Metastaz Oranını Kontrol Etmek için Amputasyonlu Syngeneic Ortotopik Osteosarkom Sprague Dawley Sıçan Modeli
Summary
Burada, metastaz biyolojisinin preklinik araştırılması ve yeni terapötiklerin gelişimi için kullanılabilecek spontan pulmoner metastaz ile osteosarkomun amputasyon prosedürünün ardından singeneik ortotopik implantasyon tanımlanmıştır.
Abstract
Osteosarkom (OS) tedavisinde en son ilerleme, 1980’lerde multi-ajan kemoterapinin sadece cerrahiye kıyasla genel sağkalımını iyileştirdiği gösterildiğinde gerçekleşti. Bu sorunu gidermek için çalışmanın amacı, sıçanlarda daha az bilinen bir işletim sistemi modelini, sağkalım süresini uzatan kapsamlı bir histolojik, görüntüleme, biyolojik, implantasyon ve amputasyon cerrahi yaklaşımı ile iyileştirmektir. Pediatrik işletim sistemini modellemek için 3 haftalık erkek ve dişi sıçanlara ortotopik tibial tümör implantları ile implante UMR106 OS hücre hattı (SD sıçanından kaynaklanan) ile singeneik bir sıçan modeli olan immün yetmetik, dışlanmış bir Sprague-Dawley (SD) kullandık. Sıçanlarda tekrarlanabilir primer ve metastatik pulmoner tümörler geliştiğini ve implantasyon sonrası 3 haftalık uzuv amputasyonlarının pulmoner metastaz insidansını önemli ölçüde azalttığını ve beklenmedik ölümleri önlüyor olduğunu gördük. Histolojik olarak, sıçanlardaki birincil ve metastatik işletim sistemi insan işletim sistemine çok benziyordu. OS hücrelerinin protein ekspresyon araştırması, bu tümörlerin ErbB ailesi kinazlarını ifade ettiğini ortaya koymaktadır. Bu kinazlar çoğu insan işletim sisteminde de yüksek oranda ifade edildiğinden, bu sıçan modeli tedavi için ErbB yol inhibitörlerini test etmek için kullanılabilir.
Introduction
Osteosarkom (OS) çocuklarda, ergenlerde ve genç erişkinlerde en sık görülen primer kemik tümörüdür. OS tedavisindeki en son ilerleme, 1980’lerde çok ajanlı kemoterapinin sadece cerrahiye kıyasla genel sağkalımını iyileştirdiği gösterildiğinde meydana geldi1. İşletim sistemi hızlı kemik büyümesi sırasında gelişir, tipik olarak femur, kaval kemiği ve humerus gibi uzun tübüler kemiklerde meydana gelir. Osteolitik, osteoblastik veya belirgin periosteal reaksiyonlu karışık görünüm ile karakterizeedilirler 2. Kemoterapi ve cerrahi rezeksiyon, hastaların % 65’i için 5 yıllık sağkalımlı hastalar için sonucu iyileştirebilir2,3. Ne yazık ki, metastatik hastalığı olan yüksek dereceli işletim sistemi hastaları% 20 sağkalıma sahiptir. İşletim sistemi bölgesel olarak istila eder ve öncelikle akciğerlere veya diğer kemiklere metastaz eder ve erkeklerde daha yaygındır. Bu genç hastalar için en zorlayıcı ihtiyaç, uzak metastazların canlılığını önleyen ve ortadan kaldıran yeni bir tedavidir.
