Allogreffes orthotopiques de souris syngéniques pour modéliser le cancer du pancréas
Summary
Les allogreffes orthotopiques syngéniques de souris d’adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) récapitulent la biologie, les phénotypes et les réponses thérapeutiques des sous-types de maladies. En raison de leur progression tumorale rapide et reproductible, ils sont largement utilisés dans les études précliniques. Ici, nous montrons des pratiques courantes pour générer ces modèles, en injectant des cultures PDAC murines syngéniques dans le pancréas.
Abstract
L’adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) est une maladie très complexe caractérisée par un microenvironnement tumoral hétérogène composé d’un stroma, de cellules immunitaires, de vaisseaux, de nerfs et de composants de la matrice extracellulaire. Au fil des ans, différents modèles murins de PDAC ont été développés pour relever les défis posés par sa progression, son potentiel métastatique et son hétérogénéité phénotypique. Les allogreffes orthotopiques de souris immunocompétentes de PDAC se sont révélées prometteuses en raison de leur progression tumorale rapide et reproductible par rapport aux modèles murins génétiquement modifiés. De plus, combinés à leur capacité à imiter les caractéristiques biologiques observées dans le PDAC autochtone, les modèles murins allogreffés orthotopiques basés sur des lignées cellulaires permettent des expériences in vivo à grande échelle. Ainsi, ces modèles sont largement utilisés dans les études précliniques pour les analyses rapides génotype-phénotype et pharmaco-réponse. L’objectif de ce protocole est de fournir une approche reproductible et robuste pour injecter avec succès des cultures primaires de cellules PDAC de souris dans le pancréas de souris receveuses syngéniques. En plus des détails techniques, des informations importantes sont données qui doivent être prises en compte avant d’effectuer ces expériences.
Introduction
Récemment, l’ACPE est devenue la troisième cause de décès liés au cancer dans le monde occidental1. Il provoque le taux de mortalité le plus élevé parmi tous les cancers et un taux de survie globale à 10 ans de ~ 1%, qui n’a pas changé depuis des décennies2. En raison de l’absence de progrès dans le traitement de la PDAC, cette maladie devrait devenir la deuxième cause de décès liés au cancer d’ici la prochaine décennie3.
Les tumeurs PDAC sont des entités complexes caractérisées par un microenvironnement tumoral diversifié (TME) composé d’un assemblage hétérogène de composants stroma, vasculaires, immunitaires et de matrice extracellulaire4. Les différences dans la composition du TME influencent le pronostic de la maladie et la réponse au traitement 4,5,6. En effet, de nombreuses études ont montré que le sous-type mésenchymateux basal de PDAC est associé à un TME hautement immunosuppresseur et montre une diminution de la survie et une absence de réponse aux thérapies 7,8,9,10,11,12. Par conséquent, une meilleure compréhension des différences dans la composition du TME et de la façon dont ces caractéristiques influencent la biologie tumorale reste un facteur important pour le développement de thérapies moléculairement précises. Pour mieux comprendre la biologie derrière ce phénotype complexe et identifier des stratégies thérapeutiques capables de surmonter la barrière que constitue le TME de PDAC, des modèles in vivo sont indispensables.
Un aspect clé de tout système de modèle préclinique de cancer est qu’il devrait imiter les phénotypes humains, récapitulant à la fois l’hétérogénéité génétique et le milieu incorporant la multitude de populations stromales et immunitaires qui composent le TME. Par conséquent, lors du choix de modèles murins pour la recherche préclinique, plusieurs aspects doivent être pris en considération. Pour étudier l’interaction tumorale-immunitaire, des lignées cellulaires cancéreuses histocompatibles peuvent être injectées à des souris immunocompétentes syngéniques. Dans la plupart des cas, ceux-ci sont injectés par voie sous-cutanée dans le flanc de la souris, ce qui permet une surveillance facile de la tumeur par palpation ou inspection visuelle. Cependant, les modèles résultants n’imitent pas la croissance des cellules tumorales dans leur organe d’origine. Par conséquent, les transplantations orthotopiques sont devenues l’étalon-or pour les modèles d’allogreffe.
