Implantação e monitoramento por PET/CT de um modelo ortotópico de mesotelioma pleural humano em camundongos atímicos

Summary

Este artigo descreve a geração de um modelo de camundongo ortotópico de mesotelioma pleural humano a implantação de células mesotelioma H2052/484 na cavidade pleural de camundongos atímicos imunocomprometidos. O monitoramento longitudinal do desenvolvimento de tumores intrapleural foi avaliado por imagens multimodais não invasivas [¹⁸F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose positron e imagens de tomografia computadorizada.

Abstract

O mesotelioma pleural maligno (MPM) é um tumor raro e agressivo que surge no mesotelio que cobre os pulmões, o coração e a cavidade torácica. O desenvolvimento do MPM está associado principalmente ao amianto. Os tratamentos fornecem somente a sobrevivência modesta desde que a média mediana da sobrevivência é 9-18 meses da época do diagnóstico. Portanto, tratamentos mais eficazes devem ser identificados. A maioria dos dados que descrevem novos alvos terapêuticos foram obtidos a partir de experimentos in vitro e precisam ser validados em modelos pré-clínicos in vivo confiáveis. Este artigo descreve um desses modeloortópico MPM confiável obtido após a injeção de uma linha de células MPM humana H2052/484 na cavidade pleural de camundongos atímicos imunodeficientes. O transplante no sítio ortotópico permite estudar a progressão do tumor no ambiente natural in vivo. A tomografia de emissão de pósitrons/tomografia computadorizada (PET/CT) de imagem molecular usando o radiotracer clínico^[18F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose^([18F]FDG) é o método de diagnóstico de escolha para examinar pacientes com PMM. Assim, [¹⁸F]FDG-PET/CT foi usado para monitorar longitudinalmente a progressão da doença do modelo ortotópico H2052/484. Esta técnica tem um alto potencial 3R(Reduce o número de animais, Refine para diminuir a dor e o desconforto, e Replace a experimentação animal com alternativas), uma vez que o desenvolvimento do tumor pode ser monitorado de forma não invasiva e o número de animais necessários pode ser significativamente reduzido.

Este modelo exibe uma alta taxa de desenvolvimento, um rápido crescimento tumoral, é rentável e permite a tradução clínica rápida. Usando este modelo ortotópico de MPM xenoenxerto, os pesquisadores podem avaliar as respostas biológicas de um modelo confiável de PMM após intervenções terapêuticas.

Introduction

O mesotelioma pleural maligno (MPM) é um câncer mais frequentemente associado à exposição às fibras de amianto^1,2,3. Embora o amianto tenha sido proibido na maioria dos países ocidentais^4,5,6,a incidência de PmM ainda está aumentando^7,8. Recentemente, a exposição de camundongos a nanotubos de carbono sugere que eles podem resultar em risco significativo para a saúde em seres humanos^9,10. Os dados sugerem que a exposição a esses produtos pode induzir inflamação crônica e alterações moleculares (por exemplo, perda de vias supressoras tumorais) que estão por trás da progressão para mesotelioma maligno. Atualmente, os nanotubos de carbono multimuros são um dos produtos mais importantes da nanotecnologia e estão cada vez mais incorporados em vários produtos, como compósitos, materiais de armazenamento de energia, medicina, eletrônica e materiais de remediação ambiental.

MPM é um câncer com mau prognóstico, ea maioria dos pacientes morrem dentro de dois anos após o diagnóstico devido a uma eficácia limitada das modalidades de tratamento atual¹¹. A escolha do tratamento para PmPm depende do estágio do cancro. Para a maioria de MPM do estágio adiantado (estágio 1 e possivelmente algum estágio 2 ou 3 tumores), a aproximação clínica é uma terapia multimodal que inclui a ressecção cirúrgica dos tumores, associadoà radioterapia e à quimioterapia^12. Uma quimioterapia combinada com cisplatina e pemetrexed é indicada para o tratamento da maioria dos pacientes diagnosticados com doença invasiva localmente avançada, que não é passível de ressecção cirúrgica, ou que não são candidatos para cirurgia curativa^13,14. Há, portanto, uma necessidade urgente de desenvolver tratamentos mais eficazes para pacientes com PMM. No entanto, existem poucos modelos animais in vivo validados que refletem a relevância clínica do MPM. Vários modelos murine MPM foram desenvolvidos, mas a maioria deles não recapitular fielmente os aspectos complexos do microambiente tumoral MPM^15,16,17,18. O uso de MPM induzida por amianto em camundongos, modelos de camundongos MPM geneticamente modificados ou modelos de transplante singênico de linhas celulares MPM de urina são limitados por diferenças phenotípicas e funcionais fundamentais e, consequentemente, mal traduzidos de novas descobertas para a clínica. Outros modelos pré-clínicos murine MPM dependem principalmente de xenoenxertos subcutâneos ou peritoneal de linhas celulares humanas em camundongos imunodeficientes. Embora esses modelos sejam fáceis de monitorar e fornecer dados fundamentais, o microambiente desses xenoenxertos não é tão comparável aos tumores humanos que prejudicam o poder translacional da maioria desses estudos pré-clínicos^17,19. Por outro lado, xenoenxertos ortotópicos refletem melhor o comportamento do tumor do paciente e resposta ao tratamento, pois eles estão cercados com um microambiente semelhante ao encontrado no local original do tumor¹⁶.

