חיסון intramucosal של תאי קרצינומה של תאים קשקשיים עכברים עבור פרופיל החיסונית הגידול והערכת התגובה לטיפול
Summary
כאן אנו מציגים שיטה ישימה לפיתוח מודל מאתר orthotopic של הראש והצוואר קרצינומה של תאים קשקשיים. גידולים מדגימים הרלוונטית קלינית תכונות histopathological של המחלה, לרבות נמק, בידול המסכן, גרורות קטרי הסתננות המערכת החיסונית. עכברים נושאות לפתח תסמינים הרלוונטית קלינית כולל בבליעה, הלסת הזחה של ירידה במשקל.
Abstract
הראש והצוואר קרצינומה של תאים קשקשיים (HNSCC) היא מחלה מתישה וקטלנית עם שכיחות גבוהה של מופע חוזר, כישלון הטיפול. לפתח אסטרטגיות טיפוליות כדאי, חשוב הבנה הגידול microenvironmental גורמים שתורמים עמידות לטיפול. מכשול מרכזי להבנת מנגנוני מחלות, שיפור טיפול כבר מחסור של שורות תאים מאתר הדומות הטבע אגרסיבי ולא גרורתי של האדם HNSCCs. יתר על כן, רוב דגמי מאתר מעסיקים השתלות תת עורית של גידולים שחסרה חשוב תכונות פיזיולוגיות של אזור הראש והצוואר, לרבות צפיפות כלי דם, להערכת הלימפה נרחב תושב פלורה הרירית. מטרת מחקר זה היא לפתח, לאפיין את מודל orthotopic של HNSCC. אנו מעסיקים שני קווים ברורים גנטית תא מאתר וגידולים הוקמה רירית buccal של עכברים. אנו לייעל שיטות גידול מבוססי collagenase עיכול להתאוששות האופטימלית של תאים בודדים גידולים הוקמה. הנתונים המוצגים כאן מראים כי עכברים לפתח גידולים מאוד vascularized גרורות לבלוטות הלימפה האזוריות. ניתוח cytometry המוני multiparametric תא בודד מראה הנוכחות של אוכלוסיות מגוונות מחוסן עם התאים מיאלואידית המייצג את הרוב של תאים חיסוניים כל. המודל המוצע במחקר זה יש יישומים וביולוגיה של סרטן, הגידול אימונולוגיה ו פיתוח טרום-קליניים של הריפוי. הדמיון של המודל orthotopic על המאפיינים הקליניים של מחלות אנושיות תספק כלי תרגום משופרת, שיפור תוצאות המטופל.
Introduction
HNSCC ממאירות החמישי הנפוצים ברחבי העולם, עם-600,000 חולים מאובחנים מדי שנה1. למרות טיפול אגרסיבי מעורבים כימותרפיה והקרנות (RT), שיעור ההישרדות (OS) הכולל לחולים HNSCC ללא זיהום וירוס הפפילומה האנושי (HPV) נשאר מתחת ל 50% לאחר 5 שנים2. זו במידה רבה מיוחסת microenvironment הגידול מורכב כמו גידולים יכול לנבוע במספר אתרים אנטומי ברורים בתוך אזור הראש והצוואר, לרבות buccal רירית, הלשון, הרצפה של הפה, חלל האף, חלל הפה, הלוע, oropharynx, hypopharynx. בנוסף, באזור הראש והצוואר מאוד vascularized והוא מכיל כמעט מחצית כל בלוטות הלימפה הגוף3. רוב של מחקרים חוקרת ביולוגיה סרטן הראש והצוואר להסתמך על מודלים הגידול באזור האגף. מודל שכזה יכול להציע תובנה מנגנונים פנימיים-הגידול, אך חוסר microenvironment מקורית הראש והצוואר יכול להשפיע באופן משמעותי את הפוטנציאל translational של ממצאים כאלה. אחת השיטות שבה נעשה שימוש כדי לעודד גידולים אוראלי היא באמצעות חשיפה מסרטן 9,10-דימתיל-1, 2-benzanthracene (DMBA)4. עם זאת, שיטה זו מזוהה עם תהליך ארוך, גורם גידולים חולדות, אוגרים, אבל לא אצל עכברים, גידולים וכתוצאה מכך לא ניחנת רבות מהתכונות היסטולוגית של SCCs הבדיל5,6. המבוא של carcinogen4-nitroquinoline 1-אוקסיד (4-NQO), נגזרת quinolone מסיסים במים, גרמו גידולים אוראלי העכבר בעת החלת דרך הפה אבל גם סבלה הרבה פעמים חשיפה (16 שבועות) ומוגבל לקחת שיעור בתוך ובין אצוות של עכברים7,8,9. כדי לפתח מודלים הרלוונטית קלינית, מספר קבוצות מנוצל מודלים מהונדס גנטית מעורבים המניפולציה של נהג oncogenes או גנים משתיק קול של גידול, כולל TP53, TGFB, קראס, HRAS ו SMAD410. מודלים אלה יכולים להציע תובנה גידולים עם הגנים הנהג ידועה אך לא מסכם את הדברים של הטרוגניות מורכבים של האדם HNSCCs.
