Summary

Análisis cuantitativo de la metástasis del cáncer utilizando un modelo de embrión aviar

Published: May 30, 2011
doi:

Summary

El uso de PCR cuantitativa, se demuestra cómo la bien establecida chica modelo CAM se puede utilizar para analizar cuantitativamente la metástasis de células tumorales humanas a órganos distantes.

Abstract

En las células de la metástasis del cáncer de difundir el tumor primario, invaden los tejidos circundantes, y se extendió a órganos distantes. La metástasis es un proceso complejo que puede involucrar a muchos tipos de tejido, los períodos de duración variable de tiempo, y con frecuencia se producen en lo profundo de los órganos, por lo que es difícil de investigar y cuantificar. Además, la eficacia del proceso de metástasis está influido por diversas etapas de la cascada metastásica lo que hace difícil evaluar la contribución de un solo aspecto de la conducta de las células tumorales. Como consecuencia de ello, los ensayos de metástasis se realiza con frecuencia en animales de experimentación para proporcionar un contexto necesariamente realista en el que para estudiar la metástasis. Desafortunadamente, estos modelos se complica aún más por su compleja fisiología. El embrión de pollo es un único modelo in vivo que supera muchas limitaciones para el estudio de la metástasis, debido a la accesibilidad de la membrana corioalantoidea (CAM), un bien vascularizado extra-embrionarios de tejido situado debajo de la cáscara del huevo que es receptivo a los xenoinjertos de células tumorales (figura 1). Por otra parte, desde el embrión de pollo es, naturalmente, inmunodeficientes, la CAM fácilmente compatible con el injerto de tejidos normales y tumorales. Lo más importante, la CAM aviar apoya exitosamente la mayoría de características de las células del cáncer, incluido el crecimiento, la invasión, la angiogénesis y la remodelación del microambiente. Esto hace que el modelo excepcional para la investigación de las vías que conducen a la metástasis del cáncer y para predecir la respuesta del cáncer metastásico de nuevas terapias potenciales. La detección de células diseminadas por especies específicas PCR Alu hace posible evaluar cuantitativamente la metástasis en órganos que son colonizados por tan sólo 25 células. Utilizando la línea Humanos epidermoide carcinoma de células (HEp3) que utilizan este modelo para analizar la metástasis espontánea de las células del cáncer a órganos distantes, como el hígado de pollo y de pulmón. Además, utilizando el protocolo de Alu-PCR se demuestra la sensibilidad y reproducibilidad de la prueba como una herramienta para analizar y cuantificar intravasation, el arresto, la extravasación y la colonización como elementos individuales de la metástasis.

Protocol

1. La preparación de los huevos de xenoinjerto (metástasis espontánea) Recién puestos los huevos fertilizados de pollo se incuban en una incubadora de rotación de 10 días a 100 ° F y 60% de humedad. Los huevos se giran cuatro veces cada hora. El día 10 en el desarrollo de los huevos se colocan a su lado en un bastidor de huevo. Una fuente de la lámpara cuello de ganso o de otro tipo de luz adecuada se utiliza para las velas de los huevos por el resplandor de la luz en la cáscara del huevo …

Discussion

El CAM de pollo se ha utilizado durante décadas como un sistema modelo para estudiar diversos aspectos de la biología del cáncer y la progresión metastásica. Evaluación de las habilidades principio metastásico se han realizado en este modelo por una variedad de grupos, incluyendo el análisis de latencia (Ghiso Aguirre et al, 1999;. Ossowski y Reich, 1983), la remodelación de tejidos (Deryugina et al, 2005;. Hahn-Dantona . et al, 1999) y metástasis (Zijlstra et al, 2008;. Zij…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Queremos reconocer a Tyson Foods Inc. para ofrecer generosamente los huevos fertilizados. Shanna Arnold jugó un papel decisivo durante el rodaje de este protocolo. Trenis Palmer fue apoyada por los Institutos Nacionales de la Salud bajo el Premio Ruth L. Kirschstein Servicio Nacional de Investigación (F31 Instituto Nacional del Cáncer). Este trabajo fue parcialmente financiado por una beca # 700537 CCSRI a JDL y los NIH / NCI subvención # CA120711-01A1-01A1 y CA120711 a AZ.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
1X Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) Invitrogen 11995073  
Dulbecco’s Phosphate-Buffered Saline (D-PBS) (1X), liquid Invitrogen 14190250 pH 7.4
Trypsin, 0.05% (1X) with EDTA 4Na, liquid Invitrogen 25300054  
Sportsman hatcher Berry Hill 1550HA These incubators are some of the most readily available. However, the video will show different equipment.
Sportsman incubator Berry Hill 1502EA  
Dremel rotary tool Dremel    
Dremel cutoff wheels no. 36 Dremel 409  
Portable Pipette Aid Fisher 1368115E  
Cotton Tipped Applicators Fisher 23-400-001)  
Fertilized Eggs Various   Many different vendor can be used. The eggs should be approximately 35-55 grams. The hens that lays them should be between 36 and 55 weeks of age.
Hemocytometer Hausser Scientific, VWR 15170-090  
Fiber-optic microscope illuminator Amscope HL250-AY 150W
25 gauge needle      
Sybr Green Extract–N-Amp Tissue PCR Kit Sigma-Aldrich XNATRG  

