Manuseio do Rato Cotton em Estudos para a avaliação pré-clínica de Vírus Oncolíticos

Summary

Cotton rats are extremely excitable and have a strong flight-or-fight response. A handling method optimized to reduce the stress of the animals is described which will make cotton rats more accessible as a preclinical model.

Abstract

Oncolytic viruses are a novel anticancer therapy with the ability to target tumor cells, while leaving healthy cells intact. For this strategy to be successful, recent studies have shown that involvement of the host immune system is essential. Therefore, oncolytic virotherapy should be evaluated within the context of an immunocompetent model. Furthermore, the study of antitumor therapies in tolerized animal models may better recapitulate results seen in clinical trials. Cotton rats, commonly used to study respiratory viruses, are an attractive model to study oncolytic virotherapy as syngeneic models of mammary carcinoma and osteosarcoma are well established. However, there is a lack of published information on the proper handling procedure for these highly excitable rodents. The handling and capture approach outlined minimizes animal stress to facilitate experimentation. This technique hinges upon the ability of the researcher to keep calm during handling and perform procedures in a timely fashion. Finally, we describe how to prepare cotton rat mammary tumor cells for consistent subcutaneous tumor formation, and how to perform intratumoral and intraperitoneal injections. These methods can be applied to a wide range of studies furthering the development of the cotton rat as a relevant pre-clinical model to study antitumor therapy.

Introduction

Vírus Oncolíticos (OV) replicar selectivamente em células tumorais, explorando as diferenças bioquímicas entre células normais e tumorais ^1,2. Existem dois tipos de VOs: aqueles que não necessitam de uma mutação para alcançar oncólise selectiva, referido como ocorrendo naturalmente vírus do tipo selvagem e as que devem ser modificadas para alcançar oncólise selectiva. A recolha de mutações dentro de um determinado tipo de tumor que determina a natureza da vantagem de crescimento selectivo sobre as células normais de um OV ^2. A segurança e benefício de utilizar VOs foi demonstrada em ensaios clínicos ^3-7. Apesar dos avanços no campo da virotherapy oncolytic existem lacunas entre os resultados pré-clínicos e clínicos, o que sugere que os melhores modelos são necessários para avaliar a eficácia antitumoral de VOs.

Herpesvírus bovino tipo 1 (BHV-1) é um membro da família Herpesviridae, e Alphaherpesviridae subfamília. BHV-1 initiates bovina complexo de doença respiratória em bovinos, manifestando-se em uma ampla variedade de sintomas semelhante a um resfriado ^8,9. BHV-1 liga-se receptores de ligação de entrada e utilizados pelo HSV-1, tais como o sulfato de heparano e Nectin-1 ^10. No entanto, se liga CD155 no lugar de Nectin-2 ^10. BHV-1 tem uma gama de hospedeiros muito estreito de tal modo que ele não é capaz de entrar e iniciar a replicação em células de murinos normais e transformadas ^3,4,10 eficientemente. Isso faz com que a utilização de modelos murinos convencionais problemático. A capacidade oncolitica do BHV-1 tem sido demonstrada in vitro ^11,12. BHV-1 tem sido mostrado para iniciar a replicação e matar células de tumor humano a partir de uma variedade de origens histológicos, incluindo células de cancro da mama e cancro da mama iniciar células ^11,12. No entanto, a capacidade antitumoral do BHV-1 deve ser avaliada in vivo no contexto de um hospedeiro imunocompetente.

Adenovirus humano (Ad), para os quaishá 57 sorotipos identificados, mais comumente causa doenças respiratórias em humanos. Vectores Ad Oncolíticos foram avaliados quanto à sua eficácia antitumoral com vários avançar para ensaios clínicos ^13-15. Apesar dos dados pré-clínicos promissores, os resultados clínicos têm ficado aquém das expectativas. Modelos de xenoenxerto de tumor humano são tipicamente usadas para estudar a eficácia antitumoral de vectores Ad, embora eles exibem atenua as respostas imunes ao vírus ^16,17. Além disso, os modelos de murino singeneicas são não-permissiva para infecção ad, tornando a avaliação de respostas imunitárias do hospedeiro, utilizando estes modelos impraticáveis ^​​17,18.

O sistema imunitário do hospedeiro tem sido identificada como o mecanismo pelo qual mais influente VOs provocar a morte das células tumorais ^19. Respostas antitumorais entre tornados tolerantes e antigénio associado a um tumor não tornados tolerantes modelos (TAA) diferem entre si e podem ter grande impacto no sucesso da terapia OV. O HSV-1 OV KM100 (ICP0 ^N212VP16 ^{em 1814 20) 20,21} provocou regressão do tumor em 80% dos murganhos portadores de tumor em um modelo de cancro mamário antigénio Polioma Médio T murinas ^22. No entanto, em HER-2 modelos / neu, a eficácia antitumoral do KM100 variou entre 20% a regressão completa em camundongos sing�icos e estase tumor em transgênico, os ratos HER2-tolerantes. Juntos, esses dados destacam a importância de se avaliar plenamente VOs utilizando modelos animais que melhor recapitulam a paisagem imunológico humano para entender completamente o que caracteriza determinar o sucesso terapêutico.