OS klinik öncesi modeller gözden geçirilmiştir4,5,6,7 ve ortotopik işletim sisteminin amputasyonu kullanılarak mevcut birkaç immün yetmetik model geliştirilmiştir. 2000 yılında, ortotopik singeneik işletim sistemi ve amputasyon8ile BALB / c fareler kullanılarak önemli bir model geliştirilmiştir. Bu fare modeline kıyasla, sıçan modeli genetik olarak yetiştirilmiş ve bazı avantajlara yol açan 10 kat daha büyük hayvanlara dayanmaktadır. Sıçan UMR106 modeli, bir hücre hattı9’atüretilen bir Sprague Dawley (SD) sıçanında 32P kaynaklı bir işletim sistemi tarafından geliştirilmiştir. 2001 yılında UMR106-01 ortotopik implantasyonu ilk olarak athimik farelerin implante tibialarında hızlı, tutarlı primer tümör gelişimi ve insanlarda işletim sistemi ile ortak radyolojik, histolojik özelliklerle tanımlanmıştır. Pulmoner metastazlar gelişti ve UMR106’nın kemik mikroçevresine ortotopik yerleşimine bağlıydı10. 2009 yılında Yu ve arkadaşları11, daha büyük erkek SD sıçanlarda UMR106 hücrelerini kullanarak tekrarlanabilir bir ortotopik femur OS sıçan modeli kurdu. Amputasyon yapılmamış sıçanlarda başarılı tümör implantasyonları ve akciğer metastaz oranı burada sunulan verilere benzerdi. Bu çalışmada, özellikle metastatik ilerleme ile ilgili olarak, primer tümör çıkarma zamanlamasının modelleme işletim sisteminde çok önemli olduğunu öne süren genç sıçanlar kullanılarak modele ek bir amputasyon yapıldı. Bu arıtma ile amputasyon ve in vivo görüntüleme, işletim sistemi için yeni ilaç değerlendirmesi için klinik öncesi çalışmalar için bu modeli geliştirir.
Protocol
Representative Results
Discussion
OS tibial implantlı sıçanlar implantasyondan 3 hafta sonra ölçülebilir tümörler geliştirirler. Tümörlü uzuvlar implantasyondan 3 hafta sonra kesilirse akciğer metastazının görülme sıklığı önemli ölçüde azalır. OS’ler hem osteolitik hem de osteoblastiktir. Amputasyonsuz sıçanlar, implantasyondan 7 hafta sonra radyografi veya nekropsi ile gözlenen, çoklu ve değişken boyutta akciğer metastazları geliştirir. EGFR, ErbB2 ve ErbB4, insan işletim sistemi 16 ,17</s…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ulusal Kanser Enstitüsü aracılığıyla NIH finansmanı, hibe # CA228582. Shun Ishiyama şu anda Toray Medical Co., Ltd.’den hibe alıyor.
Materials
| AKT | Cell Signaling TECHNOLOGY | 4685S | |
| absorbable suture | Ethicon | J214H | |
| β-actin | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-47778 | |
| β2-AR antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-569 | replaced by β2-AR (E-3): sc-271322 |
| Bis–Tris gels | Thermo Fisher | NP0321PK2 | |
| Buprenorphine SR Lab | ZooPharm | IZ-70000-201908 | |
| CD3 antibody | Dako | #A0452 | |
| CD68 antibody | eBioscience | #14-0688-82 | |
| Chemiluminescent substrate | cytiva | RPN2232 | |
| CL-Xposure film | Thermo Fisher | 34089 | |
| Complete Anesthesia System | EVETEQUIP | 922120 | |
| diaminobenzidine | VECTOR LABORATORIES | SK-4100 | |
| Doxorubicin | Actavis | NDC 45963-733-60 | |
| EGFR antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-03 | replaced by EGFR (A-10): sc-373746 |
| ERBB2 antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-284 | replaced by Neu (3B5): sc-33684 |
| ERBB4 antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-283 | replaced by ErbB4 (C-7): sc-8050 |
| ERK antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-514302 | |
| eye lubricant | PHARMADERM | NDC 0462-0211-38 | |
| Hamilton syringe (100 µL) | Hamilton | Model 1710 SN SYR | |
| horseradish peroxidase-linked secondary antibody | cytiva | NA934 | |
| HRP polymer detection kit | VECTOR LABORATORIES | MP-7401 | |
| HRP polymer detection kit | VECTOR LABORATORIES | MP-7402 | |
| isoflurane | BUTLER SCHEIN | NDC 11695-6776-2 | |
| isoflurane vaporizer | EVETEQUIP | 911103 | |
| UMR-106 cell | ATCC | CRL-1661 | |
| X-ray | Faxitron | UltraFocus | |
| X-ray processor | Hope X-Ray Peoducts Inc | MicroMax X-ray Processor | Hope Processors are not available in USA anymore |
| wound clips | BECTON DICKINSON | 427631 |
Referências
- Link, M. P., et al. The effect of adjuvant chemotherapy on relapse-free survival in patients with osteosarcoma of the extremity. New England Journal of Medicine. 314 (25), 1600-1606 (1986).
