हम एक अंतर्जात एचईआर 2-प्रवर्धित भड़काऊ स्तन कैंसर सेल लाइन के पूंछ-नस इंजेक्शन के माध्यम से उत्पन्न स्तन कैंसर मस्तिष्क मेटास्टेसिस के एक जेनोग्राफ्ट माउस मॉडल का वर्णन करते हैं।
मस्तिष्क में मेटास्टैटिक प्रसार कई प्रकार के कैंसर का एक सामान्य और विनाशकारी अभिव्यक्ति है। अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में, हर साल लगभग 200,000 रोगियों को मस्तिष्क मेटास्टेस का निदान किया जाता है। प्राथमिक स्तन कैंसर और प्रणालीगत विकृतियों वाले रोगियों के लिए जीवित रहने के परिणामों में सुधार करने में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है; हालांकि, नैदानिक मस्तिष्क मेटास्टेस वाले रोगियों के लिए निराशाजनक पूर्वानुमान इस घातक बीमारी के खिलाफ नए चिकित्सीय एजेंटों और रणनीतियों को विकसित करने की तत्काल आवश्यकता पर प्रकाश डालता है। उपयुक्त प्रयोगात्मक मॉडल की कमी मस्तिष्क मेटास्टेसिस जीव विज्ञान और उपचार की हमारी समझ की प्रगति में बाधा डालने वाली प्रमुख बाधाओं में से एक रही है। यहां, हम मस्तिष्क मेटास्टेसिस के एक जेनोग्राफ्ट माउस मॉडल का वर्णन करते हैं जो भड़काऊ स्तन कैंसर (आईबीसी) से प्राप्त एक अंतर्जात एचईआर 2-प्रवर्धित सेल लाइन के पूंछ-नस इंजेक्शन के माध्यम से उत्पन्न होता है, जो स्तन कैंसर का एक दुर्लभ और आक्रामक रूप है। मस्तिष्क मेटास्टेसिस की निगरानी के लिए कोशिकाओं को जुगनू लूसिफेरस और ग्रीन फ्लोरेसेंस प्रोटीन के साथ लेबल किया गया था, और बायोलुमिनेसेंस इमेजिंग, फ्लोरोसेंट स्टीरियोमाइक्रोस्कोपी और हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन द्वारा मेटास्टैटिक बोझ की मात्रा निर्धारित की गई थी। चूहे मजबूत और लगातार मस्तिष्क मेटास्टेस विकसित करते हैं, जिससे मेटास्टैटिक प्रक्रिया में प्रमुख मध्यस्थों की जांच और नई उपचार रणनीतियों के प्रीक्लिनिकल परीक्षण के विकास की अनुमति मिलती है।
मस्तिष्क मेटास्टेसिस प्रणालीगत विकृतियों की एक सामान्य और घातक जटिलता है। अधिकांश मस्तिष्क मेटास्टेस फेफड़े, स्तन या त्वचा के प्राथमिक ट्यूमर से उत्पन्न होते हैं, जो सामूहिक रूप से 67-80% मामलों के लिए जिम्मेदारहोते हैं। मस्तिष्क मेटास्टेसिस की घटनाओं का अनुमान 100,000 से 240,000 मामलों के बीच भिन्न होता है, और इन संख्याओं को कम करके आंका जा सकता है क्योंकि मेटास्टैटिककैंसर से मरने वाले रोगियों के लिए शव परीक्षा दुर्लभ है। मस्तिष्क मेटास्टेस वाले रोगियों में मस्तिष्क मेटास्टेस के बिना रोगियों के सापेक्ष एक खराब रोग का निदान और कम समग्र अस्तित्व होताहै। मस्तिष्क मेटास्टेस के लिए वर्तमान उपचार विकल्प काफी हद तक उपशामक हैं औरअधिकांश रोगियों के लिए जीवित रहने के परिणामों में सुधार करने में विफल रहते हैं। इस प्रकार, मस्तिष्क मेटास्टेसिस एक चुनौती बनी हुई है, और अधिक प्रभावी उपचार विकसित करने के लिए मस्तिष्क मेटास्टेसिस प्रगति के तंत्र को बेहतर ढंग से समझने की आवश्यकता बनी हुई है।