O rato de algodão (Sigmodon hispidus), indígena do Norte e América do Sul, é mais comumente usado como um modelo de infecção pelo vírus sincicial respiratório (como revistas em ^5). Ratos do algodão, também são utilizados em-BHV-1 anti pesquisa de vacinação uma vez que recapitulam a patologia associada à doença respiratória bovina complexo ^6,23. Além disso, o BHV-1 infecção de ratazanas do algodãoé imunogénica, induzindo mucosa sustentada e respostas imunitárias sistémicas ^6,23-25. As linhas de células foram derivadas de fibrossarcoma espontânea e osteosarcomas da glândula mamária (LCRT) e osso (CCRT e VCRT), respectivamente ^26. Ratos de algodão têm sido usados ​​para avaliar a eficácia in vivo de vectores Ad oncolíticos como eles são susceptíveis à infecção por Ad e exibem uma patologia semelhante à dos humanos ^27-29. A utilização de modelos imunocomprometidos para a avaliação pré-clínica de VOs não são apenas menos indicativo de respostas clínicas para a terapia, mas eles não conseguem ter em conta o papel do sistema imunológico no viroterapia oncolítico ^30,31. Portanto, o singeneicos e modelos de ratos tornados tolerantes algodão-tumorais de carcinoma da mama e osteossarcoma são modelos relevantes em que para avaliar a eficácia pré-clínica de VOs, tais como o BHV-1 e Ad que não pode ser estudado usando modelos murinos convencionais.

Protocol

NOTA: Os protocolos utilizados foram aprovados pelo nosso Conselho de Ética de Pesquisa animal institucional da Universidade McMaster, de acordo com a Canadian Council on orientações de cuidados Animal. Os experimentos foram realizados nas instalações de McMaster University animal Central. 1. A cultura LCRT Cells Cultura de células LCRT em meio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado com 10% de soro fetal bovino (FBS), 2 mM de L-glutamina, 100 U / ml de p…

Representative Results

Devido à natureza extremamente excitável de ratos do algodão, sendo familiarizados com e utilizando processos optimizados para reduzir a tensão dos animais vai facilitar a sua utilização como um modelo animal de pré-clínico. O uso de técnicas de manejo adequadas também vai minimizar os riscos para o pesquisador. Ao usar ratos do algodão é imperativo para manter a calma. Os ratos são altamente excitáveis ​​e tentará escapar de sua gaiola. A utilização de um tubo de enriqu…

Discussion

Cotton rats are highly excitable and have a strong flight response. Therefore, special care should be taken to minimize any undue stress on the animal. The cage setup described will allow for safe and easy capture of the animals, with the placement of the enrichment tube being of the utmost importance. When setting up cages, ensure that the enrichment tubes meet the size and shape requirements, and are placed in proper orientation in the cage. It is also important to ensure that any technicians who might be aiding in ani…

Materials

Name of Material/Equipment	Company	Catalog #	Comments/Description
Dulbecco’s modified Eagle’s medium	Gibco	11965-092	May use any brand
1X Phosphate Buffered Saline			Can prepare in lab, filter to sterilize
200 mM L-glutamine	Gibco	25030164	May use any brand
100x Antibiotic-Antimycotic	Gibco	15240-062	May use any brand
Fetal bovine serum	Quality Biological Inc.	110-001-101HI	May use any brand
T-150cm2 tissue culture flask	Fisher Scientific	14-826-80	May use any brand
1X TypLE Express	Life Technologies	12604-013
12-well cell culture plate, flat bottom	Fisher Scientific	08-772-29	May use any brand, must be tissue culture treated
alamarBlue	Life Technologies	DAL1025	May use an alternative reagent for determination of cell viability
8640 Teklad 22/5 Rodent diet	Harlan	8640
1/8” corncob rodent bedding	Harlan	7092
Nestlets	Ancare	–	Made of pulped virgin cotton fiber, dust-free and autoclavable
50 mL Conical tubes	Fisher Scientific	14-432-22	May use any brand, must be sterile
Isoflurane USP, 99.9 %, inhalation anesthetic	Pharmaceutical Partners of Canada Inc.	M60302
70% Ethanol			Can prepare in lab
10 % Neutral Buffered Formalin	Sigma-Aldrich	HT501128	May use any brand
Name of Material/Equipment	Company	Catalog #	Comments/Description
NAPCO NapFlow 1200 Class II A/B3 Biosafety Microbiological Safety Cabinet (cell culture hood)	NAPCO	Model used not currently available	May use any brand
Thermo Fisher Scientific Precision Heated Water Bath	Fisher Scientific	Model used not currently available	May use any brand
Reichert Bright-line Hemacytometer	Sigma-Aldrich	Z359629	May use any brand
Typhoon Trio BioAnalyzer	GE Healthcare Life Sciences	Model used not currently available	May use any fluorescence plate reader
Tecan Safire2 Multi-detection Microplate Reader	Tecan	Model used not currently available	May use any fluorescence plate reader
Allegra 6R benchtop centrifuge	Beckman Coulter	366816	May use any brand
Table Top Anaesthesia machine	VetEquip	Model used not currently available	May use any brand, must be portable
Wahl Peanut Mini Clippers	Wahl		May use any brand of small clippers
Insulin syringes 29 G x 1/2', 0.3 mL	BD	329464	May use any brand. Insulin syringes are recommended as they make injections easier through the rat’s tough skin.
Cotton swabs	MedPro	018-425	May use any brand
Sharp-Pointed Dissecting Scissors	Fisher Scientific	8940	May use any brand
Dissecting Tissue Forceps	Fisher Scientific	13-812-41	May use any brand