Valutazione dell'efficacia della<em> H. pylori</em> Proteine HP-NAP come strumento terapeutico per il trattamento del cancro della vescica in un ortotopico Modello murino
Summary
Here the method to establish a syngeneic mouse model of orthotopic bladder tumour to evaluate the anti-tumour efficacy of the bacterial protein HP-NAP is described.
Abstract
Bladder cancer is one of the most common malignancies of the urogenital tract. Intravesical injection of Bacillus Calmette-Guérin (BCG) is the gold standard treatment for the high-grade non-muscle invasive bladder cancer (NMIBC). However, since the treatment-related side effects are relevant, newer biological response modifiers with a better benefit/side effects ratio are needed.
The tumour microenvironment can influence both tumour development and therapy efficacy. In order to obtain a good model, it is desirable to implant tumour cells in the organ from which the cancer originates.
In this protocol, we describe a method for establishing a tumour in the bladder cavity of female mice and subsequent delivery of therapeutic agents; the latter are exemplified by our use of Helicobacter pylori neutrophil activating protein (HP-NAP). A preliminary chemical burn of the mucosa, followed by the injection of mouse urothelial carcinoma cell line MB49 via urethral catheterization, enables the cells to attach to the bladder mucosa. After a period, required to allow an initial proliferation of the cells, mice are treated with HP-NAP, administrated again via catheterization. The anti-tumour activity of HP-NAP is evaluated comparing the tumour volume, the extent of necrosis and the degree of vascularization between vehicle- and HP-NAP-treated animals.
Introduction
Il cancro della vescica è uno dei tumori più comuni del tratto urogenitale, con circa 75.000 nuovi casi ogni anno negli Stati Uniti 1. Alti tassi di recidiva richiedono un follow-up per tutta la vita, il che rende il cancro della vescica uno dei tumori più costoso da trattare. Il trattamento gold standard per l'alta qualità NMIBC è la resezione trans-uretrale, seguita da immunoterapia intravescicale con BCG. Sebbene il meccanismo preciso della attività anti-tumorale di BCG rimane da chiarire, si ammette che l'attivazione di una risposta immune cellulo-mediata arricchito in T helper (Th) 1 e T citotossici (Tc) 1 cellule è fondamentale per il successo della terapia 2.
Nonostante il fatto che BCG rimane il trattamento di scelta per NMIBC, un'alta percentuale di pazienti non rispondono alla terapia; inoltre può causare una serie di effetti collaterali: circa il 70% dei tumori trattati ripresentarsi dopo qualche tempo e ~ 15% di avanzamento al modulo muscolo-invasivo dellamalattia. Altri effetti indesiderati associati al trattamento con BCG comprendono disuria, cistiti e infezioni renali 3-6.
Lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche deve prendere in considerazione l'uso di modelli preclinici, dopo valutazione iniziale in vitro; questo è particolarmente rilevante nei tumori le cui microambiente possono influenzare in modo significativo il loro sviluppo e la risposta al trattamento.
Negli ultimi dieci anni, abbiamo affrontato molteplici aspetti dell'attività immunomodulante di HP-NAP, una proteina prodotta dal batterio Helicobacter pylori, inizialmente identificato come in grado di promuovere l'adesione endoteliale di cellule polimorfonucleati (PMN) 7. Strutturalmente, HP-NAP appartiene alla proteina-DNA protezione in condizioni di fame (Dps) famiglia 8 e si compone di 12 subunità identiche disposte in un guscio dodecameric.
Abbiamo dimostrato che HP-NAP èun recettore Toll-like (TLR) 2 agonisti, con una forte attività immunomodulante responsabile per guidare la differenziazione dei linfociti T verso il fenotipo Th1, sia in vitro che in vivo 9-10. In virtù di tale attività, HP-NAP è in grado di reindirizzare la risposta immunitaria Th2 nella risposta Th1 più vantaggioso in un modello murino di asma allergica 11.
Per valutare il potenziale anti-tumorale Th1-dipendente di HP-NAP, abbiamo approfittato di un modello murino di cancro alla vescica sviluppato diversi anni fa da O'Donnel e colleghi 12 per valutare l'impatto della gestione BCG.
Con questo protocollo, dimostriamo che HP-NAP ha un forte potenziale antitumorale contro il cancro alla vescica e che l'efficacia della somministrazione di HP-NAP parallelo l'accumulo significativo, all'interno dei nodi del tumore e linfonodi regionali, di entrambi i linfociti Th1 e Tc1 produzione di interferone ( IFN) -γ 13 </sup>. Tumori isolati da topi HP-NAP-trattati hanno mostrato più di necrosi e meno vascolarizzazione rispetto alla controparte non trattato.
