Een muismodel van onvolledig gereseceerde weke delen Sarcoom voor het testen van (Neo)adjuvante therapieën
Summary
In dit protocol beschrijven we een muismodel van onvolledige chirurgische resectie van weke delen sarcoom voor het testen van (neo)adjuvante therapieën.
Abstract
Chirurgie is vaak de eerste behandeling voor veel vaste tumoren. Echter, lokale recidieven optreden vaak na primaire tumor resectie, ondanks adjuvante of neo-adjuvante therapieën. Dit gebeurt wanneer chirurgische marges onvoldoende tumorvrij zijn, wat resulteert in resterende kankercellen. Vanuit biologisch en immunologisch perspectief is chirurgie geen nulgebeurtenis; de wondhelende omgeving is bekend dat zowel pro- als anti-tumorigenische paden induceren. Als gevolg hiervan moeten preklinische modellen voor medicijnontwikkeling die gericht zijn op het voorkomen van lokale terugval chirurgische resectie bevatten bij het testen van nieuwe (neo)adjuvante therapieën, om de klinische instellingen te modelleren bij patiënten die met een operatie worden behandeld.
Hier beschrijven we een muismodel van onvolledige chirurgische resectie van WEHI 164 weke delen sarcoom waarmee (neo)adjuvante therapieën kunnen worden getest in de setting van een wondgenezingsrespons. In dit model wordt 50% of 75% van de tumor verwijderd, waardoor er in situ wat kankerweefsel achterblijft om een bruto restziekte te modelleren na een operatie in de klinische setting. Dit model maakt het mogelijk om therapieën te testen in de context van een operatie, terwijl ook rekening wordt gehouden met de wondgenezingsrespons, die de werkzaamheid van (neo)adjuvante behandelingen kan beïnvloeden. De onvolledige chirurgische resectie resulteert in reproduceerbare hergroei van de tumor bij alle muizen bij afwezigheid van adjuvante therapie. Adjuvante behandeling met checkpoint blokkade resulteert in verminderde tumor hergroei. Dit model is dus geschikt voor het testen van therapieën in het kader van debulking chirurgie en de bijbehorende wondgenezing reactie en kan worden uitgebreid tot andere vormen van vaste kanker.
Introduction
Chirurgie blijft de belangrijkste behandelingsoptie voor veel vaste tumoren1, waaronder weke delen sarcoom2,3. Ondanks verbeteringen in kankerchirurgietechnieken en combinaties met (neo)adjuvante therapieën, is er nog steeds een hoog risico op kankerreval en metastase na primaire tumorresectie4,5. In weke delen sarcoom, recidieven optreden bijzonder locoregionaal, op de plaats van de operatie, wat resulteert in een verhoogde morbiditeit en mortaliteit. In de klinische setting kan het moeilijk zijn om ruim genoeg marges te verkrijgen (bijvoorbeeld vanwege anatomische beperkingen), wat resulteert in onvolledige resectie en daaropvolgende tumorrecidief6. Chirurgische stress en het daaropvolgende proces van wondgenezing zijn bekend om een immunosuppressieve tumor micro-omgeving gunstig voor tumor recidief7,8te creëren. Daarom moet de ontdekking en ontwikkeling van nieuwe therapieën voor weke delen sarcoom, met name immunotherapieën, idealiter rekening houden met de chirurgische wondgenezingsrespons.
De meeste preklinische studies voor adjuvante therapieën worden in eerste instantie uitgevoerd met behulp van onderhuidse syngenetische of xenotransplantatie muismodellen, zonder integratie van de chirurgische stress en wondgenezing respons9,10. Daarom ontwikkelden we een syngeneic onderhuids muiskecotweefsel sarcoom model waarin onvolledige chirurgische resectie. WEHI 164 fibrosarcoomcellen worden onderhuids ingeënt, en zodra tumoren zijn vastgesteld, verwijderen we 50-75% van de tumorbulk(figuur 1A-E). Tumoren consequent opnieuw groeien van de resterende tumor. Dit model maakt het mogelijk voor het testen van adjuvante therapieën, terwijl rekening houdend met het effect van chirurgische stress en wondgenezing. Soortgelijke chirurgische modellen van onvolledige resectie zijn in een aantal studies door verschillende groepen gebruikt en reproduceerbaar en effectiefbevonden 11,12,13. Hier geven we een gedetailleerde beschrijving van dit protocol.
