Модель мышь сингенных рака поджелудочной железы для изучения последствий необратимой электропорации
Summary
Необратимой электропорации (IRE) является не термальная абляция метод, используемый для лечения местнораспространенного рака поджелудочной железы. Будучи относительно новой техники, плохо понимают последствия IRE на рост опухоли. Мы разработали модель сингенных мышь, которая облегчает изучение последствий IRE на рак поджелудочной железы.
Abstract
Рак поджелудочной железы (PC), болезнь, которая убивает около 40,000 пациентов каждый год в США, успешно уклоняется несколько терапевтические подходы, включая перспективные иммунотерапевтических стратегии. Необратимой электропорации (IRE) — это метод-термальная абляция, что вызывает гибель клеток опухоли без разрушения прилегающих коллагеновых структур, таким образом позволяя процедуры должны быть выполнены в очень близко к кровеносных сосудов опухоли. В отличие от методов тепловой абляции IRE приводит к гибели клеток постепенно apoptotic, наряду с непосредственной абляции индуцированной некроза и в настоящее время клинических используется для отдельных больных местнораспространенным ПК. Абляционного непромысловых конкретные процедуры как гнев может вызвать множество ответов в микроокружения опухоли. Несколько исследований были рассмотрены последствия IRE на рост опухоли в других типов опухолей, но ни одна были сосредоточены на ПК. Мы разработали сингенных мыши модель компьютера, в котором подкожно (SQ) и ортотопическая опухоли может быть успешно обращались с IRE в высоко контролируемых условиях, содействия различные процедуры post продольных исследований. Это животное модель служит надежной системы для изучения последствий IRE и путей улучшения клинической эффективности IRE.
Introduction
Протока поджелудочной железы аденокарцинома (PC) прогнозируется стать второй по значимости причиной смерти от рака в США вокруг 20201. Подавляющее большинство пациентов диагностированных с ПК в конечном итоге умирают от отдаленных метастазов2. PC микроокружения заведомо иммуносупрессивных и хемостойкие. Его desmoplastic стромы содержит нехватка эффектор (анти-опухолевых) Т-клеток и известность иммуносупрессивные лейкоцитов, включая связанный тумором макрофагов (ТАМС), миелоидной производных подавитель клетки (MDSCs), и регулирования T-клеток (Tregs)3 . В их основе лежат необходимость разрабатывать мультимодальной стратегии, позволяющие противодействовать эти эффекты микроокружения.
ГНЕВ был разработан как метод-термальная абляция опухолей. В отличие от методов тепловой абляции IRE не вызывает быстрое коагуляционное некроза, но вместо этого приводит к постепенному apoptotic клеток смерть4. Важно для опухолях поджелудочной железы IRE не подвержены воздействию «радиатор» и может быть выполнена рядом5кровеносные сосуды. Эта технология имеет 510(k) Распродажа от FDA6 и в настоящее время используется клинически, для отдельных пациентов с локально advanced или пограничным местнораспространённым раком поджелудочной железы. В крупнейших опубликованные серии IRE для PC7медиана выживаемости больных, перенесших IRE был приблизительно двойного выживания пациентов с современной химиотерапии без резекции8,9.
Несколько исследований показали, что тепловой абляции индуцирует системный иммунный ответ в других типах тумора (обзор в Чу et al. 10). радиочастотная абляция (РСР) в животных опухоли модели приводит к увеличению Т-клеток инфильтраты11,12, включая увеличение активированного природных убийца (НК) клетки в гепатоцеллюлярным раком пациентов13, 14и уменьшение иммуносупрессивной Tregs в больных раком легких15. Меньшее количество исследований изучили иммунной, microenvironmental и травмы ответы на IRE16. IRE было показано, чтобы стимулировать системный иммунный ответ в иммунокомпетентных мыши модели, в которых рост вторичных (контралатеральной) почечно-клеточной аллотрансплантантов был уменьшена или предотвращена IRE первичной опухоли две недели ранее17. Они также отметили, что иммунокомпетентных мышей требуется меньше напряжения для полной регрессии, чем у мышей. Предположили, что гнев может привести к презентации антигена улучшение, по сравнению с коагуляционное некроз тепловой абляции, но это не было специально изучал.