La presente relazione fornisce un protocollo passo per passo, in dettaglio la preparazione degli animali, la cateterizzazione uretrale, la combustione chimica necessaria per il fissaggio delle cellule di mucosa vescicale, e l'iniezione delle cellule tumorali. Noi descriviamo anche la somministrazione topica di HP-NAP che può essere considerato come un prototipo di agenti terapeutici sviluppati per il trattamento del cancro della vescica. Le prove ottenute confrontando i tumori isolati dal controllo e HP-NAP-animali trattati non solo sottolinea il fatto che HP-NAP potrebbe essere un buon candidato per l'immunoterapia del cancro della vescica, ma anche l'efficacia generale del set up sperimentale.
Protocol
Representative Results
Discussion
La maggior parte dei progressi nella terapia del cancro richiede test su modelli animali prima di iniziare le sperimentazioni cliniche. La possibilità di studiare biologia tumorale in vivo, approfittando di modelli animali, rappresenta uno strumento fondamentale per i ricercatori che studiano patogenesi del cancro, consentendo la valutazione dei diversi approcci terapeutici. Modelli ortotopico rimangono il gold standard 14-15, sia per l'enorme quantità di linee cellulari disponibili per imposta…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro, Ministero dell'Università e della Ricerca italiano, progetti PRIN e Progetti di Ricerca di Ateneo, concedere N ° CPDA137871, Fondazione Cariplo, concedere N ° 2011-0485 per MdB, e Finanziamento Giovani Studiosi, Università di Padova, a Gaia Codolo.
Materials
| Materials | |||
| C57BL/6J female mice | Harlan Italy (Udine, Italy) | ||
| MB49 Cells | Obtained from Prof. O'Donnel, University of Iowa Carver College of Medicine, Iowa, USA | ||
| RPMI | Sigma-Aldrich (St. Louis, Missouri, USA) | R8758 | |
| FBS | Sigma-Aldrich | F7524 | |
| PBS | Sigma-Aldrich | D1408 | 10X, to be diluted in apyrogenic water |
| Flask | Becton Dickinson (Franklin Lakes, New Jersey, USA) | 353135 | |
| Syringe 1ml | Becton Dickinson | 301358 | |
| Trypsin | Life Technologies (Waltham, Massachusetts, USA) | ||
| Gentamycin | Life Technologies | 15710-049 | |
| Xilor | Bio 98 s.r.l. (Milano, Italy) | 2% Xylazin | |
| Zoletil | Virbac (Carros, France) | 359713301992 | 5% Zolazepam + 5% Tiletamine |
| 24G Catheter | Terumo (Rome, Italy) | SR+DM2419PX | |
| HCl | Carlo Erba Reagents (Milano, Italy) | 403871 | Liquid |
| NaOH | JT Baker (Center Valley, Pennsylvania, USA) | 10095011 | Powder |
| Equipment | |||
| Surgical Scalpel | Albion Surgical Limited (Sheffield, England) | ||
| Microtome | Leica Microsystem ( Wetzlar, Germany) | RM2235 | |
| Microscope Slides | VWR International (Radnor, Pennsylvania, USA) | 631-0108 | |
| Image Analyzer | Zeiss (Jena, Germany) | Cyres System |
Materials C57BL/6J female mice Harlan Italy (Udine, Italy) MB49 Cells Obtained from Prof. O'Donnel, University of Iowa Carver College of Medicine, Iowa, USA RPMI Sigma-Aldrich (St. Louis, Missouri, USA) R8758 FBS Sigma-Aldrich F7524 PBS Sigma-Aldrich D1408 10X, to be diluted in apyrogenic water Flask Becton Dickinson (Franklin Lakes, New Jersey, USA) 353135 Syringe 1ml Becton Dickinson 301358 Trypsin Life Technologies (Waltham, Massachusetts, USA) Gentamycin Life Technologies 15710-049 Xilor Bio 98 s.r.l. (Milano, Italy) 2% Xylazin Zoletil Virbac (Carros, France) 359713301992 5% Zolazepam + 5% Tiletamine 24G Catheter Terumo (Rome, Italy) SR+DM2419PX HCl Carlo Erba Reagents (Milano, Italy) 403871 Liquid NaOH JT Baker (Center Valley, Pennsylvania, USA) 10095011 Powder Equipment Surgical Scalpel Albion Surgical Limited (Sheffield, England) Microtome Leica Microsystem ( Wetzlar, Germany) RM2235 Microscope Slides VWR International (Radnor, Pennsylvania, USA) 631-0108 Image Analyzer Zeiss (Jena, Germany) Cyres System
References
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