Protocol
Representative Results
Discussion
Wij bieden een protocol voor een muismodel van onvolledige chirurgische resectie van weke delen sarcoom om peri-operatieve therapieën te testen. We hebben ook gestandaardiseerd de chirurgische incisie om beoordeling van wondgenezing tussen muizen na de behandeling mogelijk te maken.
Tumor plaatsing is een belangrijk onderdeel van dit protocol. We hebben gekozen voor een onderhuids tumormodel om gemakkelijke chirurgische toegang tot de tumorsite en toediening van lokale therapieën mogelijk te…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk wordt ondersteund door subsidies van de Sock het aan Sarcoma! Stichting, de Australische en Nieuw-Zeelandse Sarcoma Association, de Children’s Leukemie & Cancer Research Foundation en Perpetual Philanthropy. W.J.L wordt ondersteund door een Simon Lee Fellowship en een onderzoeksbeurs van de National Health and Medical Research Council, en de Cancer Council WA.
Materials
| 26 gauge 0.5 mL insulin syringe | Becton Dickinson, Australia | 326769 | None |
| 2-Mercaptoethanol | Life Technologies Australia Pty Ltd | 21985023 | None |
| Anaestetic gas machine | Darvall Vet, Australia | SKU: 2848 | None |
| Anti-CTLA-4 | BioXcell, USA | BE0164 | None |
| Anti-PD-1 | BioXcell, USA | BP0273 | None |
| Buprenorphine Hydrochloride Injection, 0.3mg/mL | RB healthcare UK Limited, UK | 55175 | Prescription order |
| Chlorhexidine Surgical Scrub 4% | Perigo Australia, Australia | CHL01449F(scrub | None |
| Fetal Bovine serum | CellSera, Australia | AU-FBS-PG | None |
| Forceps Fine 10.5 cm | Surgical house, Western Australia | CC74110 | None |
| Forceps Fine 12 cm Serrated | Surgical house, Western Australia | CC74212 | None |
| Forceps Halsted 14 cm | Surgical house, Western Australia | CD01114 | None |
| Heating chamber | Datesand Ltd, UK | Mini-Thermacage | None |
| HEPES (1M) | Life Technologies Australia Pty Ltd | 15630080 | None |
| Isoflurane | Henry Schein Animal Health, Australia | SKU: 29405 | Prescription order |
| Lubricating Eye Ointment | Alcon | n/a | None |
| Penicillin/streptomycin 1000X | Life Technologies Australia Pty Ltd | 15140122 | None |
| Phosphate Buffered Solution 10x | Life Technologies Australia Pty Ltd | 70013-032 | None |
| Reflex 7mm Clips | Able scientific, Australia | AS59038 | None |
| Reflex 7mm Wound Clip Applicator | Able scientific, Australia | AS59036 | None |
| Reflex Wound Clip Remover | Able scientific, Australia | AS59037 | None |
| Rodent Qube Anesthesia Breathing Circuit | Darvall Vet, Australia | #7885 | None |
| Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 Medium + L-glutamine | Life Technologies Australia Pty Ltd | 21870092 | None |
| Scissors Iris STR 11 cm | Surgical house, Western Australia | KF3211 | None |
| Scissors Iris STR 9 cm | Surgical house, Western Australia | JH4209 | None |
| Small Induction Chamber | Darvall Vet, Australia | SKU: 9630 | None |
| TrypLE express 1x | Life Technologies Australia Pty Ltd | 12604-021 | None |
References
- Orosco, R. K., et al. Positive Surgical Margins in the 10 Most Common Solid Cancers. Scientific Reports. 8 (1), 5686 (2018).
- Haas, R. L., et al. Perioperative Management of Extremity Soft Tissue Sarcomas. Journal of Clinical Oncology. 36 (2), 118-124 (2018).
