Summary

Fluorescente modelo de camundongo ortotópico de câncer de pâncreas

Published: September 20, 2016
doi:

Summary

A procedure to implant green fluorescent protein-expressing pancreatic cancer cells (PANC-1 GFP) orthotopically into the pancreas of Balb-c Ola Hsd-Fox1nu mice to assess tumor progression and metastasis is presented here.

Abstract

O câncer de pâncreas continua a ser um dos cancros para os quais a sobrevivência não melhorou substancialmente nos últimos décadas. Apenas 7% dos pacientes diagnosticados vai sobreviver mais do que cinco anos. De modo a compreender e imitar o microambiente de tumores pancreáticos, utilizou-se um modelo murino ortotópico de cancro do pâncreas que permite imagem não invasiva de progressão do tumor em tempo real. Células de cancro do pâncreas que expressam a proteína fluorescente verde (GFP PANC-1) foram suspensos em matriz da membrana basal, de alta concentração, (por exemplo, Matrigel HC) com meio isento de soro e, em seguida, injectado no cauda do pâncreas por laparotomia. A suspensão de células na matriz de membrana basal elevada concentração torna-se uma substância do tipo gel, uma vez que atinja a temperatura ambiente; Portanto, gelifica quando entra em contacto com o pâncreas, criando uma vedação no local da injecção e impedir qualquer fuga de células. O crescimento do tumor ea metástase para outros órgãos são monitorados em directoanimais usando fluorescência. É fundamental utilizar os filtros apropriados para a excitação e de emissão de GFP. Os passos para a implantação ortotópica são detalhados neste artigo para que os pesquisadores podem facilmente replicar o processo em ratinhos nus. Os passos principais deste protocolo são preparação da suspensão de células, a implantação cirúrgica, e todo o corpo fluorescente imagiologia in vivo. Este modelo ortotópico foi concebido para investigar a eficácia de novos terapêutica em tumores primários e metastáticos.

Introduction

O câncer de pâncreas é diagnosticada com maior frequência em comparação com outros tipos de câncer e é o principal causa de mortes relacionadas ao câncer nos Estados Unidos. A partir do momento do diagnóstico, mais de 90% dos pacientes morrem dentro de cinco anos 1,2. Actualmente, a remoção cirúrgica do tumor é a única cura para o cancro do pâncreas, mas menos do que 20% dos doentes são elegíveis para se submeter a cirurgia, principalmente devido ao momento do diagnóstico da doença é em fase avançada e tem metástase 3,4. A falta de sintomas específicos faz com que o câncer de pâncreas uma doença silenciosa; alguns dos sintomas incluem dor abdominal, dor nas costas, perda de apetite, náuseas e icterícia; que pode ser facilmente interpretado como doenças digestivas comuns 4. Por esta razão, é importante desenvolver novas ferramentas farmacológicas para auxiliar no diagnóstico e tratamento de cancro pancreático.

A utilização de modelos animais nos permite compreender a biologia do pancrecâncer e atic proporciona um insight sobre a aplicação deste conhecimento para os seres humanos. Modelos ortotópicos xenoenxerto de câncer de pâncreas são realistas, porque os tumores crescem no órgão de origem 5. Em contraste com os modelos heterotópicos, onde as linhas de células tumorais ou fragmentos são implantados subcutaneamente, modelagem ortotópico permite a recriação do microambiente tumoral e imita a interacção das células tumorais com os seus arredores 6. O modelo de xenoenxerto de tumores descrito aqui deriva a partir da linha celular de cancro pancreático humano PANC-1 GFP, que é geneticamente manipulada para expressar a proteína fluorescente verde (GFP). Detecção de GFP permite para uma imagiologia e monitorização do crescimento do tumor e metástases 7 não-invasiva. O desenvolvimento do tumor ocorre rapidamente, de forma espontânea, e se assemelha a de tumores primários de pacientes com câncer pancreático humanos 8. modelos ortotópicos proporcionar uma previsão mais exacta da eficácia do fármaco em resposta a agentes terapêuticos, enquantosimulando o microambiente do tumor.

Como mencionado acima, este modelo animal permite a detecção de fluorescência do crescimento de tumores e metástases em tempo real. detecção fluorescente permite uma imagem mais direta / live comparação com luminescência. Com a fluorescência, a luz emitida é um resultado de uma excitação por luz de um outro comprimento de onda menor; Considerando que, a emissão de luz, a luz emitida é o resultado de uma reacção química e pode não ter forte emissão 9. Além disso, todo o corpo in vivo de imagens de fluorescência não é prejudicial para o animal e permite aos investigadores para monitorizar o crescimento do tumor ao longo do tempo em resposta a tratamentos terapêuticos.

