Intracarotidea Cancer Cell iniezione per produrre modelli murini di cervello Metastasi
Summary
Cervello metastasi è diventato un bisogno medico non soddisfatto urgente come la sua incidenza è aumentata mentre le opzioni terapeutiche sono rimaste palliative. La creazione di modelli animali sperimentali di metastasi cerebrali tramite iniezione arteriosa intracarotidea delle cellule tumorali facilita gli studi meccanicistici della biologia della malattia e la valutazione dei regimi di intervento innovative.
Abstract
Metastasi, la diffusione e la crescita di cellule maligne nei siti secondari all'interno del corpo di un paziente, rappresenta> 90% della mortalità per cancro. Recentemente, impressionanti progressi nelle nuove terapie hanno notevolmente prolungato la sopravvivenza e una migliore qualità della vita per molti malati di cancro. Purtroppo, l'incidenza di recidive cerebrali metastatici sta rapidamente crescendo, e tutte le terapie attuali sono solo palliativi. Quindi, buoni modelli sperimentali animali sono urgentemente necessari per facilitare studi approfonditi della biologia della malattia e per valutare nuovi regimi terapeutici per la valutazione preclinica. Tuttavia, lo standard di test metastasi vivo tramite coda vena iniezione delle cellule tumorali produce prevalentemente lesioni metastatiche del polmone; animali in genere soccombono alla massa tumorale del polmone prima di qualsiasi conseguenza significativa delle metastasi cerebrali. Intracardiaca iniezione di cellule tumorali produce lesioni metastatiche a più siti di organi compreso il cervello; tuttavia, la variabilità della crescita tumorale prodotto con questo modello è grande, smorzando la sua utilità nella valutazione dell'efficacia terapeutica. Per generare modelli animali affidabili e coerenti per lo studio metastasi cerebrali, qui si descrive una procedura sperimentale per la produzione di metastasi cerebrali in casa del mouse (Mus musculus) tramite iniezione intracarotidea delle cellule tumorali. Questo approccio permette di produrre gran numero di topi di metastasi cerebrali-cuscinetto con simili caratteristiche di crescita e di mortalità, facilitando in tal modo gli sforzi di ricerca per lo studio dei meccanismi biologici fondamentali e per valutare nuovi agenti terapeutici.
Introduction
La metastasi del cancro al sistema nervoso centrale (SNC) è una malattia devastante, e può comportare l'parenchima cerebrale o le leptomeningi ( "metastasi cerebrali" si riferisce sia in questo articolo). E 'il tumore intracranico predominante, superando in numero gliomi primari per> 10: 1 1, 2. Il cancro del polmone, il cancro al seno, e il melanoma sono i primi tre principali malattie neoplastiche che producono alta incidenza di metastasi cerebrali 3, 4. Negli ultimi anni, notevoli progressi nelle nuove terapie per il cancro sono notevolmente prolungato la sopravvivenza e una migliore qualità della vita per molti malati di cancro. Tuttavia, sulla recidiva, l'incidenza di metastasi cerebrali è in rapido aumento. Ad esempio, il trastuzumab anticorpo anti-HER2 (trastuzumab) ha dimostrato notevole efficacia clinica nei pazienti con carcinoma mammario HER2 +; ancora una preoccupante tendenza è emersain questi pazienti: fino a 1/3 di coloro la cui extracranica malattia sistemica inizialmente beneficiato di un trattamento con trastuzumab successivamente sviluppare metastasi cerebrali 5, 6, 7. Purtroppo, i pazienti con metastasi cerebrali sono refrattari a quasi tutte le attuali trattamenti, di solito sperimentare un deterioramento traumatica della qualità della vita, e la loro sopravvivenza a un anno dopo la diagnosi è solo ~ 20% 8. Le attuali terapie per metastasi cerebrali (compresi gli steroidi, la radioterapia cranica, e la resezione chirurgica nei pazienti selezionati) sono solo palliative, non curativo 9. Pertanto, metastasi cerebrali sta emergendo come la prossima sfida imponente in questa epoca di nuove terapie del cancro. Per affrontare la sfida insoddisfatti i pazienti devono affrontare ogni giorno nella clinica, abbiamo urgente bisogno di capire meglio il meccanismo alla base di metastasi cerebrali e usare questa conoscenza per sviluppare nuove terapie.
<pclass = "jove_content"> colonizzazione successo del cervello da cellule tumorali metastatiche richiede prestazioni di una serie di funzioni mediate dall'interazione intricata di più giocatori biologici, come il bypass della barriera ematoencefalica (BBB) e la fuga dal cervello di intrinseca meccanismi di difesa immunitari 10, nessuna delle quali si riassume in un ex vivo o in vitro sistema. Quindi, la corretta e fedele a modelli in vivo sono fondamentali per gli studi di metastasi cerebrali. Un convenzionale nel test in vivo metastasi introduce le cellule tumorali mediante iniezione vena della coda, che porta la maggior parte delle cellule di rimanere incastrati nel polmone. Lesioni metastatiche cerebrali sono raramente prodotte in questi modelli animali prima della morte causata da carico tumorale nei polmoni 11. iniezione diretta intracerebrale di cellule tumorali produce escrescenza tumorale consistente nel SNC ed è ampiamente usato in studi di gliomi primari. Tuttavia, siniezione uch compromette la BBB e provoca lesioni traumatiche al sito di iniezione, entrambi i punti principali di preoccupazione per quanto riguarda la rilevanza fisiologica di questo modello. Un altro uso frequente percorso introduzione delle cellule del cancro, iniezione intracardiaca, è facile da amministrare e che produce metastasi sperimentale al sistema nervoso centrale. Tuttavia, le metastasi simultanee a siti di organi diversi da quelli del sistema nervoso centrale sono sempre prodotte e possono causare la mortalità degli animali 11; Pertanto, l'elevato grado di variabilità di questo modello rende appropriati per la valutazione quantitativa dei meccanismi biologici o agenti terapeutici con un numero limitato di animali.Qui si descrivono le procedure per la produzione sperimentale metastasi cerebrali tramite l'iniezione di cellule tumorali in arteria carotide comune. Abbiamo usato questo approccio per sezionare i contributi singoli geni 'alla cascata metastatica di metastasi cerebrali e per valutare l'efficacia di un intervento terapeuticos 12, 13. I principali vantaggi di questo approccio sono l'elevato grado di riproducibilità e basso grado di variabilità; Lo svantaggio principale è la sofisticazione e la destrezza necessaria per eseguire la microchirurgia.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le fasi più critiche per successo iniezione arteriosa carotidea delle cellule tumorali sono: 1) anestesia profonda di topo in preparazione per il funzionamento chirurgico; 2) il posizionamento stabile della carotide sulla sommità del supporto di cotone; 3) stretto legatura dell'arteria carotide dopo l'iniezione di successo.
anestesia profonda di ~ 30 minuti è di solito necessario per le prestazioni chirurgiche costante sotto il microscopio da dissezione. Usiamo cocktail di 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 |
Riferimenti
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