Les allogreffes orthotopiques de souris présentent plusieurs avantages: elles sont rentables, peuvent être générées avec une procédure relativement simple et donnent lieu à des modèles avec une composition moléculaire connue, ainsi qu’une progression tumorale et un phénotype reproductibles et prévisibles. En effet, alors que les modèles de xénogreffes dérivés de patients représentent avec précision le comportement des cellules PDAC humaines, la nécessité de l’implantation chez des souris immunodéficientes pour éviter le rejet de greffe limite l’analyse des interactions tumeur-immunité et tumeur-stroma, permettant aux chercheurs de ne capturer qu’une image partielle de la complexité de ces tumeurs. Les allogreffes orthotopiques syngéniques de PDAC présentent un avantage à cet égard également par rapport aux modèles murins génétiquement modifiés (GEMM). Les GEMM récapitulent avec précision la tumorigenèse PDAC humaine et l’hétérogénéité observée chez les patients PDAC. Cependant, en raison de ces caractéristiques, les tumeurs GEMM peuvent présenter une variance élevée dans leur constitution génétique, leur progression tumorale, leur agressivité, leur différenciation histologique et leur composition en ETM. Bien que cela puisse être un avantage dans certaines études, cela limite les études génotype à phénotype et l’étude ciblée des phénotypesPDAC 13. Par conséquent, les allogreffes orthotopiques de souris constituent un bon compromis et un bon modèle pour effectuer des études tumeur-hôte et de traitement in vivo. Cet article décrit un protocole pour les expériences de transplantation orthotopique de cellules PDAC murines dans le pancréas de souris.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les allogreffes orthotopiques syngéniques de souris représentent un modèle robuste pour les études précliniques en raison de leur rentabilité, de leur reproductibilité et de leurs procédures expérimentales relativement simples13,15. Ces modèles permettent non seulement l’étude des interactions tumeur-hôte, mais garantissent également la préservation de l’hétérogénéité génétique des tumeurs dont ils proviennent lorsque des cultures primair…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous tenons à remercier l’animalerie TUM et l’installation centrale d’imagerie du département de médecine nucléaire, Klinikum rechts der Isar, pour leur excellent soutien technique. Cette étude a été soutenue par le German Cancer Consortium (DKTK), la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG SA 1374/4-2, DFG SA 1374/6-1, SFB 1321 Project-ID 329628492 P06, P11 et S01) à D.S., la Wilhelm Sander-Stiftung (2020.174.1 et 2017.091.2) à D.S., et le Conseil européen de la recherche (ERC CoG No. 648521, à D.S.).
Materials
| 27 G cannula | B.Braun | 08915992 | |
| Atipamezole (Antisedan 5 mg/mL) | Orion Corporation | 23554.00.00 | |
| Autoclip Stainless Steel Wound Clips, 9 mm | Braintree Scientific | NC9334081 | |
| Dulbecco`s Modified Eagle Medium | Sigma-Aldrich | D5796-500ML | |
| Eye cream (Bepanthen) | Bayer Vital GmbH | 1578675 | |
| FBS | Sigma-Aldrich | S0615 | |
| Fentanyl (50 µg/mL) | Eurovet Animal Health BV | 9113473 | |
| Flumazenile (Flumazenil-hameln 0.1 mg/mL) | Hameln pharma | 09611975 | |
| Medetomidine (Sedator 1 mg/mL) | Eurovet Animal Health BV | 400926.00.00 | |
| Meloxicam (Metacam 5 mg/mL) | Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH | 3937902 | |
| Microliter syringe | Hamilton | HT80908 | |
| Midazolam (5 mg/mL) | Hexal | 00886423 | |
| NaCl | B. Braun | 2737756 | |
| Naloxone (Naloxon-hameln 0.4 mg/mL) | hameln pharma | 04464535 | |
| PBS | Sigma-Aldrich | P7059-1L | |
| Penicillin-Streptomycin | Sigma-Aldrich | P4333-100ML | |
| Suture (Ethilon) | Ethicon | 9999034 | |
| TrypZean Solution 1x | Sigma-Aldrich | T3449 |
Referências
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