יצירת מודל של סרטן שד גרורתי Orthotopic מאתר וביצוע מאתר כריתה רדיקלית
Summary
אנחנו מציגים את orthotopic מאתר השד סרטן ומודל כריתה רדיקלית בטכנולוגיה ביולומינסנציה לכמת את נטל הגידול לחקות התקדמות סרטן השד אנושי.
Abstract
מודלים העכבר in vivo כדי להעריך את התקדמות סרטן השד חיוניים לחקר הסרטן, כולל פיתוחים סמים פרה. עם זאת, הרוב המכריע של פרטים טכניים מעשיים מושמטים נפוץ ב לאור כתבי יד מה, לכן, שהופך את זה מאתגר לשחזר את הדגמים, במיוחד כשזה כרוך טכניקות ניתוחיות. ביולומינסנציה הטכנולוגיה מאפשרת על ההערכה של כמויות קטנות של תאים סרטניים גם כאשר הגידול הוא לא מוחשי. ניצול לבטא לוציפראז תאים סרטניים, אנחנו לבסס טכניקה חיסון orthotopic של סרטן השד, בקצב גבוה tumorigenesis. גרורות בריאה שקובעת ניצול של שמחוץ טכניקה. ואז, להקים מודל כריתה עם שיעור הישנות מקומית נמוכה כדי להעריך את נטל גידול גרורתי. במסמך זה, אנו מתארים, בפירוט, טכניקות כירורגיות של orthotopic-השרשה ו כריתה לסרטן השד עם שיעור גבוה tumorigenesis ו שיעורי הישנות מקומית נמוכה, בהתאמה, כדי לשפר את יעילות מודל של סרטן השד.
Introduction
מודלים בעלי חיים לשחק תפקיד מפתח בחקר הסרטן. כאשר השערה זה הוכח במבחנה, זה צריך להיבדק ויוו להערכת הרלוונטיות הקלינית שלה. התקדמות סרטן, גרורות לעיתים קרובות יותר בשבי על ידי מודלים בעלי חיים לעומת מודלים במבחנה, זה חיוני כדי לבדוק תרופה חדשה במודל חיה כמו מחקר קליני סמים פיתוח1,2. עם זאת, הפרטים הטכניים של ניסויים בבעלי חיים מתוארים לעתים קרובות לא טוב המאמרים שפורסמו, שהופך אותו מאתגר לשחזר את המודל בהצלחה. אכן, המחברים שהקים חיסון ו כריתה מודלים אלה orthotopic עברה תהליכים ארוכים קפדני של ניסוי וטעייה. שיעור ההצלחה של tumorigenesis לאחר חיסון תאי סרטן הוא אחד הגורמים מפתח כדי לקבוע את ההצלחה ואת היעילות של חיים לומדים3. את שורת התאים את מספר התאים כדי לחסן חיסון באתר, את המתח של העכברים גורמים חשובים כל בקרב אנשי עסקים ותיירים כאחד. זה ידוע כי ישנם וריאציות ענקי בתוצאות של ניסויים בבעלי חיים בשל הבדלים אישיים, לעומת טכניקות הפרייה. לכן, באמצעות מודל ומבוססת עם טכניקה סטנדרטית היא חשובה להשיג תוצאות יציב, כדי לשפר את היעילות של ניסויים בבעלי חיים, וכדי למנוע תוצאות מטעות.