- Bielack, S. S., et al. Prognostic factors in high-grade osteosarcoma of the extremities or trunk: an analysis of 1,702 patients treated on neoadjuvant cooperative osteosarcoma study group protocols. Journal of Clinical Oncology. 20 (3), 776-790 (2002).
- Botter, S. M., Neri, D., Fuchs, B. Recent advances in osteosarcoma. Current Opinion in Pharmacology. 16, 15-23 (2014).
- Ek, E. T. H., Dass, C. R., Choong, P. F. M. Commonly used mouse models of osteosarcoma. Critical Reviews in Oncology Hematology. 60 (1), 1-8 (2006).
- Guijarro, M. V., Ghivizzani, S. C., Gibbs, C. P. Animal models in osteosarcoma. Frontiers Oncology. 4, 189 (2014).
- Janeway, K. A., Walkley, C. R. Modeling human osteosarcoma in the mouse: From bedside to bench. Bone. 47 (5), 859-865 (2010).
- Mohseny, A. B., Hogendoorn, P. C., Cleton-Jansen, A. M. Osteosarcoma models: from cell lines to zebrafish. Sarcoma. 2012, 417271 (2012).
- Khanna, C., et al. An orthotopic model of murine osteosarcoma with clonally related variants differing in pulmonary metastatic potential. Clinical & Experimental Metastasis. 18 (3), 261-271 (2000).
- Martin, T. J., et al. Parathyroid hormone-responsive adenylate cyclase in induced transplantable osteogenic rat sarcoma. Nature. 260 (5550), 436-438 (1976).
- Fisher, J. L., Mackie, P. S., Howard, M. L., Zhou, H., Choong, P. F. The expression of the urokinase plasminogen activator system in metastatic murine osteosarcoma: an in vivo mouse model. Clinical Cancer Research. 7 (6), 1654-1660 (2001).
- Yu, Z., et al. Establishment of reproducible osteosarcoma rat model using orthotopic implantation technique. Oncology Reports. 21 (5), 1175-1180 (2009).
- Zhang, P., et al. Homologous mesenchymal stem cells promote the emergence and growth of pulmonary metastases of the rat osteosarcoma cell line UMR-106. Oncology Letters. 8 (1), 127-132 (2014).
- Gabrielson, K., et al. Heat shock protein 90 and ErbB2 in the cardiac response to doxorubicin injury. Pesquisa do Câncer. 67 (4), 1436-1441 (2007).
- Sysa-Shah, P., et al. Bidirectional cross-regulation between ErbB2 and β-adrenergic signalling pathways. Cardiovascular Research. 109 (3), 358-373 (2016).
- Wachtman, L. M., Browning, M. D., Bedja, D., Pin, S., Gabrielson, K. L. Validation of the use of long-term indwelling jugular catheters in a rat model of cardiotoxicity. Journal of American Association Laboratory Animal Science. 45, 55-64 (2006).
- Abdou, A. G., et al. The Prognostic role of Ezrin and HER2/neu expression in osteosarcoma. Applied Immunohistochemistry & Molecular Morphology. 24 (5), 355-363 (2016).
- Hughes, D. P., Thomas, D. G., Giordano, T. J., McDonagh, K. T., Baker, L. H. Essential erbB family phosphorylation in osteosarcoma as a target for CI-1033 inhibition. Pediatric Blood & Cancer. 46 (5), 614-623 (2006).
- Wen, Y. H., et al. Epidermal growth factor receptor in osteosarcoma: expression and mutational analysis. Human Pathology. 38 (8), 1184-1191 (2007).
- Khanna, C., et al. Toward a drug development path that targets metastatic progression in osteosarcoma. Clinical Cancer Research. 20 (16), 4200-4209 (2014).