प्रयोगात्मक मॉडल के उपयोग ने मस्तिष्क में स्तन कैंसर मेटास्टैटिक प्रगति के विशिष्ट तंत्र में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान की है और विभिन्नचिकित्सीय दृष्टिकोणों 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 की प्रभावकारिता के मूल्यांकन की अनुमति दी है।. हालांकि, बहुत कम मॉडल मस्तिष्क मेटास्टेसिस विकास की जटिलताओं को सटीक और पूरी तरह से पुन: प्रस्तुत कर सकते हैं। ऑर्थोटोपिक, टेल-वेन, इंट्राकार्डियक, इंट्राकैरोटिड धमनी और इंट्रासेरेब्रल इंजेक्शन सहित प्रशासन के विभिन्न मार्गों द्वारा चूहों में कैंसर कोशिकाओं के टीकाकरण के माध्यम से विवो मॉडल में कई प्रयोगात्मक उत्पन्न किए गए हैं। प्रत्येक तकनीक के फायदे और नुकसान हैं, जैसा कि कहीं और समीक्षा की गईहै। हालांकि, इनमें से कोई भी माउस मॉडल मस्तिष्क मेटास्टेसिस की नैदानिक प्रगति को पूरी तरह से दोहरा नहीं सकता है।
मस्तिष्क मेटास्टेस विशेष रूप से भड़काऊ स्तन कैंसर (आईबीसी) के रोगियों में आम हैं, जो प्राथमिक स्तन कैंसर का एक दुर्लभ लेकिन आक्रामक संस्करण है। आईबीसी स्तन कैंसर के मामलों के 1% से 4% के लिए जिम्मेदार है, लेकिन यहसंयुक्त राज्य अमेरिका में स्तन कैंसर से संबंधित मौतों के अनुपातहीन 10% के लिए जिम्मेदार है। आईबीसी को तेजी से मेटास्टेसाइज करने के लिए जाना जाता है; वास्तव में, आईबीसी रोगियों के एक तिहाई निदान के समय दूर मेटास्टेसिस19,20 है। मस्तिष्क मेटास्टेसिस के लिए विशिष्ट, आईबीसी वाले रोगियों में गैर-आईबीसी21 वाले रोगियों की तुलना में मस्तिष्क मेटास्टेसिस की अधिक घटनाएं होती हैं। हाल ही में, हमने प्रदर्शित किया कि एमडीए-आईबीसी 3 सेल लाइन, ईआर -/ पीआर – / एचईआर 2 + आईबीसी के साथ एक रोगी के घातक फुफ्फुस बहाव द्रव से प्राप्त होती है, जो माउस जेनोग्राफ्ट्स में आईबीसी विशेषताओं को पुन: उत्पन्न करती है, जिसमें पूंछ-नस द्वारा इंजेक्शन दिए जाने पर चूहों में फेफड़ों के मेटास्टेस के बजाय मस्तिष्क मेटास्टेस विकसित करने की एक बढ़ी हुई प्रवृत्ति होती है, जिससे यह सेल लाइन मस्तिष्क मेटास्टेसिस 16 के विकास का अध्ययन करने के लिए एक अच्छा मॉडल बन जाती है।
यहां हम एमडीए-आईबीसी 3 कोशिकाओं के पूंछ-शिरा इंजेक्शन के माध्यम से मस्तिष्क मेटास्टेसिस उत्पन्न करने और स्टीरियोफ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी और ल्यूसिफेरस इमेजिंग के माध्यम से मेटास्टैटिक बोझ का मूल्यांकन करने के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं। इस विधि का उपयोग मस्तिष्क में स्तन कैंसर मेटास्टेसिस के प्रमुख मध्यस्थों की खोज करने और चिकित्सीय हस्तक्षेप16,22,23 की प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए किया गया है। इस तकनीक का नुकसान यह है कि यह मस्तिष्क मेटास्टैटिक प्रक्रिया में सभी चरणों को पुन: उत्पन्न नहीं करता है। फिर भी, इसके प्रमुख लाभों में मजबूती और प्रजनन क्षमता, इंट्रावेशन के प्रासंगिक मेटास्टेसिस जीव विज्ञान की भागीदारी, फेफड़ों को पार करना और मस्तिष्क में बहिर्वाह, और तकनीक के संदर्भ में इसकी सापेक्ष सादगी शामिल है।
प्रोटोकॉल में कई महत्वपूर्ण कदम शामिल हैं। व्यवहार्यता बनाए रखने के लिए कोशिकाओं को 1 घंटे से अधिक समय तक बर्फ पर नहीं रखा जाना चाहिए। इंजेक्शन से पहले चूहों की पूंछ को पोंछने के लिए अल्कोहल कॉटन पैड का…
The authors have nothing to disclose.