References

  1. Ghiso, A. g. u. i. r. r. e., Kovalski, J. A., K, ., Ossowski, L. Tumor dormancy induced by downregulation of urokinase receptor in human carcinoma involves integrin and MAPK signaling. J Cell Biol. 147, 89-104 (1999).
  2. Chambers, A. F., Shafir, R., Ling, V. A model system for studying metastasis using the embryonic chick. Cancer research. 42, 4018-4025 (1982).
  3. Chambers, A. F., Wilson, S. M., Tuck, A. B., Denhardt, G. H., Cairncross, J. G. Comparison of metastatic properties of a variety of mouse, rat, and human cells in assays in nude mice and chick embryos. In Vivo. 4, 215-219 (1990).
  4. Deryugina, E. I., Zijlstra, A., Partridge, J. J., Kupriyanova, T. A., Madsen, M. A., Papagiannakopoulos, T., Quigley, J. P. Unexpected effect of matrix metalloproteinase down-regulation on vascular intravasation and metastasis of human fibrosarcoma cells selected in vivo for high rates of dissemination. Cancer Res. 65, 10959-10969 (2005).
  5. Hahn-Dantona, E., Ramos-DeSimone, N., Sipley, J., Nagase, H., French, D. L., Quigley, J. P. Activation of proMMP-9 by a plasmin/MMP-3 cascade in a tumor cell model. Regulation by tissue inhibitors of metalloproteinases. Ann N Y Acad Sci. 878, 372-387 (1999).
  6. Kim, J., Yu, W., Kovalski, K., Ossowski, L. Requirement for specific proteases in cancer cell intravasation as revealed by a novel semiquantitative PCR-based assay. Cell. 94, 353-362 (1998).
  7. Leong, H. S., Steinmetz, N. F., Ablack, A., Destito, G., Zijlstra, A., Stuhlmann, H., Manchester, M., Lewis, J. D. Intravital imaging of embryonic and tumor neovasculature using viral nanoparticles. Nat Protoc. 5, 1406-1417 (2010).
  8. Lewis, J. D., Destito, G., Zijlstra, A., Gonzalez, M. J., Quigley, J. P., Manchester, M., Stuhlmann, H. Viral nanoparticles as tools for intravital vascular imaging. Nat Med. 12, 354-360 (2006).
  9. Ossowski, L., Reich, E. Changes in malignant phenotype of a human carcinoma conditioned by growth environment. Cell. 33, 323-333 (1983).
  10. Schmittgen, T. D., Livak, K. J. Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method. Nat Protoc. 3, 1101-1108 (2008).
  11. Testa, J. E., Brooks, P. C., Lin, J. M., Quigley, J. P. Eukaryotic expression cloning with an antimetastatic monoclonal antibody identifies a tetraspanin (PETA-3/CD151) as an effector of human tumor cell migration and metastasis. Cancer Res. 59, 3812-3820 (1999).
  12. Zijlstra, A., Lewis, J., Degryse, B., Stuhlmann, H., Quigley, J. P. The Inhibition of Tumor Cell Intravasation and Subsequent Metastasis via Regulation of In Vivo Tumor Cell Motility by the Tetraspanin CD151. Cancer Cell. 13, 221-234 (2008).
  13. Zijlstra, A., Mellor, R., Panzarella, G., Aimes, R. T., Hooper, J. D., Marchenko, N. D., Quigley, J. P. A quantitative analysis of rate-limiting steps in the metastatic cascade using human-specific real-time polymerase chain reaction. Cancer Res. 62, 7083-7092 (2002).
check_url/2815?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Palmer, T. D., Lewis, J., Zijlstra, A. Quantitative Analysis of Cancer Metastasis using an Avian Embryo Model. J. Vis. Exp. (51), e2815, doi:10.3791/2815 (2011).

View Video