Fluorescente modelo de ratón ortotópico de cáncer de páncreas
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
El cáncer de páncreas es uno de los cánceres para los que la supervivencia no ha mejorado sustancialmente en las últimas décadas. Sólo el 7% de los pacientes diagnosticados sobrevivirá más de cinco años. Con el fin de entender y imitar el microentorno de los tumores pancreáticos, se utilizó un modelo ortotópico murino de cáncer de páncreas que permite formación de imágenes no invasiva de la progresión del tumor en tiempo real. Cáncer de páncreas células que expresan la proteína verde fluorescente (PANC-1 GFP) se suspendieron en matriz de la membrana basal, de alta concentración (por ejemplo, Matrigel HC) con medio libre de suero y luego se inyectan en la cola del páncreas a través de laparotomía. La suspensión de células en la matriz de alta concentración de la membrana basal se convierte en una sustancia similar al gel una vez que alcanza la temperatura ambiente; Por lo tanto, gelifica cuando entra en contacto con el páncreas, creando una obturación en el lugar de la inyección y la prevención de cualquier fuga de células. El crecimiento del tumor y la metástasis a otros órganos son monitoreados en vivoanimales mediante el uso de fluorescencia. Es fundamental utilizar los filtros adecuados para la excitación y emisión de GFP. Los pasos para la implantación ortotópico se detallan en este artículo que los investigadores puedan reproducir fácilmente el procedimiento en ratones desnudos. Los pasos principales de este protocolo son la preparación de la suspensión celular, la implantación quirúrgica, y todo fluorescente cuerpo de imágenes in vivo. Este modelo ortotópico está diseñado para investigar la eficacia de nuevos productos terapéuticos en tumores primarios y metastásicos.
Introduction
El cáncer de páncreas se diagnostica con mayor frecuencia en comparación con otros tipos de cáncer y es la principal causa 4º de muertes relacionadas con cáncer en los Estados Unidos. Desde el momento del diagnóstico, más del 90% de los pacientes mueren dentro de los cinco años 1,2. Actualmente, extirpación quirúrgica del tumor es la única cura para el cáncer de páncreas, pero menos del 20% de los pacientes son elegibles para someterse a una cirugía, principalmente porque en el momento del diagnóstico la enfermedad está en una etapa avanzada y se ha hecho metástasis 3,4. La falta de síntomas específicos hace que el cáncer de páncreas una enfermedad silenciosa; algunos de los síntomas incluyen dolor abdominal, dolor de espalda, pérdida de apetito, ictericia y náuseas; que puede interpretarse fácilmente como enfermedades digestivas comunes 4. Por esta razón, es importante desarrollar nuevas herramientas farmacológicas para ayudar en el diagnóstico y tratamiento del cáncer de páncreas.
El uso de modelos animales nos permite comprender la biología de Pancrécáncer y ATIC da una idea de aplicar este conocimiento a los seres humanos. Ortotópico modelos de xenoinjertos de cáncer de páncreas son realistas, ya que los tumores crecen en el órgano de origen 5. En contraste con los modelos heterotópico, donde las líneas de células o fragmentos de tumor se implantaron subcutáneamente, modelado ortotópico permite la recreación del microambiente del tumor e imita la interacción de las células tumorales con su entorno 6. El modelo de xenoinjerto descrito aquí deriva tumores de la línea celular de cáncer pancreático humano PANC-1 GFP, que se manipula genéticamente para expresar la proteína fluorescente verde (GFP). Detección de GFP permite para una formación de imágenes y el seguimiento del crecimiento del tumor y la metástasis 7 no invasiva. El desarrollo de tumores se produce rápidamente, de forma espontánea, y se asemeja mucho a la de los tumores primarios de pacientes con cáncer de páncreas humano 8. modelos ortotópico proporcionan una predicción más precisa de la eficacia del fármaco en respuesta a los agentes terapéuticos, mientrasimitando el microambiente tumoral.
Como se mencionó anteriormente, este modelo animal permite la detección fluorescente de crecimiento tumoral y metástasis en tiempo real. detección fluorescente permite una imagen más directa / en vivo en comparación con la luminiscencia. Con la fluorescencia la luz emitida es el resultado de una excitación por otra luz de una longitud de onda más corta; mientras que en la luminiscencia, la luz emitida es el resultado de una reacción química y no puede tener una fuerte emisión 9. Además, todo el cuerpo de imagen fluorescente in vivo no es perjudicial para el animal y permite a los investigadores para controlar el crecimiento del tumor con el tiempo en respuesta a los tratamientos terapéuticos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Se describe un modelo murino ortotópico de cáncer de páncreas, que expresa GFP, lo que permite la monitorización no invasiva del crecimiento tumoral usando el cuerpo entero en imágenes fluorescentes vivo (Figura 1). Esta técnica nos permite monitorear el desarrollo de tumores en tiempo real (Figura 3); puede ser una herramienta importante para los investigadores estudiar la eficacia terapéutica de nuevos fármacos contra el cáncer de páncreas. Otro aspecto imp…
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
- Smyth, E., Cunningham, D., Kasper, D., et al. . Harrison’s Principles of Internal Medicine. , (2015).
- Mahipal, A., Frakes, J., Hoffe, S., Kim, R. Management of borderline resectable pancreatic cancer. World J Gastrointest Oncol. 7, 241-249 (2015).
- De La Cruz, M. S., Young, A. P., Ruffin, M. T. Diagnosis and management of pancreatic cancer. Am Fam Physician. 89, 626-632 (2014).
- Frese, K. K., Tuveson, D. A. Maximizing mouse cancer models. Nat Rev Cancer. 7, 645-658 (2007).
- Hoffman, R. M. Patient-derived orthotopic xenografts: better mimic of metastasis than subcutaneous xenografts. Nat Rev Cancer. 15, 451-452 (2015).
- Hoffman, R. M. The multiple uses of fluorescent proteins to visualize cancer in vivo. Nat Rev Cancer. 5, 796-806 (2005).
- Jiang, Y. J. Establishment of an orthotopic pancreatic cancer mouse model: cells suspended and injected in Matrigel. World J Gastroenterol. 20, 9476-9485 (2014).
- Arranz, A., Ripoll, J. Advances in optical imaging for pharmacological studies. Front Pharmacol. 6, 189 (2015).
- 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).
- Kim, M. P. Generation of orthotopic and heterotopic human pancreatic cancer xenografts in immunodeficient mice. Nat Protoc. 4, 1670-1680 (2009).
- 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).
- 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).
