Impianto e monitoraggio da PET/CT di un modello ortotopico di mesotelioma pliologico umano in topi atimici
Summary
Questo articolo descrive la generazione di un modello di topo ortotopico di mesotelioma plechiologico umano mediante l’impianto di cellule di mesotelioma H2052/484 nella cavità peuale dei topi atimmici immunocompromessi. Il monitoraggio longitudinale dello sviluppo di tumori intrapleurali è stato valutato dalla tomografia a emissione di positroni non invasivi [18F]-2-fluoro-2-deossia-D-glucosio e dall’imaging tomografia tomografico computerizzata.
Abstract
Il mesotelioma pleeuristico maligno (MPM) è un tumore raro e aggressivo che sorge nel mesotelio che copre i polmoni, il cuore e la cavità toracica. Lo sviluppo di MPM è principalmente associato all’amianto. I trattamenti forniscono solo una sopravvivenza modesta poiché la media di sopravvivenza mediana è di 9-18 mesi dal momento della diagnosi. Pertanto, devono essere identificati trattamenti più efficaci. La maggior parte dei dati che descrivono nuovi obiettivi terapeutici sono stati ottenuti da esperimenti in vitro e devono essere convalidati in modelli preclinici in vivo affidabili. Questo articolo descrive uno di questi modelli ortotopici MPM affidabili ottenuti dopo l’iniezione di una linea cellulare umana MPM H2052/484 nella cavità pleurica di topi atimici immunodeficienti. Il trapianto nel sito ortotopico permette di studiare la progressione del tumore nell’ambiente naturale in vivo. Tomografia a emissione di positroni/tomografia molecolare computerizzata (PET/CT) utilizzando il radiotracciatore clinico [18F]-2-fluoro-2-deossi-D-glucosio([18F]FDG) è il metodo di diagnosi di scelta per esaminare i pazienti con MPM. Di conseguenza, [18F]FDG-PET/CT è stato utilizzato per monitorare longitudinalmente la progressione della malattia del modello ortotopico H2052/484. Questa tecnica ha un alto potenziale 3R (Reduce il numero di animali, Refine per ridurre il dolore e il disagio, e Replace sperimentazione animale con alternative) dal momento che lo sviluppo del tumore può essere monitorato in modo non invasivo e il numero di animali necessari potrebbe essere significativamente ridotto.
Questo modello mostra un alto tasso di sviluppo, una rapida crescita del tumore, è conveniente e consente una rapida traduzione clinica. Utilizzando questo modello MPM ortotopico xenotrapianto, i ricercatori possono valutare le risposte biologiche di un modello MPM affidabile in seguito a interventi terapeutici.
Introduction
Il mesotelioma pletoroma pleziale maligno (MPM) è un cancro più spesso associato all’esposizione alle fibre di amianto1,2,3. Anche se l’amianto è stato vietato nella maggior parte dei paesi occidentali4,5,6, l’incidenza di MPM è ancora in aumento7,8. Recentemente, l’esposizione dei topi ai nanotubi di carbonio suggerisce che possono comportare un rischio significativo per la salute negli esseri umani9,10. I dati suggeriscono che l’esposizione a questi prodotti può indurre infiammazione cronica e cambiamenti molecolari (ad esempio, perdita di vie tumorali-soppressori) che sono alla base della progressione nel mesotelioma maligno. Attualmente, i nanotubi di carbonio multiwall sono uno dei prodotti più importanti della nanotecnologia e sono sempre più incorporati in vari prodotti come i compositi, i materiali di stoccaggio dell’energia, la medicina, l’elettronica e i materiali di bonifica ambientale.
L’MPM è un cancro con prognosi infausta e la maggior parte dei pazienti muore entro due anni dalla diagnosi a causa di una limitata efficacia delle attuali modalità di trattamento11. La scelta del trattamento per MPM dipende dallo stadio di cancro. Per la maggior parte dell’MPM in fase iniziale (stadio 1 e possibilmente alcuni tumori dello stadio 2 o 3), l’approccio clinico è una terapia multimodale che include la resezione chirurgica dei tumori, associata alla radioterapia e alla chemioterapia12. Una chemioterapia combinata con cisplatin e pemetrexed è indicata per il trattamento della maggior parte dei pazienti diagnosticati con malattia invasiva locale avanzata, che non è suscettibile di resezione chirurgica, o che altrimenti non sono candidati per la chirurgia curativa13,14. Vi è quindi un’urgente necessità di sviluppare trattamenti più efficaci per i pazienti affetti da MPM. Tuttavia, ci sono pochi modelli animali in vivo convalidati che riflettono la rilevanza clinica di MPM. Diversi modelli murine MPM sono stati sviluppati, ma la maggior parte di loro non ricapitola fedelmente gli aspetti complessi del microambiente tumorale MPM15,16,17,18. L’uso di MPM indotta dall’amianto in topi, modelli murini genetici geneticamente ingegnerizzati o modelli di trapianto singenico di linee cellulari murine MPM sono limitati da differenze fenotipiche e funzionali fondamentali e, di conseguenza, traducono male nuove scoperte nella clinica. Altri modelli mmpM murini preclinici si basano principalmente su xenografi sottocutanei o peritoneali di linee cellulari umane in topi immunovoluti. Mentre questi modelli sono facili da monitorare e fornire dati fondamentali, il microambiente di questi xenoinnesti non è paragonabile ai tumori umani che compromettono il potere traslazionale della maggior parte di questi studi preclinici17,19. Al contrario, gli xenoincitra ortotopici riflettono meglio il comportamento del tumore del paziente e la risposta al trattamento in quanto sono circondati da un microambiente simile a quello trovato nel sito tumorale originale16.
L’imaging molecolare di [18F]FDG-PET/CT è il metodo di scelta per monitorare longitudinalmente la progressione della malattia nei pazienti con MPM20,21. Pertanto, ricorrere a questo metodo di imaging non invasivo promuove notevolmente la traduzione di studi preclinici agli studi clinici16,22. Inoltre, aiuta a ridurre il numero richiesto di animali in quanto ogni animale rappresenta il proprio controllo nel tempo.
In questo articolo, presentiamo un modello mpM xenotrapianto ortotopico affidabile ottenuto dopo l’iniezione della linea cellulare umana MPM H2052/484 nella cavità pleuriale dei topi atimmici. Accoppiato con l’imaging[18F]FDG-PET/CT, questo modello è un metodo prezioso e riproducibile per studiare gli effetti funzionali e meccanicistici di nuove strategie diagnostiche e trattamenti per l’MPM umano.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo documento descrive un modello ortotopico originale delle cellule MPM H2052/484 iniettate nella cavità pleurica dei topi atimici e un metodo di monitoraggio mediante l’imaging PET/CT animale piccolo. Questo modello può essere implementato con una moderata manipolazione degli animali e capacità chirurgiche e mostra un ottimo tasso di sviluppo. Permette una grande finestra sperimentale di circa 10 settimane in topi non trattati e rilevamento longitudinale non invasivo di tumori già 2 settimane dopo l’iniezione.</…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata finanziata da Ligue Genevoise contre le Cancer (a V.S.-B.) e dal Center for Biomedical Imaging (CIBM) delle Università e Ospedali di Ginevra e Losanna (a D.J.C., O.B. e S.G.).
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 |
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