हम पांडुलिपि के वैज्ञानिक संपादन के लिए एमडी एंडरसन डिवीजन ऑफ रेडिएशन ऑन्कोलॉजी के क्रिस्टीन एफ वोगन, एमएस, ईएलएस, और एमडी एंडरसन डिवीजन ऑफ सर्जरी हिस्टोलॉजी कोर से कैरोल एम जॉनसन को हेमटोक्सीलिन और ईओसिन स्टेनिंग के साथ मदद के लिए धन्यवाद देते हैं। हम एमडी एंडरसन में पशु चिकित्सा और सर्जरी कोर के लिए पशु अध्ययन के लिए उनके समर्थन के लिए आभारी हैं। कोमेन करियर उत्प्रेरक अनुसंधान अनुदान (बीजीडी को CCR16377813), अमेरिकन कैंसर सोसाइटी रिसर्च स्कॉलर अनुदान (बीजीडी को आरएसजी -19-126-01), और टेक्सास दुर्लभ और आक्रामक स्तन कैंसर अनुसंधान कार्यक्रम की स्थिति। इसके अलावा नेशनल कैंसर इंस्टीट्यूट, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ से कैंसर सेंटर सपोर्ट (कोर) ग्रांट पी 30 CA016672 द्वारा टेक्सास विश्वविद्यालय के एमडी एंडरसन कैंसर सेंटर को भी समर्थित किया गया है।
Cell Culture | |||
1000 µL pipette tip filtered | Genesee Scientific | 23430 | |
10 mL Serological Pipets | Genesee Scientific | 12-112 | |
Antibiotic-antimycotic | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | 1% |
Centrifuge tubes 15 mL bulk | Genesee Scientific | 28103 | |
Corning 500 mL Hams F-12 Medium [+] L-glutamine | GIBICO Inc. USA | MT10080CV | |
Countess II Automated Cell Counter (Invitrogen) | Thermo Fisher Scientific | AMQAX1000 | |
1x DPBS | Thermo Fisher Scientific | 21-031-CV | |
Eppendorf centufuge 5810R | Eppendorf | ||
Fetal bovine serum (FBS) | GIBICO Inc. USA | 16000044 | 10% |
Fisherbrand Sterile Cell Strainers (40 μm) | Thermo Fisher Scientific | 22-363-547 | |
Hydrocortisone | Sigma-Aldrich | H0888 | 1 µg/mL |
Insulin | Thermo Fisher Scientific | 12585014 | 5 µg/mL |
Invitrogen Countess Cell Counting Chamber Slides | Thermo Fisher Scientific | C10228 | |
MDA-IBC3 cell lines | MD Anderson Cancer Center | Generated by Dr. Woodward's lab24 | |
Luciferase–green fluorescent protein (Luc–GFP) plasmid | System Biosciences | BLIV713PA-1 | |
microtubes clear sterile 1.7 mL | Genesee Scientific | 24282S | |
Olympus 10 µL Reach Barrier Tip, Low Binding, Racked, Sterile | Genesee Scientific | 23-401C | |
TC Treated Flasks (T75), 250mL, Vent | Genesee Scientific | 25-209 | |
Trypan Blue Stain (0.4%) for use with the Countess Automated Cell Counter | Thermo Fisher Scientific | T10282 | |
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red | Thermo Fisher Scientific | 25200114 | |
Tail vein injection | |||
C.B-17/IcrHsd-Prkdc scid Lyst bg-J – SCID/Beige | Envigo | SCID/beige mice | |
BD Insulin Syringe with the BD Ultra-Fine Needle 0.5mL 30Gx1/2" (12.7mm) | BD | 328466 | |
Plas Labs Broome-Style Rodent Restrainers | Plas Labs 551BSRR | 01-288-32A | Order fromThermo Fisher Scientific |
Volu SolSupplier Diversity Partner Ethanol 95% SDA (190 Proof) | Thermo Fisher Scientific | 50420872 | 70 % used |
Imaging | |||
BD Lo-Dose U-100 Insulin Syringes | BD | 329461 | |
Disposable PES Filter Units 0.45 µm | Fisherbrand | FB12566501 | filter system to sterilize the D-luciferin |
D-Luciferin | Biosynth | L8220-1g | stock concentration = 47.6 mM (15.15 mg/mL); use concentration = 1.515 mg/mL |
1.7 mL microtube amber | Genesee Scientific | 24-282AM | |
Isoflurane | Patterson Veterinary | NDC-14043-704-06 | Liquid anesthetic for use in anesthetic vaporizer |
IVIS 200 | PerkinElmer | machine for luciferase imaging, up to 5 mice imaging at the same time, with anesthesia machine | |
Plastic Containers with Lids | Fisherbrand | 02-544-127 | |
Tissue Cassettes | Thermo Scientific | 1000957 | |
Webcol Alcohol Prep | Covidien | 6818 | |
Stereomicroscope Imaging | |||
Stereomicroscope AZ100 | Nikon | model AZ-STGE | software NIS-ELEMENT |
Formalin 10% | Fisher Chemical | SF100-4 | |
TC treated dishes 100×20 mm | Genesee Scientific | 25202 |