A imagem molecular por [¹⁸F]FDG-PET/CT é o método de escolha para monitorar longitudinalmente a progressão da doença em pacientes com PmM^20,21. Portanto, recorrer a este método de imagem não invasivo promove muito a tradução de estudos pré-clínicos para ensaios clínicos^16,22. Além disso, ajuda a reduzir o número necessário de animais, uma vez que cada animal representa o seu próprio controlo ao longo do tempo.

Neste artigo, apresentamos um modelo de MPM ortotópico confiável obtido após a injeção da linha celular MPM humana H2052/484 na cavidade pleural de camundongos atímicos. Juntamente com^[18F]FDG-PET/CT, este modelo é um método valioso e reprodutível para estudar os efeitos funcionais e mecanicistas de novas estratégias e tratamentos de diagnóstico para MPM humano.

Protocol

Todos os procedimentos descritos abaixo foram aprovados pelo comitê institucional de cuidados e uso de animais e pelo escritório estadual veterinário de Genebra, Suíça (Autorização GE/106/16). A linha celular MPM H2052/484 foi estabelecida e caracterizada em nosso laboratório como detalhado no artigo de Colin DJ e et al.23. Resumidamente, a linha celular H2052/484 foi estabelecida a partir de um tumor torácico obtido após uma injeção intrapleural de células NCI-H2052 (ATCC) em camundo…

Representative Results

O modelo ortotópico H2052/484Modelos ortotópicos mpm por injeção intra-torácica de células cancerosas cultivadas, especialmente as células H2052/484 são relativamente fáceis de configurar. As diferentes etapas descritas acima exigem apenas conhecimento modesto da cultura celular e os passos da cirurgia são acessíveis a experimentadores animais moderadamente treinados. Camundongos e células nus devem ser manipulados condições estéreis para maximizar o resultado das implantações. Segui…

Discussion

Este artigo descreve um modelo ortotópico original das células MPM H2052/484 injetadas na cavidade pleural de camundongos atímicos e um método de monitoramento por imagens pet/CT de pequenos animais. Este modelo pode ser implementado com habilidades moderadas de manuseio e cirurgia de animais e exibe uma taxa de desenvolvimento muito boa. Permite uma grande janela experimental de aproximadamente 10 semanas em ratos não tratados e na deteção longitudinal não invasora dos tumores assim que 2 semanas após a injeç?…

Materials

3-mice bed	Minerve		bed for mice imaging
Athymic Nude-Foxn1n nu/nu	Envigo, Huntingdon, UK	6907F	immunodeficient mouse
Betadine	Mundipharma Medical Company, CH	111131	polyvidone iodine solution
Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (DPBS)	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA	14190094	Buffer for cell culture
Fetal bovine serum (FBS)	PAA Laboratories, Pasching, Austria	A15-101	cell culture medium supplement
Insulin syringes	BD Biosciences, San Jose, CA, USA	324826	syringe for cell injection
Penicillin/Streptomycin	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA	15140122	antibiotics for cell culture medium
RPMI 1640	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA	61870010	basal cell culture medium
Temgesic (Buprenorphin 0.3 mg/mL)	Alloga SA, CH	700320	opioid analgesic product
Triumph PET/SPECT/CT	Trifoil, Chatsworth, CA, USA		imaging equipment
Trypsin	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA	25050014	enzymatic cell dissociation buffer
Virkon S 2%	Milian, Vernier, CH	972472	disinfectant
Vivoquant	Invicro, Boston, MA, USA