מאמר זה מספק טכניקות ומבוססת4 להפקת השד סרטן orthotopic ו כריתה העכבר מודלים. המטרות של שיטות אלה הן 1) כדי לחקות התקדמות סרטן השד אנושי וקורסי טיפול ו- 2) כדי לערוך ניסויים ויוו עם שיעור הצלחה גבוה יותר לעומת אחרים חיסון סרטן השד או כריתת שד טכניקות ויעילות רבה יותר. Orthotopic סרטן תאי חיסון, כדי לחקות את התקדמות סרטן השד אנושי, אנחנו לבחור כרית שומן החלב #2 כאתר חיסון, אשר ממוקם באזור החזה. ברוב המחקרים, תאים סרטניים בשד מחוסנים subcutaneously5. טכניקה זו אינה דורשת ניתוח, לפיכך, הוא פשוט וברור. עם זאת, microenvironment תת עורית שונה לגמרי microenvironment בלוטת חלב, שתוצאתה התקדמות סרטן שונים ופרופילים אפילו מולקולרית6,7. מספר מחקרים להשתמש בלוטת החלב #4, הממוקמת בחלל הבטן, כמו האתר חיסון6. אולם, מאז #4 עטין נמצאים בחלל הבטן, הדפוס גרורתי השכיח ביותר הוא גרורות בחלל הצפק7, אשר מתרחשת עם פחות מ- 10% של סרטן שד גרורתי8. סרטן השד שנוצר על ידי הטכניקה המובאת כאן, בבלוטת החלב #2, מתפשט אל הריאות, אשר הוא אחד הנפוצים ביותר השד סרטן גרורתי אתרי9.
בטכניקה זו, המטרה היא גם להשיג שיעור גבוה יותר של tumorigenesis עם השתנות גודל הגידול מינימלי לעומת טכניקות חיסון אחרות סרטן השד. כדי לעשות זאת, תאים סרטניים מושעה בתערובת חלבון ז’לטין מחוסנים תחת חזון ישירה דרך חתך קיר החזה הקדמי החציוני. טכניקה זו מפיקה קצב tumorigenesis גבוהה עם פחות השתנות גידול בגודל וצורה לעומת הזרקה תת עורית או ניתוחי, כפי שדווחה בעבר3,7.
אנחנו מוסיפים גם טכניקה כריתה רדיקלית העכבר שבו הגידול השד orthotopic הוא resected עם הרקמות הסובבות ואת בלוטות הלימפה בבית השחי. בהגדרה קלינית, רמת הטיפול לחולי סרטן השד ללא גרורות רחוקות המחלה הוא כריתה10,11. לפני כריתת שד, לנתיחה הלימפה בבית השחי הצומת גרורות הוא שנסקרו על ידי הדמיה ו בלוטת הזקיף ביופסיה. אם אין עדות לנתיחה הלימפה בבית השחי הצומת גרורות, החולה ואז מטופל עם כריתה מוחלט או חלקי, שבו ההסרה לנתיחה הלימפה בבית השחי הצומת מושמט. סך כריתה היא טכניקה לכרות את סרטן השד עם רקמת השד כולו en bloc, בעוד כריתה חלקית היא לכרות את סרטן השד עם שוליים של סביב רקמת השד רגיל בלבד, ובכך שימור רקמת השד רגיל הנותר אצל החולה. עם זאת, חולים אשר לשמר שנותרו רקמת השד רגיל לאחר כריתה חלקית לדרוש הקרנות לאחר הניתוח כדי למנוע הישנות מקומית10. מטופלים עם לנתיחה הלימפה בבית השחי הצומת גרורות מתחייב כריתה רדיקלית אשר מסיר את סרטן השד עם נורמלי כל השד רקמות, בבית השחי הלימפה, פלש לרקמות en גוש10,11. במודל עכבר, מעקב לנתיחה הלימפה בבית השחי הצומת גרורות ו/או שלאחר קרינה אינה סבירה או ריאלי. לפיכך, אנו מנצלים את הטכניקה כריתה רדיקלית כדי למנוע גרורות הצומת לימפה מקומיות או בבית השחי.
