Summary

En Vitro Modelado de canceroso Neural Invasion: Modelo del ganglio de la raíz dorsal

Published: April 12, 2016
doi:

Summary

This video article shows the use of the dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model in pancreatic ductal adenocarcinoma.

Abstract

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These neurotropic cancer cells have a unique ability to migrate unidirectionally along nerves towards the central nervous system (CNS). The dorsal root ganglia (DRG)/cancer cell model is a three dimensional (3D) in vitro model frequently used for studying the interaction between neural stroma and cancer cells. In this model, mouse or human cancer cell lines are grown in ECM adjacent to preparations of freshly dissociated cultured DRG. In this article, the DRG isolation protocol from mice, and implantation in petri dishes for co-culturing with pancreatic cancer cells are demonstrated. Five days after implantation, the cancer cells made contact with the DRG neurites. Later, these cells formed bridgeheads to facilitate more extensive polarized, neurotropic migration of cancer cells.

Introduction

Los tumores sólidos difunden en tres formas principales: la invasión directa, diseminación linfática, y la propagación hematógena. Sin embargo, hay un cuarto medio de propagación del cáncer que con frecuencia se tiene en cuenta, la difusión a lo largo de los nervios. Invasión neural cancerosas (CNI) es una ruta bien conocida de la propagación del cáncer, especialmente en los cánceres de cabeza y cuello, próstata 1 2, 3 y el páncreas. 4-8 CNI se produce en más de 80% de individuos con adenocarcinoma de páncreas, lo que lleva a un tumor retroperitoneal propagarse a través de los nervios ganglio celiaca. Estas células cancerosas neurotrópico tienen una capacidad única para migrar unidireccionalmente a lo largo de los nervios hacia el sistema nervioso central (SNC). 9 Este hallazgo sugiere que el microambiente perineural puede ser explotado por las células cancerosas, proporcionando factores que apoyan el crecimiento maligno.

Uno de los pocos modelos in vitro para la investigación CNI es el ganglio de la raíz dorsal (DRG) / modelo de célula de cáncer. este model se utiliza con frecuencia para estudiar la interacción paracrina entre las células del estroma y el cáncer neural. 10-18 En este líneas celulares de cáncer humano modelo, el ratón o se cultivan en matriz extracelular (ECM) adyacente a preparaciones de DRG cultivadas recién disociados.

Este artículo de vídeo muestra la aplicación de vitro CNI en en el adenocarcinoma ductal pancreático.

Protocol

De cuatro a seis semanas de edad C57BL / CJ ratones (Harlan, Jerusalén, Israel) se utilizaron en el experimento de acuerdo con la Asociación para la Evaluación y Acreditación de Laboratorio Animal Care especificaciones. Todos los procedimientos experimentales se realizaron de acuerdo con el Cuidado de Animales institucional y el empleo Comisión y el Departamento de Agricultura regulaciones. 1. La recolección de la Médula Espinal La eutanasia del ratón usando una cámara de…

Representative Results

Utilizando imágenes de microscopía de vídeo, el DRG se puede ver brotar neuritas 5-7 días después de la implantación, mientras que las células de cáncer de migración lejos de sus colonias hacia el DRG. Por el 7º día después de la implantación, las células cancerosas entran en contacto con las neuritas (Figura 2). El índice de migración hacia delante de las células de cáncer p…

Discussion

En este artículo se presenta un modelo in vitro que recapitula el microambiente canceroso en el nicho de los nervios, el modelo DRG. El vídeo muestra todos los pasos a partir de reconocer puntos de referencia anatómicos tales como el DRG en el ratón, su extracción y, finalmente, su cultivo en ECM. También se presenta Co-cultivo de la DRG junto con células cancerosas. No existen otros modelos para la investigación invasión perineural in vitro descritos en la literatura que hacen de este modelo …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Edith Suss-Toby is thanked for her assistance in the time-lapse microscopy and image analysis. Nofar Rada is thanked for the artistic work.

