיים, ואת ההישרדות לשנה אחת שלהם לאחר האבחון היא רק ~ 20% 8. הטיפולים הקיימים נגד גרורות במוח (כולל סטרואידים, רדיותרפיה גולגולתי, כריתה כירורגית בחולים נבחרים) הם רק פליאטיבי, אין בהן כדי לרפאה 9. לכן, גרורות במוח מתגלה האתגר הבא המרשים בעידן זה של טיפולים בסרטן הרומן. כדי להתמודד עם האתגר לא מסופק חולות פניו מדי יום במרפאת, אנו זקוקים בדחיפות כדי להבין טוב יותר את המנגנון הבסיסי של גרורות במוח ולהשתמש בידע הזה כדי לפתח טיפולים חדשניים.
<pClass = "jove_content"> קולוניזציה מוצלחת של המוח על ידי תאים סרטניים גרורתי דורשת ביצוע סדרה של פונקציות המתווכות על ידי האינטראקציה המורכבת של שחקנים ביולוגיים רבים, כגון המעקף של מחסום דם המוח (BBB) ולברוח מהמוח של פנימי מנגנוני הגנה חיסוניים 10, שאף אחד מהם הוא לחזור בדיוק לשעבר vivo או במערכת במבחנה. לפיכך, ראוי ונאמן במודלים vivo הם קריטיים עבור מחקרים של גרורות במוח. קונבנציונלי ב assay גרורה vivo מציג תאים סרטניים באמצעות הזרקה לוריד זנב, מוביל את רוב התאים שהשתכנו הריאה. נגעי המוח גרורתי לעתים רחוקות מיוצרים דגמים אלה לפני מותו חיה הנגרמת על ידי ניטל גידול בתוך הריאות 11. הזרקה תוך-מוחית ישירה של תאים סרטניים מייצרת תולדת גידול עקבית של מערכת העצבים המרכזי, והוא בשימוש נרחב במחקרים של גליומות עיקרי. עם זאת, sהזרקת uch פוגעת BBB וגורמת פציעה טראומטית באתר הזרקה, הוא נקודות עיקריות של דאגה באשר הרלוונטי הפיזיולוגית של מודל זה. תוואי אחר הקדמה סרטן תאים בשימוש תכוף, הזרקת intracardiac, הוא קל לניהול אין לייצר גרורות ניסיוני אל מערכת העצבים המרכזית. עם זאת, גרורה במקביל לאתרי איבר אחרים מאשר CNS מיוצרים תמיד ועלול לגרום לתמותה חיה 11; לפיכך, הרמה הגבוהה של השתנות של מודל זה עושה את זה מתאים הערכה כמותית של מנגנונים ביולוגיים או סוכנים טיפוליים עם מספר מצומצם של בעלי חיים.כאן אנו מתארים את ההליכים לייצר גרורות במוח ניסיון באמצעות ההזרקה של תאים סרטניים לתוך עורק התרדמה המשותף. השתמשנו בגישה זו כדי לנתח תרומות 'גנים בודדים אל מפל גרורתי של גרורות במוח להעריך יעילות של התערבות טיפוליתים 12, 13. יתרונותיו העיקריים של גישה זו הם הרמה הגבוהה של שחזור מידה נמוכה של השתנות; החיסרון העיקרי הוא התחכום והמיומנות הדרושים לביצוע המיקרו-כירורגיה.
Protocol
Representative Results
Discussion
השלבים הקריטיים ביותר להזרקת עורקי תרדמה מוצלחת של תאים סרטניים הם: 1) הרדמה עמוקה של עכבר כהכנת פעולה כירורגית; 2) מיקום קבוע של עורק תרדמה על גבי תמיכת הכותנה; 3) קשירה הדוקה של עורק תרדמה לאחר זריקה מוצלחת.
הרדמה עמוקה של ~ 30 דקות ב?…
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).