חיסון תאי סרטן דרך הווריד הזנב של הוא הנפוץ ביותר ריאות גרורות העכבר מודל12, מה שנקרא “גרורות ניסיוני”. מודל זה קל ליצור, ללא צורך בניתוח; עם זאת, זה לא לחקות התקדמות סרטן השד אנושי והתוצאה עשויה להיות התנהגות שונים במחלה גרורתית. כדי לחקות את הקורס לטיפול סרטן השד אנושי שבו גרורות מתרחש לעיתים קרובות לאחר כריתת שד, הגידול העיקרי הוא הוסר לאחר חיסון תאי סרטן orthotopic. טכניקה זו מייצרת פחות המקומיים הישנות לעומת כריתה הגידול פשוטה, כפי שדווחה בעבר13, והיא שימושית על הריפוי, מחקרים פרה, ועל מחקרים סרטן שד גרורתי. מהטכניקות שתוארו כאן חלים עבור רוב השד סרטן orthotopic דגם הניסויים. עם זאת, חשוב לקחת בחשבון כי התערובת חלבון כמו ג’לי יכול להשפיע על microenvironment, ניתוח יכול להשפיע על התגובה החיסוניתמתח/14. לכן, החוקרים ללמוד את microenvironment ו/או מתח/מערכת החיסון צריך להיות מודע של פוטנציאל משתנה מתערב גורמים.
Protocol
Representative Results
Discussion
בעשור האחרון, אנו יש כבר הקמת מספר דגמים מאתר סרטן, כולל השד סרטן מודלים3,7,13,16,20,21. בעבר, הפגנו כי השד סרטן תא orthotopic חיסון לתוך הרקמה בלוטת חלב תחת חזון ישירה מיוצר גידול גדול יותר עם פ…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמך על ידי מענק-NIH גרנט R01CA160688, סוזן ג קרן Komen החוקר יזמה מחקר (IIR12222224) K.T. לעכברים ביולומינסנציה תמונות נרכשו על-ידי המשאב המשותף Translational הדמיה משאב משותף בפארק רוזוול מקיף במרכז לחקר הסרטן, אשר נתמך על ידי סרטן מרכז תמיכה גרנט (P30CA01656) ועל מכשור משותפים גרנט (S10OD016450).
Materials
| Micro Dissection Scissors | Roboz | RS-5983 | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Adson Forceps | Roboz | RS-5233 | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Needle Holder | Roboz | RS-7830 | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Mayo | Roboz | RS-6873 | For ex vivo |
| 5-0 silk sutures | Look | 774B | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Dry sterilant (Germinator 500) | Braintree Scientific | GER 5287-120V | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Clipper | Wahl | 9908-717 | For cancer cell inoculation and masstectomy |
| Matrigel | Corning | 354234 | For cancer cell inoculation |
| D-Luciferin, potassium salt | GOLD-Bio | LUCK-1K | For bioluminescence quantification |
| Roswell Park Memorial Insitute 1640 | Gibco | 11875093 | For cell culture |
| Fetal Bovine Serub | Gibco | 10437028 | For cell culture |
| Trypsin-EDTA (0.25%) | Gibco | 25200056 | For cell culture |
Riferimenti
- Rashid, O. M., Takabe, K. Animal models for exploring the pharmacokinetics of breast cancer therapies. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 11 (2), 221-230 (2015).
- Schuh, J. C. Trials, tribulations, and trends in tumor modeling in mice. Toxicologic Pathology. 32, 53-66 (2004).
- Katsuta, E., et al. Modified breast cancer model for preclinical immunotherapy studies. Journal of Surgical Research. 204 (2), 467-474 (2016).
- Sidell, D. R., et al. Composite mandibulectomy: a novel animal model. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 146 (6), 932-937 (2012).
- Ewens, A., Mihich, E., Ehrke, M. J. Distant metastasis from subcutaneously grown E0771 medullary breast adenocarcinoma. Anticancer Research. 25, 3905-3915 (2005).
- Kocaturk, B., Versteeg, H. H. Orthotopic injection of breast cancer cells into the mammary fat pad of mice to study tumor growth. Journal of Visualized Experiments. (96), e51967 (2015).
- Rashid, O. M., et al. An improved syngeneic orthotopic murine model of human breast cancer progression. Breast Cancer Research and Treatment. 147 (3), 501-512 (2014).