Materials

Equipments:
Operating microscope Leica M205
Tiime Lapse System Zeiss
Forceps Sigma-Aldrich F4142 
Surgical blade Sigma-Aldrich Z309036
Scissors Sigma-Aldrich S3271
35mm petri dishes, glass bottom de groot 60-627860
Name Company  Catalog Number Comments
Materials:
70% ethanol sigma
Cold PBS Biological industries 02-023-1A
DMEM Biological industries 01-055-1A
FCS Rhenium 10108165
Penicillin and streptomycin Biological industries 01-031-1B
Sodium Pyruvate Biological industries 03-042-1B
L-Glutamine Biological industries 03-020-1B
Growth factor depleted matrigel Trevigen 3433-005-01

Referências

  1. Carter, R. L., Foster, C. S., Dinsdale, E. A., Pittam, M. R. Perineural spread by squamous carcinomas of the head and neck, a morphological study using antiaxonal and antimyelin monoclonal antibodies. J Clin Pathol. 36, 269-275 (1983).
  2. Beard, C. J., et al. Perineural invasion is associated with increased relapse after external beam radiotherapy for men with low-risk prostate cancer and may be a marker for occult, high-grade cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 58, 19-24 (2004).
  3. Maru, N., Ohori, M., Kattan, M. W., Scardino, P. T., Wheeler, T. M. Prognostic significance of the diameter of perineural invasion in radical prostatectomy specimens. Hum Pathol. 32, 828-833 (2001).
  4. Ceyhan, G. O., et al. Pancreatic neuropathy and neuropathic pain–a comprehensive pathomorphological study of 546 cases. Gastroenterology. 136, 177-186 (2009).
  5. Ceyhan, G. O., et al. The neurotrophic factor artemin promotes pancreatic cancer invasion. Ann Surg. 244, 274-281 (2006).
  6. Takahashi, T., et al. Perineural invasion by ductal adenocarcinoma of the pancreas. J Surg Oncol. 65, 164-170 (1997).
  7. Zhu, Z., et al. Nerve growth factor expression correlates with perineural invasion and pain in human pancreatic cancer. J Clin Oncol. 17, 2419-2428 (1999).
  8. Hirai, I., et al. Perineural invasion in pancreatic cancer. Pancreas. 24, 15-25 (2005).
  9. Mitchem, J. B., et al. Targeting tumor-infiltrating macrophages decreases tumor-initiating cells, relieves immunosuppression, and improves chemotherapeutic responses. Cancer Res. 73, 1128-1141 (2013).
  10. Kelly, K., et al. Attenuated multimutated herpes simplex virus-1 effectively treats prostate carcinomas with neural invasion while preserving nerve function. FASEB J. 22, 1839-1848 (2008).
  11. Dai, H., et al. Enhanced survival in perineural invasion of pancreatic cancer, an in vitro approach. Hum Pathol. 38, 299-307 (2007).
  12. Ayala, G. E., et al. Cancer-related axonogenesis and neurogenesis in prostate cancer. Clin Cancer Res. 14, 7593-7603 (2008).
  13. Ayala, G. E., et al. Stromal antiapoptotic paracrine loop in perineural invasion of prostatic carcinoma. Cancer Res. 66, 5159-5164 (2006).
  14. Ceyhan, G. O., et al. Neural invasion in pancreatic cancer, a mutual tropism between neurons and cancer cells. Biochem Biophys Res Commun. 374, 442-447 (2008).
  15. Bapat, A. A., Hostetter, G., Von Hoff, D. D., Han, H. Perineural invasion and associated pain in pancreatic cancer. Nat Rev Cancer. 11, 695-707 (2011).
  16. Ketterer, K., et al. Reverse transcription-PCR analysis of laser-captured cells points to potential paracrine and autocrine actions of neurotrophins in pancreatic cancer. Clin Cancer Res. 9, 5127-5136 (2003).
  17. Gil, Z., et al. Nerve-sparing therapy with oncolytic herpes virus for cancers with neural invasion. Clin Cancer Res. 13, 6479-6485 (2007).
  18. Gil, Z., et al. Paracrine regulation of pancreatic cancer cell invasion by peripheral nerves. J Natl Cancer Inst. 102, 107-118 (2010).
  19. Weizman, N., et al. Macrophages mediate gemcitabine resistance of pancreatic adenocarcinoma by upregulating cytidinedeaminase. Oncogene. 33, 3812-3819 (2014).
check_url/pt/52990?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Na’ara, S., Gil, Z., Amit, M. In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model. J. Vis. Exp. (110), e52990, doi:10.3791/52990 (2016).

View Video