בעבודה זאת, נדגים את הכדאיות של ביצוע חיסון intramucosal של קרצינומה של תאים קשקשיים התאים בעכברים. תאים חוסנו להתפתח גידולים אגרסיביים בתוך שבוע אחד של הזרקת. בדומה HNSCCs האנושי, הגידולים גרורות לבלוטות הלימפה האזוריות. לאפיין תכונות היסטולוגית וקלינית של המחלה ואנו מספקים תובנה microenvironment המערכת החיסונית הגידול. אנו מציעים כי מודל זה orthotopic של HNSCC יש יישומים וביולוגיה של סרטן, הגידול אימונולוגיה, ולימודים פרה. מנגנונים של התחמקות המערכת החיסונית, התקדמות הגידול, טיפול ההתנגדות גרורות מייצגים תחומי משמעות קלינית שיכול הליות ממוען באמצעות המודל המוצע.
Protocol
Representative Results
Discussion
הניתוח הקפדני, אפיון microenvironment הגידול מייצגים לאסטרטגיה חשובה ההבנה מנגנוני התפתחות גידולים, התקדמות, גרורות ועבור ההתפתחות של טיפולים יעילים. סרטן הראש והצוואר היא מחלה מורכבת יכולה שמקורן באתרים אנטומי מרובים באזור הראש והצוואר. מכשול מרכזי להבנת מנגנוני מחלות, שיפור טיפול כבר מחסור של…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אף אחד
Materials
| Collagenase III | Worthington Biochemical Corp. | LS004183 | |
| DNase I | Worthington Biochemical Corp. | LS006328 | |
| Fc Block (CD16/32) | BD Biosciences | 553141 | Clone 2.4G2 |
| Flow Cytometry Staining Buffer | eBioscience | 00-4222-26 | |
| HBSS | ThermoFisher Scientific | 14175079 | no calcium, no magnesium, no pheno red |
| Helois mass cytometer | Fluidigm | NA | |
| Matrigel membrane matrix | Corning | CB-40234B | |
| MRI Scanner | Bruker | NA | 7.4 Tesla |
| RBC lysis buffer | BioLegend | 420301 | |
| Trypsin inhibitor | Worthington Biochemical Corp. | LS002830 |
References
- Chaturvedi, A. K., et al. Worldwide trends in incidence rates for oral cavity and oropharyngeal cancers. Journal of Clinical Oncology. 31 (36), 4550-4559 (2013).
- Ang, K. K., Sturgis, E. M. Human papillomavirus as a marker of the natural history and response to therapy of head and neck squamous cell carcinoma. Seminars in Radiation Oncology. 22 (2), 128-142 (2012).
- Amin, M. B., et al. The Eighth Edition AJCC Cancer Staging Manual: Continuing to build a bridge from a population-based to a more "personalized" approach to cancer staging. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 67 (2), 93-99 (2017).
- Salley, J. J. Experimental carcinogenesis in the cheek pouch of the Syrian hamster. Journal of Dental Research. 33 (2), 253-262 (1954).
- Morris, A. L. Factors influencing experimental carcinogensis in the hamster cheek pouch. Journal of Dental Research. 40, 3-15 (1961).
- MacDonald, D. G. Comparison of epithelial dysplasia in hamster cheek pouch carcinogenesis and human oral mucosa. Journal of Oral Pathology & Medicine. 10 (3), 186-191 (1981).
- Hawkins, B. L., et al. 4NQO carcinogenesis: a mouse model of oral cavity squamous cell carcinoma. Head & Neck. 16 (5), 424-432 (1994).
- Tang, X. H., Knudsen, B., Bemis, D., Tickoo, S., Gudas, L. J. Oral cavity and esophageal carcinogenesis modeled in carcinogen-treated mice. Clinical Cancer Research. 10 (1 Pt 1), 301-313 (2004).
- Vered, M., Yarom, N., Dayan, D. 4NQO oral carcinogenesis: animal models, molecular markers and future expectations. Oral Oncology. 41 (4), 337-339 (2005).
- Bornstein, S., et al. Smad4 loss in mice causes spontaneous head and neck cancer with increased genomic instability and inflammation. Journal of Clinical Investigation. 119 (11), 3408-3419 (2009).
- Thomas, G. R., Chen, Z., Oechsli, M. N., Hendler, F. J., Van Waes, C. Decreased expression of CD80 is a marker for increased tumorigenicity in a new murine model of oral squamous-cell carcinoma. International Journal of Cancer. 82 (3), 377-384 (1999).