Protocol

O protocolo descrito a seguir é executado sob a orientação e aprovação do Comitê de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Ocidental. Todos os experimentos são realizados em conformidade com todas as orientações pertinentes, regulação e agências reguladoras. Cultura 1. celular Preparação de Meio Completo Usando uma câmara de segurança biológica de Classe II, preparar meio completo por adição asséptica de soro fetal de bovino (FBS) e…

Representative Results

Este método descreve um implante ortotópico cirúrgica das células cancerosas pancreáticas humanas fluorescentes, com foco na preparação da suspensão de células para injecção, anestesia adequada para os roedores, a entrega de suspensão de células via laparotomia, eo uso de fluorescente em imagens de pequenos animais in vivo. A detecção de um sinal verde fluorescente (sinal GFP) entre duas e três semanas pós-implantação, fornece investigadores uma suges…

Discussion

Descreve-se um modelo murino ortotópico de cancro do pâncreas que expressa GFP, permitindo, assim, a monitorização não invasiva do crescimento do tumor usando todo o corpo in vivo imagiologia fluorescente (Figura 1). Esta técnica permite monitorar o desenvolvimento do tumor em tempo real (Figura 3); ele pode ser uma ferramenta importante para pesquisadores para estudar a eficácia terapêutica de novos agentes contra o câncer de pâncreas. Outro aspecto importante deste …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank the Western University of Health Sciences for the Intramural Grant.

Materials

RPMI media 1640  Caisson Labs  RPL03-500ML
Fetal Bovine Serum  Gibco 10437-077
Penicillin Streptomycin   Thermo Ficher Sci 15140-122
Matrigel HC  Corning  354248
SutureVet PGA 6-0 PGA Henry Schein 39010
Alcare or Foamed Antiseptic Handrub Steris 639680
DPBS (Dubelcco's Phosphate-Buffered saline)  Thermo Ficher Sci 21300025
TB Syringe 27G1/2 Becton Dickinson 305620
Isoflurane  Blutler Schein 50562
Ketoprofen  Fort Dodge Animal Health 
Surgical Scissors, 5.5"straight mayo  Henry Schein 22-1600
PANC-1 GFP cell line  Anticancer, Inc
Small Animal Imaging System:
iBOx Scientia, UVP : UVP, LLC  Upland, CA.  Small Animal Imaging System to observe the fluorescent tumor in live animals

References

  1. Smyth, E., Cunningham, D., Kasper, D., et al. . Harrison’s Principles of Internal Medicine. , (2015).
  2. Mahipal, A., Frakes, J., Hoffe, S., Kim, R. Management of borderline resectable pancreatic cancer. World J Gastrointest Oncol. 7, 241-249 (2015).
  3. De La Cruz, M. S., Young, A. P., Ruffin, M. T. Diagnosis and management of pancreatic cancer. Am Fam Physician. 89, 626-632 (2014).
  4. Frese, K. K., Tuveson, D. A. Maximizing mouse cancer models. Nat Rev Cancer. 7, 645-658 (2007).
  5. Hoffman, R. M. Patient-derived orthotopic xenografts: better mimic of metastasis than subcutaneous xenografts. Nat Rev Cancer. 15, 451-452 (2015).
  6. Hoffman, R. M. The multiple uses of fluorescent proteins to visualize cancer in vivo. Nat Rev Cancer. 5, 796-806 (2005).
  7. Jiang, Y. J. Establishment of an orthotopic pancreatic cancer mouse model: cells suspended and injected in Matrigel. World J Gastroenterol. 20, 9476-9485 (2014).
  8. Arranz, A., Ripoll, J. Advances in optical imaging for pharmacological studies. Front Pharmacol. 6, 189 (2015).
  9. Metildi, C. A., Kaushal, S., Hoffman, R. M., Bouvet, M. In vivo serial selection of human pancreatic cancer cells in orthotopic mouse models produces high metastatic variants irrespective of Kras status. J Surg Res. 184, 290-298 (2013).
  10. Kim, M. P. Generation of orthotopic and heterotopic human pancreatic cancer xenografts in immunodeficient mice. Nat Protoc. 4, 1670-1680 (2009).
  11. Katz, M. H. Survival efficacy of adjuvant cytosine-analogue CS-682 in a fluorescent orthotopic model of human pancreatic cancer. Cancer Res. 64, 1828-1833 (2004).
  12. Bouvet, M. Real-time optical imaging of primary tumor growth and multiple metastatic events in a pancreatic cancer orthotopic model. Cancer Res. 62, 1534-1540 (2002).

Play Video

Cite This Article
Moreno, J. A., Sanchez, A., Hoffman, R. M., Nur, S., Lambros, M. P. Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer. J. Vis. Exp. (115), e54337, doi:10.3791/54337 (2016).

View Video