Her presenterer vi en protokoll for en ex vivo lunge kreft modell som etterligner trinnene av svulst progresjon og bidrar til å isolere en primære svulst, sirkulerende kreftceller og metastatisk lesjoner.
Det er vanskelig å isolere kreftceller på ulike tidspunkter i svulst progresjon. Vi laget en ex vivo lunge modell som kan vise samspillet av kreftceller med en naturlig matrise og kontinuerlig flyt av næringsstoffer og en modell som viser samspillet av kreftceller med normal cellulære komponenter og en naturlig matrise. Acellular ex vivo lunge modellen opprettes ved å isolere en rotte hjerte-lunge blokk og fjerne alle celler ved hjelp av decellularization prosess. Den høyre hoved bronchus er bundet av og kreftceller plasseres i luftrøret av sprøyte. Cellene flytte og fylle den venstre lungen. Lungene er så plassert i en bioreactor der lungearterien mottar en kontinuerlig strøm av media i en lukket krets. Svulsten dyrket på venstre lunge er den primære svulsten. Kreftceller som er isolert i sirkulerende media sirkulerer tumorceller og kreftceller i høyre lunge er metastatisk lesjoner. Mobilnettet ex vivo lunge modellen opprettes ved å hoppe over decellularization prosessen. Hver modell kan brukes å besvare ulike problemstillinger.
Kreft metastasering er skyldige bak de fleste kreft-dødsfall og utgjør den ultimate utfordringen til å bekjempe kreft. Det overordnede målet med denne metoden er å designe en protokoll for en fire-dimensjonale (4 D) cellekultur som har en dimensjon av flyt, i tillegg til tredimensjonale (3D) cellevekst. Det representerer de tre distinkte fasene av metastasering [dvs., den primære svulsten, sirkulerende kreftceller (CTCs), og metastatisk lesjoner].
De siste tre tiårene gitt forskere verden en enestående mengde informasjon å forstå mekanismene bak metastatisk progresjon i ulike kreftformer som forbedret utsiktene til en kur eller progresjon overlevelse. Klinisk forvaltning av noen kreftformer som brystkreft, forbedret betydelig1; noen kreftformer, som lungekreft, har imidlertid fortsatt dårlig overlevelse2. In vitro og i vivo dyremodeller har vært medvirkende i å generere ny innsikt i mekanismer som understøtter utviklingen av sykdommen. I de siste årene, celle linje-avledet xenografts (CDX) og pasient-avledede xenografts (PDX) har blitt viet mer interesse som de bevare mange relevante funksjoner til primære menneskelige svulst3, for eksempel vekst kinetikk, histologiske funksjoner, atferdsmessige egenskapene og respons på behandling. Hver modell har imidlertid begrensninger å forstå mekanismen av CTC dannelse og metastasering til en fjern orgel4,5,6.
Nylig har utviklet vi en 4-D ex vivo lunge kreft-modell ved å bruke begrepet orgel reengineering og perfusjon-baserte cellekultur. Det etterligner menneskelige lunge kreft vekst ved å danne perfusable svulst knuter som vokser over tid med en lignende human kreft-utskilles protein produksjon7. Det representerer gene expression signaturen spår dårlig overlevelse hos pasienter med kreft og viser også en terapeutisk respons av tumor regresjon ved cisplatin behandling8,9. Lunge modellen ble ytterligere endret slik at den kan danne metastatisk lesjoner. CTCs utvikle fra en primære svulst og intravasate seg er blodkar og extravasate i kontralateral lungene å danne metastatisk lesjoner10. Gene expression studier foreslå en tydelig uttrykk profil av den primære svulsten, CTCs, og metastatisk lesjoner og oppregulering av undergruppe av gener kreves for fenotypen10. Dette metastatisk skjer på grunn av tilstedeværelsen av biologiske sett hos pasienter med kreft. Fordelen med denne modellen er en naturlig matrise og arkitektur og en perfusjon av næringsstoffer som fører til dannelsen av svulst knuter. I tillegg gir det også en mulighet til å studere virkningene av ulike komponenter av svulst microenvironment eller narkotika på svulst progresjon over tid. Denne modellen kan brukes til å vokse en rekke kreftceller (lungekreft, brystkreft, sarkom etc.) i et laboratorium oppsett.
Ex vivo 4-D lungene gir en mulighet til å studere tumor vekst og metastasering i et laboratorium oppsett. En innfødt lung matrix er et komplekst system som gir støtte til normalt vev og opprettholder celle-celle interaksjoner, celle-matrix interaksjoner, differensiering og vev organisasjon. Det gir en mulighet til å legge til noen svulst microenvironment komponenter for å studere deres effekter på tumor vekst og samspill med andre celler.
Lunge innhøstingen er viktige skritt fo…
The authors have nothing to disclose.
Min P. Kim fikk stipend støtte fra den andre John W. Kirklin forskning stipend, American Association for bryst kirurgi, Graham Research Foundation, Houston Methodist spesialitet lege Group Grant, og Michael M. og Joann H. kjegle forskerpris. Vi takker Ann Saikin for språk redigering av manuskriptet.
Sprague Dowley rat | Harlan | 206M | Male |
Chlorhexidine swab | Prevantics, NY, USA | NDC 10819-1080-1 | |
Heparin | Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA | NDC 25021-400-10 | |
18-gauge needle | McMaster Carr, USA | 75165A249 | |
2-0 silk tie | Ethicon, San Angelo, TX, USA | A305H | |
Masterflex L/S pump | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07554-80 | |
Masterflex L/S pump head | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07519-05 | |
Masterflex L/S pump cartridge | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07519-70 | |
Tygon Tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 14171211 | |
MasterFlex Pump tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 06598-16 | |
Female luer lock connectors | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-34 | 75165A249 |
Male luer lock connectors | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45513-04 | |
black nylon ring | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-45509-04 | |
Intravenous set | CareFusion | 41134E | |
Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | Fisher Scientific | CAS151-21-3 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100-1L | |
Antibiotics | Gibco | 15240-062 | |
Silicone oxygenator | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | ABW00011 | Saint-GoBain- |
Wire mesh | 1164610105 | Lowes | New York Wire |
Female luer Lug Style TEE | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-56 | |
Male luer integral lock ring to 200series Barb | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45518-08 | |
Female luer thread style coupler | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-22 | |
Clave connector | ICU Medical | 11956 | |
Hi-Flo ™4-way Stopcock w/swivel male luer lock | smith Medical | MX9341L | |
MasterFlex Pump tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 06598-13 | for cannula |