- Yuspa, S. H., Hawley-Nelson, P., Koehler, B., Stanley, J. R. A survey of transformation markers in differentiating epidermal cell lines in culture. 암 연구학. 40 (12), 4694-4703 (1980).
- Chen, Z., Smith, C. W., Kiel, D., Van Waes, C. Metastatic variants derived following in vivo tumor progression of an in vitro transformed squamous cell carcinoma line acquire a differential growth advantage requiring tumor-host interaction. Clinical & Experimental Metastasis. 15 (5), 527-537 (1997).
- Euhus, D. M., Hudd, C., LaRegina, M. C., Johnson, F. E. Tumor measurement in the nude mouse. Journal of Surgical Oncology. 31 (4), 229-234 (1986).
- Tomayko, M. M., Reynolds, C. P. Determination of subcutaneous tumor size in athymic (nude) mice. Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 24 (3), 148-154 (1989).
- Yushkevich, P. A., et al. User-guided 3D active contour segmentation of anatomical structures: significantly improved efficiency and reliability. NeuroImage. 31 (3), 1116-1128 (2006).
- Dutta, S., et al. The relationship between tumour necrosis, tumour proliferation, local and systemic inflammation, microvessel density and survival in patients undergoing potentially curative resection of oesophageal adenocarcinoma. Britisch Journal of Cancer. 106 (4), 702-710 (2012).
- Li, H., et al. Genomic analysis of head and neck squamous cell carcinoma cell lines and human tumors: a rational approach to preclinical model selection. Molecular Cancer Research. 12 (4), 571-582 (2014).
- Walsh, N. C., et al. Humanized Mouse Models of Clinical Disease. Annual Review of Pathology. 12, 187-215 (2017).
- Oweida, A., et al. Ionizing radiation sensitizes tumors to PD-L1 immune checkpoint blockade in orthotopic murine head and neck squamous cell carcinoma. OncoImmunology. 6 (10), e1356153 (2017).
- Ferris, R., et al. Further evaluations of nivolumab (nivo) versus investigator’s choice (IC) chemotherapy for recurrent or metastatic (R/M) squamous cell carcinoma of the head and neck (SCCHN): CheckMate 141. Journal of Clinical Oncology. 34, (2016).
- Ferris, R. L., et al. Nivolumab for Recurrent Squamous-Cell Carcinoma of the Head and Neck. The New England Journal of Medicine. 375 (19), 1856-1867 (2016).
- Harrington, K. J., et al. Nivolumab versus standard, single-agent therapy of investigator’s choice in recurrent or metastatic squamous cell carcinoma of the head and neck (CheckMate 141): health-related quality-of-life results from a randomised, phase 3 trial. The Lancet Oncology. 18 (8), 1104-1115 (2017).
- Kiyota, N., et al. A randomized, open-label, Phase III clinical trial of nivolumab vs. therapy of investigator’s choice in recurrent squamous cell carcinoma of the head and neck: A subanalysis of Asian patients versus the global population in checkmate 141. Oral Oncology. 73, 138-146 (2017).
- Ling, D. C., Bakkenist, C. J., Ferris, R. L., Clump, D. A. Role of Immunotherapy in Head and Neck Cancer. Seminars in Radiation Oncology. 28 (1), 12-16 (2018).
- Perri, F., et al. Radioresistance in head and neck squamous cell carcinoma: Biological bases and therapeutic implications. Head & Neck. 37 (5), 763-770 (2015).
- Yamamoto, V. N., Thylur, D. S., Bauschard, M., Schmale, I., Sinha, U. K. Overcoming radioresistance in head and neck squamous cell carcinoma. Oral Oncology. 63, 44-51 (2016).
- Bonner, J. A., et al. Radiotherapy plus cetuximab for locoregionally advanced head and neck cancer: 5-year survival data from a phase 3 randomised trial, and relation between cetuximab-induced rash and survival. The Lancet Oncology. 11 (1), 21-28 (2010).
- Bhatia, S., et al. Inhibition of EphB4-Ephrin-B2 Signaling Enhances Response to Cetuximab-Radiation Therapy in Head and Neck Cancers. Clinical Cancer Research. 24 (18), 4539-4550 (2018).
- Bhatia, S., et al. Enhancing radiosensitization in EphB4 receptor-expressing Head and Neck Squamous Cell Carcinomas. Scientific Reports. 6, 38792 (2016).
- Tang, C., et al. Combining radiation and immunotherapy: a new systemic therapy for solid tumors?. Cancer Immunology Research. 2 (9), 831-838 (2014).
- Oweida, A., et al. Resistance to radiotherapy and PD-L1 blockade is mediated by TIM-3 upregulation and regulatory T-cell infiltration. Clinical Cancer Research. , (2018).
