Summary

Fluorescent modèle de souris orthotopique de cancer du pancréas

Published: September 20, 2016
doi:

Summary

A procedure to implant green fluorescent protein-expressing pancreatic cancer cells (PANC-1 GFP) orthotopically into the pancreas of Balb-c Ola Hsd-Fox1nu mice to assess tumor progression and metastasis is presented here.

Abstract

Le cancer du pancréas reste l'un des cancers pour lesquels la survie n'a pas sensiblement améliorées au cours des dernières décennies. Seulement 7% des patients diagnostiqués va survivre plus de cinq ans. Afin de comprendre et imiter le microenvironnement des tumeurs pancréatiques, nous avons utilisé un modèle murin orthotopique du cancer du pancréas qui permet l'imagerie non-invasive de la progression tumorale en temps réel. Les cellules cancéreuses pancréatiques exprimant la protéine fluorescente verte (GFP PANC-1) ont été suspendues en sous – sol matrice de la membrane, une concentration élevée, (par exemple, Matrigel HC) avec des milieux sans sérum, puis injectées dans la queue du pancréas par laparotomie. La suspension de cellules dans la matrice de membrane basale à haute concentration devient une substance analogue à un gel une fois qu'il atteint la température ambiante; Par conséquent, il se gélifie quand il entre en contact avec le pancréas, ce qui crée un joint d'étanchéité au niveau du site d'injection et d'empêcher toute fuite de la cellule. La croissance des tumeurs et des métastases dans d'autres organes sont surveillés en temps réelles animaux en utilisant la fluorescence. Il est essentiel d'utiliser les filtres appropriés pour l'excitation et l'émission de la GFP. Les étapes de l'implantation orthotopique sont détaillées dans cet article afin que les chercheurs peuvent facilement répliquer la procédure chez la souris nude. Les principales étapes de ce protocole sont la préparation de la suspension cellulaire, l' implantation chirurgicale, et toute fluorescente du corps dans l' imagerie in vivo. Ce modèle orthotopique est conçu pour évaluer l'efficacité de nouveaux traitements sur les tumeurs primaires et métastatiques.

Introduction

Le cancer du pancréas est diagnostiqué avec une fréquence accrue par rapport à d' autres cancers et est le 4 e principale cause de décès liés au cancer aux Etats-Unis. A partir du moment du diagnostic, plus de 90% des patients meurent dans les cinq ans 1,2. Actuellement, l' ablation chirurgicale de la tumeur est le seul remède pour le cancer du pancréas, mais moins de 20% des patients sont admissibles à subir une intervention chirurgicale principalement parce que , au moment du diagnostic de la maladie est à un stade avancé et a métastasé 3,4. L'absence de symptômes spécifiques rend le cancer du pancréas une maladie silencieuse; certains des symptômes comprennent des douleurs abdominales, maux de dos, perte d'appétit, la jaunisse et des nausées; qui peut être facilement interprété comme maladies digestives communes 4. Pour cette raison, il est important de développer de nouveaux outils pharmacologiques pour faciliter le diagnostic et le traitement du cancer du pancréas.

L'utilisation de modèles animaux nous permet de comprendre la biologie de pancrecancer atique et donne un aperçu de l'application de ces connaissances à l'homme. Des modèles de xénogreffes orthotopiques du cancer du pancréas sont réalistes, parce que les tumeurs se développent dans l'organe 5 d'origine. Contrairement aux modèles hétérotopiques où des lignées cellulaires ou des fragments de tumeur sont implantés par voie sous- cutanée, la modélisation orthotopique permet la reconstitution du microenvironnement tumoral et imite l'interaction des cellules tumorales avec son environnement 6. Le modèle de xénogreffe de tumeurs décrit ici dérive de la lignée cellulaire pancréatique cancéreuses humaines PANC-1 GFP, qui est génétiquement modifiée pour exprimer la protéine fluorescente verte (GFP). La détection de la GFP permet une imagerie et de suivi de la croissance tumorale et les métastases 7 non invasive. Le développement de la tumeur se produit rapidement, spontanément, et ressemble étroitement à celui des tumeurs primaires de patients atteints de cancer du pancréas humains 8. modèles orthotopiques fournissent une prédiction plus précise de l'efficacité des médicaments en réponse à des agents thérapeutiques, tout enmimant le microenvironnement tumoral.