- Brennan, M. F., Antonescu, C. R., Moraco, N., Singer, S. Lessons learned from the study of 10,000 patients with soft tissue sarcoma. Annals of Surgery. 260 (3), 416-421 (2014).
- Smith, H. G., et al. Patterns of disease relapse in primary extremity soft-tissue sarcoma. British Journal of Surgery. 103 (11), 1487-1496 (2016).
- Uramoto, H., Tanaka, F. Recurrence after surgery in patients with NSCLC. Translational Lung Cancer Research. 3 (4), 242-249 (2014).
- Stojadinovic, A., et al. Analysis of the prognostic significance of microscopic margins in 2,084 localized primary adult soft tissue sarcomas. Annals of Surgery. 235 (3), 424-434 (2002).
- Krall, J. A., et al. The systemic response to surgery triggers the outgrowth of distant immune-controlled tumors in mouse models of dormancy. Science Translational Medicine. 10 (436), (2018).
- Bakos, O., Lawson, C., Rouleau, S., Tai, L. H. Combining surgery and immunotherapy: turning an immunosuppressive effect into a therapeutic opportunity. Journal for ImmunoTherapy of Cancer. 6 (1), 86 (2018).
- Predina, J. D., et al. Characterization of surgical models of postoperative tumor recurrence for preclinical adjuvant therapy assessment. American Journal of Translational Research. 4 (2), 206-218 (2012).
- Talmadge, J. E., Singh, R. K., Fidler, I. J., Raz, A. Murine models to evaluate novel and conventional therapeutic strategies for cancer. American Journal of Pathology. 170 (3), 793-804 (2007).
- Khong, A., et al. The efficacy of tumor debulking surgery is improved by adjuvant immunotherapy using imiquimod and anti-CD40. BMC Cancer. 14, 969 (2014).
- Broomfield, S., et al. Partial, but not complete, tumor-debulking surgery promotes protective antitumor memory when combined with chemotherapy and adjuvant immunotherapy. 암 연구학. 65 (17), 7580-7584 (2005).
- Predina, J. D., et al. A positive-margin resection model recreates the postsurgical tumor microenvironment and is a reliable model for adjuvant therapy evaluation. Cancer Biology & Therapy. 13 (9), 745-755 (2012).
- Tsukamoto, A., Serizawa, K., Sato, R., Yamazaki, J., Inomata, T. Vital signs monitoring during injectable and inhalant anesthesia in mice. Experimental Animals. 64 (1), 57-64 (2015).
- Overwijk, W. W., Restifo, N. P. B16 as a mouse model for human melanoma. Current Protocols in Immunology. , (2001).
- Predina, J., et al. Changes in the local tumor microenvironment in recurrent cancers may explain the failure of vaccines after surgery. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (5), E415-E424 (2013).
- Endo, M., Lin, P. P. Surgical margins in the management of extremity soft tissue sarcoma. Chinese Clinical Oncology. 7 (4), 37 (2018).
- Liu, J., et al. Improved Efficacy of Neoadjuvant Compared to Adjuvant Immunotherapy to Eradicate Metastatic Disease. Cancer Discovery. 6 (12), 1382-1399 (2016).
- Park, C. G., et al. Extended release of perioperative immunotherapy prevents tumor recurrence and eliminates metastases. Science Translational Medicine. 10 (433), (2018).
- Tai, L. H., et al. A mouse tumor model of surgical stress to explore the mechanisms of postoperative immunosuppression and evaluate novel perioperative immunotherapies. Journal of Visualized Experiments. (85), e51253 (2014).
- Gast, C. E., Shaw, A. K., Wong, M. H., Coussens, L. M. Surgical Procedures and Methodology for a Preclinical Murine Model of De Novo Mammary Cancer Metastasis. Journal of Visualized Experiments. (125), (2017).
- Qiu, W., Su, G. H. Development of orthotopic pancreatic tumor mouse models. Methods in Molecular Biology. 980, 215-223 (2013).
- Erstad, D. J., et al. Orthotopic and heterotopic murine models of pancreatic cancer and their different responses to FOLFIRINOX chemotherapy. Disease Models & Mechanisms. 11 (7), (2018).