Мы разработали модель мышь сингенных ПК от линии клеток КЗК-Люк 4580 (подарок от J.J. Yeh в университете Северной Каролины), который был получен от опухоли, который разработан в мужской LSL-красG12D / +; LSL-Trp53R172H / +; PDX1Cre / +; LSL-ROSA26 Люк / + мыши, для изучения местных и системных эффектов IRE18,19. Эта линия клетки Люцифераза выражая иммуногенность и также онкогенной иммунокомпетентных мышей C57BL/6, когда вводят кв.км или orthotopically и надежно производит метастазов в печени, когда вводят в селезенке. Мы использовали генератор импульсов программируемый квадратные волны доставить 100 МКС импульсов электроэнергии в соотношении напряжения/расстояние 1500 V/см с помощью массива двух игла зонда (разделенных 5 мм) или Платиновый пинцет электрода кв.км или ортотопическая опухоли, соответственно, в мыши для моделирования последствий IRE в мелких животных.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом исследовании мы продемонстрировали модель иммунокомпетентных мышь для ПК, который может использоваться для изучения последствий IRE на рост опухоли. В настоящее время IRE используется как метод-термальная абляция только в весьма выбранной местнораспространенного PC пациентов, ко?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Президент получил поддержку для это работать от совместных трансляционная исследовательский грант финансируется педаль Падрес Сан-Диего C3 причиной (#PTC2017).
Materials
| ECM 830 square wave electroporator | Harvard Apparatus | BTX # 45-0002 ( 58018-004 ) | |
| 2 needle array electrode | Harvard Apparatus | 45-0167 | |
| Safety foot switch | Harvard Apparatus | 45-0211 | |
| Platinum Tweezer-trode | Harvard Apparatus | 45-0486 | |
| DMEM-F12 media | ThermoFisher Scientific | 11320-033 | |
| Fetal Bovine Serum | ThermoFisher Scientific | 10437028 | |
| Trypsin | ThermoFisher Scientific | 25200056 | |
| Matrigel | Corning | 354230 | |
| Isoflurane | Sigma-Aldrich, Inc. | 792632 | |
| Lacrilube | Fisher Scientific | 19090646 | |
| Buprenorphine | Fisher Scientific | NC1292810 | |
| D-luciferrin | Perkin Elmer | 122799 | |
| IVIS Spectrum In Vivo Imaging System | Perkin Elmer | 124262 | |
| Mouse strain C57BL/6J | The Jackson Laboratory | 000664/Black 6 | |
| Cell line (KPC-Luc 4580) | J.J. Yeh Lab at University of North Carolina | ||
| BD Precisionglide syringe needles | Sigma-Aldrich, Inc. | Z192406 | |
| Alcohol Swab(70% isopropyl alcohol ) | BD | 326895 | |
| Digital calipers | ThermoFisher Scientific | 14-648-17 | |
| Disposable Scalpels, Sterile | VWR | 21909 | |
| Cotton Tipped Applicators | VWR | 89198 | |
| Suture Needle, 45 cm, Size 6-0 | Harvard Apparatus | 72-3308 | |
| Suture Needle, 45 cm, Size 4-0 | Harvard Apparatus | 72-3314 | |
| Povidone-iodine 10% | BD | 29900-404 | |
| Disposable Warming Pad | KENT SCIENTIFIC CORP. | TP-3E | |
| Mouse Hair Clipper | KENT SCIENTIFIC CORP. | CL8787 | |
| Surgical Drape | Harvard Apparatus | 59-7421 | |
| Phosphate-buffered Saline | ThermoFisher Scientific | 10010023 | |
References
- Rahib, L., et al. Projecting cancer incidence and deaths to 2030: the unexpected burden of thyroid, liver, and pancreas cancers in the United States. Cancer Res. 74 (11), 2913-2921 (2014).