Comme il est mentionné ci-dessus, ce modèle animal permet la détection par fluorescence de la croissance tumorale et les métastases en temps réel. détection fluorescente permet une imagerie plus direct / live par rapport à luminescence. Avec la fluorescence de la lumière émise est le résultat d'une excitation par une lumière d'une longueur d'onde plus courte; tandis que la luminescence, la lumière émise est le résultat d'une réaction chimique et peut ne pas avoir une forte émission 9. Par ailleurs, le corps entier dans l' imagerie par fluorescence in vivo ne nuise pas à l'animal et permet aux chercheurs de surveiller la croissance de la tumeur au fil du temps en réponse à des traitements thérapeutiques.

Protocol

Le protocole décrit ci-dessous est exécuté sous la direction et l'approbation du Comité des soins et de l'utilisation des animaux de l'Université Western. Toutes les expériences sont réalisées en conformité avec toutes les directives pertinentes, la réglementation et les organismes de réglementation. 1. Culture cellulaire Préparation de Milieu Complet L'utilisation d'une enceinte de sécurité biologique de classe II, prép…

Representative Results

Cette méthode décrit une implantation chirurgicale orthotopique de cellules fluorescentes cancéreuses pancréatiques humaines, en mettant l' accent sur ​​la préparation de la suspension cellulaire pour l' injection, l' anesthésie appropriée pour les rongeurs, la livraison de la suspension cellulaire par laparotomie, et l'utilisation de fluorescence in vivo l' imagerie du petit animal. La détection d'un signal vert de fluorescence (signal GFP) e…

Discussion

Nous décrivons un modèle murin orthotopique de cancer du pancréas qui exprime la GFP, permettant ainsi une surveillance non invasive de la croissance tumorale en utilisant corps in vivo , l' imagerie de fluorescence (figure 1). Cette technique nous permet de suivre l'évolution de la tumeur en temps réel (Figure 3); il peut être un outil important pour les chercheurs d'étudier l'efficacité thérapeutique des nouveaux agents contre le cancer du pancréas. …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank the Western University of Health Sciences for the Intramural Grant.

Materials

RPMI media 1640  Caisson Labs  RPL03-500ML
Fetal Bovine Serum  Gibco 10437-077
Penicillin Streptomycin   Thermo Ficher Sci 15140-122
Matrigel HC  Corning  354248
SutureVet PGA 6-0 PGA Henry Schein 39010
Alcare or Foamed Antiseptic Handrub Steris 639680
DPBS (Dubelcco's Phosphate-Buffered saline)  Thermo Ficher Sci 21300025
TB Syringe 27G1/2 Becton Dickinson 305620
Isoflurane  Blutler Schein 50562
Ketoprofen  Fort Dodge Animal Health 
Surgical Scissors, 5.5"straight mayo  Henry Schein 22-1600
PANC-1 GFP cell line  Anticancer, Inc
Small Animal Imaging System:
iBOx Scientia, UVP : UVP, LLC  Upland, CA.  Small Animal Imaging System to observe the fluorescent tumor in live animals

Referências

  1. Smyth, E., Cunningham, D., Kasper, D., et al. . Harrison’s Principles of Internal Medicine. , (2015).
  2. Mahipal, A., Frakes, J., Hoffe, S., Kim, R. Management of borderline resectable pancreatic cancer. World J Gastrointest Oncol. 7, 241-249 (2015).
  3. De La Cruz, M. S., Young, A. P., Ruffin, M. T. Diagnosis and management of pancreatic cancer. Am Fam Physician. 89, 626-632 (2014).
  4. Frese, K. K., Tuveson, D. A. Maximizing mouse cancer models. Nat Rev Cancer. 7, 645-658 (2007).
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  6. Hoffman, R. M. The multiple uses of fluorescent proteins to visualize cancer in vivo. Nat Rev Cancer. 5, 796-806 (2005).
  7. Jiang, Y. J. Establishment of an orthotopic pancreatic cancer mouse model: cells suspended and injected in Matrigel. World J Gastroenterol. 20, 9476-9485 (2014).
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  10. Kim, M. P. Generation of orthotopic and heterotopic human pancreatic cancer xenografts in immunodeficient mice. Nat Protoc. 4, 1670-1680 (2009).
  11. Katz, M. H. Survival efficacy of adjuvant cytosine-analogue CS-682 in a fluorescent orthotopic model of human pancreatic cancer. Cancer Res. 64, 1828-1833 (2004).
  12. Bouvet, M. Real-time optical imaging of primary tumor growth and multiple metastatic events in a pancreatic cancer orthotopic model. Cancer Res. 62, 1534-1540 (2002).
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Citar este artigo
Moreno, J. A., Sanchez, A., Hoffman, R. M., Nur, S., Lambros, M. P. Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer. J. Vis. Exp. (115), e54337, doi:10.3791/54337 (2016).

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