Injection intracardiaque de cellules cancéreuses de la prostate humaine pour créer un modèle murin de xénogreffe de métastases osseuses
Summary
Ici, nous présentons un protocole pour l’injection intra-cardiaque de cellules cancéreuses de la prostate humaine afin de générer un modèle murin avec des lésions de métastases osseuses.
Abstract
En tant que tumeur maligne masculine la plus courante, le cancer de la prostate (PC) se classe au deuxième rang pour la mortalité, principalement en raison d’un taux de métastases osseuses de 65% à 75%. Par conséquent, il est essentiel de comprendre le processus et les mécanismes connexes des métastases osseuses du cancer de la prostate pour développer de nouveaux traitements. Pour cela, un modèle animal de métastases osseuses est un outil essentiel. Ici, nous rapportons des procédures détaillées pour générer un modèle murin de métastases osseuses par injection intra-cardiaque de cellules cancéreuses de la prostate. Un système d’imagerie par bioluminescence peut déterminer si les cellules cancéreuses de la prostate ont été injectées avec précision dans le cœur et surveiller les métastases des cellules cancéreuses, car il présente de grands avantages dans la surveillance du développement des lésions métastatiques. Ce modèle reproduit le développement naturel des cellules cancéreuses disséminées pour former des micro-métastases dans l’os et imite le processus pathologique des métastases osseuses du cancer de la prostate. Il fournit un outil efficace pour approfondir l’exploration des mécanismes moléculaires et des effets thérapeutiques in vivo de cette maladie.
Introduction
Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez les hommes dans 112 pays et se classe au deuxième rang pour la mortalité dans les pays à indice de développement humainsupérieur 1,2. La plupart des décès chez les patients atteints d’un cancer de la prostate sont causés par des métastases, et environ 65% à 75% des cas développeront des métastases osseuses 3,4. Par conséquent, la prévention et le traitement des métastases osseuses du cancer de la prostate sont nécessaires de toute urgence pour améliorer les résultats cliniques des patients atteints de cancer de la prostate. Le modèle animal des métastases osseuses est un outil indispensable pour explorer le processus en plusieurs étapes et les mécanismes moléculaires impliqués dans chaque stade des métastases osseuses du cancer de la prostate, identifiant ainsi des cibles thérapeutiques et développant de nouvelles thérapies5.
Les méthodes les plus courantes pour générer des modèles animaux expérimentaux de métastases osseuses du cancer de la prostate comprennent l’injection orthotopique, intra-diaphyse (comme intra-tibiale) et intra-cardiaque de cellules cancéreuses de la prostate. Le modèle de métastases osseuses avec injection orthotopique est généré par injection directe de cellules cancéreuses de la prostate dans la prostate d’une souris 6,7. Ce modèle animal expérimental présente des caractéristiques cliniques très similaires aux métastases osseuses du cancer de la prostate. Cependant, les métastases se produisent principalement dans le ganglion lymphatique axillaire et le poumon plutôt que dans l’os 8,9. Le modèle d’injection intra-tibiale pour le cancer de la prostate injecte directement des cellules cancéreuses de la prostate dans le tibia avec un taux élevé de formation tumorale dans l’os (tibia)10,11; Cependant, le cortex osseux et la cavité de la moelle osseuse sont facilement endommagés. De plus, la méthode d’injection tibiale ne peut pas stimuler le processus pathologique des métastases osseuses du cancer de la prostate dans lequel les cellules cancéreuses colonisent l’os par la circulation. Pour étudier la circulation, l’extravasation vasculaire et les métastases à distance avec un taux de métastases osseuses plus élevé des cellules cancéreuses, une technique d’injection intracardiaque a été développée en injectant directement des cellules cancéreuses de la prostate dans le ventricule gauche de la souris 8,12,13. Cela en fait un modèle animal précieux pour la recherche sur les métastases osseuses8. La méthode d’injection intracardiaque montre un taux de métastases osseuses d’environ 75%9,14, beaucoup plus élevé que la méthode d’injection orthotopique. Par conséquent, l’injection intracardiaque est une méthode idéale pour générer un modèle animal avec des métastases osseuses du cancer de la prostate.
Ce travail vise à décrire le processus d’établissement d’un modèle murin de métastases osseuses du cancer de la prostate, permettant aux lecteurs de visualiser l’établissement du modèle. Le travail actuel fournit des processus détaillés, des précautions et des images illustratives pour générer un modèle de xénogreffe de métastases osseuses par injection intracardiaque de cellules cancéreuses de la prostate humaine chez des souris athymiques. Cette méthode fournit un outil efficace pour explorer davantage les mécanismes moléculaires et les effets thérapeutiques in vivo des métastases osseuses du cancer de la prostate.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’injection intracardiaque de cellules cancéreuses de la prostate humaine pour générer des métastases osseuses est un modèle murin idéal pour explorer les fonctions et les mécanismes des métastases osseuses du cancer de la prostate et évaluer l’efficacité thérapeutique. Des études ont montré que les lésions osseuses se produisent très probablement dans le tibia proximal et le fémur distal17, ce qui peut être dû à leur vascularisation élevée et à leur activité métaboliqu…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail est soutenu par des subventions du National Key R&D Program of China (2018YFC1704300 et 2020YFE0201600), de la National Nature Science Foundation (81973877 et 82174408), des projets de recherche dans le cadre du budget de l’Université de médecine traditionnelle chinoise de Shanghai (2021LK047) et du Shanghai Collaborative Innovation Center of Industrial Transformation of Hospital TCM Preparation.
Materials
| 1 mL syringes and needles | Shandong Weigao Group Medical Polymer Co., Ltd | 20200411 | The cells were injected into the ventricles of mice |
| Anesthesia machine | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | R500IP | Equipment for anesthetizing mice |
| Automatic cell counter | Shanghai Simo Biological Technology Co., Ltd | IC1000 | For counting cells |
| BALB/c athymic mice | Shanghai SLAC Laboratory Animal Co, Ltd. | Male | 6-8 week old, male mice |
| Bioluminescence imaging system | Shanghai Baitai Technology Co., Ltd | Vieworks | For tracking the tumor growth and pulmonary metastasis if the injected cells are labeled by luciferase |
| Centrifuge tube (15 mL, 50 mL) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 430790, Corning | |
| EDTA solution | Wuhan Xavier Biotechnology Co., Ltd | G1105 | For decalcification of bone tissure |
| F-12 medium | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 21700075, GIBCO | Cell culture medium |
| Formalin solution | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | BL539A | For fixing the specimen of each mouse |
| Isoflurane | Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd | VETEASY | For anesthesia |
| Lipofectamine 2000 | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 11668027, Thermo fisher | Plasmid transfection reagent |
| PC-3 cell line | Cell Bank of Chinese Academy of Sciences | TCHu 158 | Prostate cancer cell line |
| Phosphate-buffered saline | Beyotime Biotechnology | ST447 | Wash the human osteosarcoma cells |
| Trypsin (0.25%) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | 25200056, Gibco | For detaching the cells |
| Vector (pLV-luciferase) | Shanghai YueNian Biotechnology Co., Ltd | VL3613 | Plasmid for transfection |
| X-ray imaging system | Brook (Beijing) Technology Co., Ltd | FX PRO | For obtaining x-ray images to detect tumor growth |
| μCT80 | Shenzhen Fraun Technology Service Co., Ltd | Scanco Medical AG,Switzerland | For detection of bone destruction. The mico-CT is equipped with 3DCalc, cone reconstruction, and μCT Ray V3.4A model visualization software. |
Referências
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