- Howlader, N., et al. . SEER Cancer Statistic Review, 1975-2013. , (1975).
- Clark, C. E., et al. Dynamics of the immune reaction to pancreatic cancer from inception to invasion. Cancer Res. 67 (19), 9518-9527 (2007).
- Lee, E. W., Loh, C. T., Kee, S. T. Imaging guided percutaneous irreversible electroporation: ultrasound and immunohistological correlation. Technol Cancer Res Treat. 6 (4), 287-294 (2007).
- Charpentier, K. P. Irreversible electroporation for the ablation of liver tumors: are we there yet?. Arch Surg. 147 (11), 1053-1061 (2012).
- Narayanan, G. Irreversible Electroporation. Seminars in Interventional Radiology. 32 (4), 349-355 (2015).
- Martin, R. C. Treatment of 200 locally advanced (stage III) pancreatic adenocarcinoma patients with irreversible electroporation: safety and efficacy. Ann Surg. 262 (3), 486-494 (2015).
- Belfiore, M. P., et al. Percutaneous CT-guided irreversible electroporation followed by chemotherapy as a novel neoadjuvant protocol in locally advanced pancreatic cancer: Our preliminary experience. Int J Surg. 21 Suppl 1, S34-S39 (2015).
- Belfiore, G., et al. Concurrent chemotherapy alone versus irreversible electroporation followed by chemotherapy on survival in patients with locally advanced pancreatic cancer. Med Oncol. 34 (3), 38 (2017).
- Chu, K. F., Dupuy, D. E. Thermal ablation of tumours: biological mechanisms and advances in therapy. Nat Rev Cancer. 14 (3), 199-208 (2014).
- Wissniowski, T. T., et al. Activation of tumor-specific T lymphocytes by radio-frequency ablation of the VX2 hepatoma in rabbits. Cancer Res. 63 (19), 6496-6500 (2003).
- Eros de Bethlenfalva-Hora, C., et al. Radiofrequency ablation suppresses distant tumour growth in a novel rat model of multifocal hepatocellular carcinoma. Clin Sci (Lond). 126 (3), 243-252 (2014).
- Zerbini, A., et al. Radiofrequency thermal ablation for hepatocellular carcinoma stimulates autologous NK-cell response. Gastroenterology. 138 (5), 1931-1942 (2010).
- Ali, M. Y., et al. Activation of dendritic cells by local ablation of hepatocellular carcinoma. J Hepatol. 43 (5), 817-822 (2005).
- Fietta, A. M., et al. Systemic inflammatory response and downmodulation of peripheral CD25+Foxp3+ T-regulatory cells in patients undergoing radiofrequency thermal ablation for lung cancer. Hum Immunol. 70 (7), 477-486 (2009).
- Jiang, C., Davalos, R. V., Bischof, J. C. A review of basic to clinical studies of irreversible electroporation therapy. IEEE Trans Biomed Eng. 62 (1), 4-20 (2015).
- Neal, R. E., et al. Improved local and systemic anti-tumor efficacy for irreversible electroporation in immunocompetent versus immunodeficient mice. PLoS One. 8 (5), e64559 (2013).
- Hingorani, S. R., et al. Trp53R172H and KrasG12D cooperate to promote chromosomal instability and widely metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma in mice. Cancer Cell. 7 (5), 469-483 (2005).
- Safran, M., et al. Mouse reporter strain for noninvasive bioluminescent imaging of cells that have undergone Cre-mediated recombination. Mol Imaging. 2 (4), 297-302 (2003).
- Martin, R. C., McFarland, K., Ellis, S., Velanovich, V. Irreversible electroporation in locally advanced pancreatic cancer: potential improved overall survival. Ann Surg Oncol. 20 Suppl 3, S443-S449 (2013).
- Neal, R. E., Garcia, P. A., Robertson, J. L., Davalos, R. V. Experimental Characterization and Numerical Modeling of Tissue Electrical Conductivity during Pulsed Electric Fields for Irreversible Electroporation Treatment Planning. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 59 (4), 1076-1085 (2012).