- Bertozzi, S., et al. Prevalence, risk factors, and prognosis of peritoneal metastasis from breast cancer. SpringerPlus. 4, 688 (2015).
- Kennecke, H., et al. Metastatic behavior of breast cancer subtypes. Journal of Clinical Oncology. 28 (20), 3271-3277 (2010).
- Valero, M. G., Golshan, M. Management of the Axilla in Early Breast Cancer. Cancer Treatment and Research. 173, 39-52 (2018).
- . Breast Cancer, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology Available from: https://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/breast.pdf (2018)
- Versteeg, H. H., et al. Inhibition of tissue factor signaling suppresses tumor growth. Blood. 111 (1), 190-199 (2008).
- Katsuta, E., Rashid, O. M., Takabe, K. Murine breast cancer mastectomy model that predicts patient outcomes for drug development. Journal of Surgical Research. 219, 310-318 (2017).
- Veenhof, A. A., et al. Surgical stress response and postoperative immune function after laparoscopy or open surgery with fast track or standard perioperative care: a randomized trial. Annals of Surgery. 255 (2), 216-221 (2012).
- Wei, S., Siegal, G. P. Surviving at a distant site: The organotropism of metastatic breast cancer. Seminars in Diagnostic Pathology. 35 (2), 108-111 (2018).
- Nagahashi, M., et al. Sphingosine-1-phosphate produced by sphingosine kinase 1 promotes breast cancer progression by stimulating angiogenesis and lymphangiogenesis. Ricerca sul cancro. 72 (3), 726-735 (2012).
- Jones, C., Lancaster, R. Evolution of Operative Technique for Mastectomy. Surgical Clinics of North America. 98 (4), 835-844 (2018).
- Rashid, O. M., Maurente, D., Takabe, K. A Systematic Approach to Preclinical Trials in Metastatic Breast Cancer. Chemotherapy (Los Angeles). 5 (3), (2016).
- Ramaswamy, S., Ross, K. N., Lander, E. S., Golub, T. R. A molecular signature of metastasis in primary solid tumors. Nature Genetics. 33 (1), 49-54 (2003).
- Aoki, H., et al. Murine model of long-term obstructive jaundice. Journal of Surgical Research. 206 (1), 118-125 (2016).
- Terracina, K. P., et al. Development of a metastatic murine colon cancer model. Journal of Surgical Research. 199 (1), 106-114 (2015).
- Rashid, O. M., et al. Is tail vein injection a relevant breast cancer lung metastasis model?. Journal of Thoracic Disease. 5 (4), 385-392 (2013).
- Rashid, O. M., et al. Resection of the primary tumor improves survival in metastatic breast cancer by reducing overall tumor burden. Surgery. 153 (6), 771-778 (2013).
- Troy, T., Jekic-McMullen, D., Sambucetti, L., Rice, B. Quantitative comparison of the sensitivity of detection of fluorescent and bioluminescent reporters in animal models. Molecular Imaging. 3 (1), 9-23 (2004).
- Adams, S. T., Miller, S. C. Beyond D-luciferin: expanding the scope of bioluminescence imaging in vivo. Current Opinion in Chemical Biology. 21, 112-120 (2014).
- Close, D. M., Xu, T., Sayler, G. S., Ripp, S. In vivo bioluminescent imaging (BLI): noninvasive visualization and interrogation of biological processes in living animals. Sensors (Basel). 11 (1), 180-206 (2011).
- Chen, H., Thorne, S. H. Practical Methods for Molecular In Vivo Optical Imaging. Current Protocols in Cytometry. 59 (1224), (2012).
- Wurdinger, T., et al. A secreted luciferase for ex vivo monitoring of in vivo processes. Nature Methods. 5 (2), 171-173 (2008).
- Aoki, H., et al. Host sphingosine kinase 1 worsens pancreatic cancer peritoneal carcinomatosis. Journal of Surgical Research. 205 (2), 510-517 (2016).
