Un modelo de ratón de sarcoma de tejido blando insegurado incompletamente para terapias adyuvante de pruebas (Neo)
Summary
En este protocolo, describimos un modelo de ratón de resección quirúrgica incompleta de sarcoma de tejido blando para la prueba (neo)terapias adyuvantees.
Abstract
La cirugía es a menudo el primer tratamiento para muchos tumores sólidos. Sin embargo, las recaídas locales ocurren con frecuencia después de la resección primaria del tumor, a pesar de las terapias adyuvante o neoadyuvante. Esto ocurre cuando los márgenes quirúrgicos no son suficientemente libres de tumores, lo que resulta en células cancerosas residuales. Desde una perspectiva biológica e inmunológica, la cirugía no es un evento nulo; el ambiente de cicatrización de heridas es conocido por inducir vías pro y anti-tumorigénicas. Como consecuencia, los modelos preclínicos para el desarrollo de fármacos destinados a prevenir la resección local deben incorporar resección quirúrgica al probar nuevas terapias (neo)adyuvante, para modelar los entornos clínicos en pacientes tratados con cirugía.
Aquí, describimos un modelo de ratón de resección quirúrgica incompleta del sarcoma de tejido blando WEHI 164 que permite probar terapias (neo)adyuvante en el entorno de una respuesta de cicatrización de heridas. En este modelo, se extirpa el 50% o 75% del tumor, dejando atrás algunos tejidos cancerosos in situ para modelar la enfermedad residual bruta después de la cirugía en el entorno clínico. Este modelo permite probar terapias en el contexto de la cirugía mientras se considera la respuesta de cicatrización de heridas, que puede afectar la eficacia de (neo)tratamientos adyuvantes. La resección quirúrgica incompleta da como resultado un recrecimiento reproducible del tumor en todos los ratones en ausencia de terapia adyuvante. El tratamiento adyuvante con bloqueo del punto de control reduce el crecimiento del tumor. Por lo tanto, este modelo es adecuado para las terapias de prueba en el contexto de la cirugía de desbulado y su respuesta de cicatrización de heridas asociada y se puede extender a otros tipos de cáncer sólido.
Introduction
La cirugía sigue siendo la principal opción de tratamiento para muchos tumores sólidos1,incluyendo el sarcoma de tejidos blandos2,3. A pesar de las mejoras en las técnicas de cirugía oncológica, y las combinaciones con (neo)terapias adyuvantes, todavía existe un alto riesgo de recaída del cáncer y metástasis después de la resección primaria del tumor4,,5. En el sarcoma de tejidos blandos, las recaídas ocurren particularmente locoregionalmente, en el lugar de la cirugía, lo que resulta en un aumento de la morbilidad y mortalidad. En el entorno clínico, puede ser difícil obtener márgenes lo suficientemente amplios (por ejemplo, debido a restricciones anatómicas), lo que resulta en una resección incompleta y una posterior recurrencia tumoral6. Se sabe que el estrés quirúrgico y el proceso posterior de cicatrización de heridas crean un microambiente tumoral inmunosupresor favorable para la recurrencia tumoral7,,8. Por lo tanto, el descubrimiento y desarrollo de nuevas terapias para el sarcoma de tejidos blandos, particularmente las inmunoterapias, deberían tener en cuenta idealmente la respuesta quirúrgica de cicatrización de heridas.
La mayoría de los estudios preclínicos para terapias adyuvantes se llevan a cabo inicialmente utilizando modelos de ratón singénero subcutáneo o xenotrasplante, sin incorporar el estrés quirúrgico y la respuesta de cicatrización de heridas9,,10. Por lo tanto, desarrollamos un modelo de sarcoma de tejido blando de ratón subcutáneo singéneo que incorpora una resección quirúrgica incompleta. WeHI 164 células de fibrosarcoma se inoculan por vía subcutánea, y una vez que se establecen los tumores, extirpamos 50-75% del volumen tumoral (Figura 1A-E). Los tumores rea cultivaron constantemente a partir del tumor restante. Este modelo permite probar terapias adyuvantes teniendo en cuenta el efecto del estrés quirúrgico y la cicatrización de heridas. Modelos quirúrgicos similares de resección incompleta se han utilizado en varios estudios por varios grupos y se ha encontrado que son reproducibles y eficaces11,12,13. Aquí, proporcionamos una descripción detallada de este protocolo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Proporcionamos un protocolo para un modelo de ratón de resección quirúrgica incompleta de sarcoma de tejidos blandos para probar terapias perioperatorias. También estandarizamos la incisión quirúrgica para permitir la evaluación de la cicatrización de heridas entre ratones después del tratamiento.
La colocación de tumores es una parte importante de este protocolo. Hemos optado por un modelo tumoral subcutáneo para permitir un fácil acceso quirúrgico al sitio del tumor y la adminis…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
¡Este trabajo está respaldado por subvenciones del Calcetín al Sarcoma! Fundación, la Asociación de Sarcoma de Australia y Nueva Zelanda, la Fundación para la Investigación de la Leucemia y el Cáncer Infantil y la Filantropía Perpetua. W.J.L cuenta con el apoyo de una beca Simon Lee y una beca de investigación del Consejo Nacional de Salud e Investigación Médica, y el Consejo del Cáncer WA.
Materials
| 26 gauge 0.5 mL insulin syringe | Becton Dickinson, Australia | 326769 | None |
| 2-Mercaptoethanol | Life Technologies Australia Pty Ltd | 21985023 | None |
| Anaestetic gas machine | Darvall Vet, Australia | SKU: 2848 | None |
| Anti-CTLA-4 | BioXcell, USA | BE0164 | None |
| Anti-PD-1 | BioXcell, USA | BP0273 | None |
| Buprenorphine Hydrochloride Injection, 0.3mg/mL | RB healthcare UK Limited, UK | 55175 | Prescription order |
| Chlorhexidine Surgical Scrub 4% | Perigo Australia, Australia | CHL01449F(scrub | None |
| Fetal Bovine serum | CellSera, Australia | AU-FBS-PG | None |
| Forceps Fine 10.5 cm | Surgical house, Western Australia | CC74110 | None |
| Forceps Fine 12 cm Serrated | Surgical house, Western Australia | CC74212 | None |
| Forceps Halsted 14 cm | Surgical house, Western Australia | CD01114 | None |
| Heating chamber | Datesand Ltd, UK | Mini-Thermacage | None |
| HEPES (1M) | Life Technologies Australia Pty Ltd | 15630080 | None |
| Isoflurane | Henry Schein Animal Health, Australia | SKU: 29405 | Prescription order |
| Lubricating Eye Ointment | Alcon | n/a | None |
| Penicillin/streptomycin 1000X | Life Technologies Australia Pty Ltd | 15140122 | None |
| Phosphate Buffered Solution 10x | Life Technologies Australia Pty Ltd | 70013-032 | None |
| Reflex 7mm Clips | Able scientific, Australia | AS59038 | None |
| Reflex 7mm Wound Clip Applicator | Able scientific, Australia | AS59036 | None |
| Reflex Wound Clip Remover | Able scientific, Australia | AS59037 | None |
| Rodent Qube Anesthesia Breathing Circuit | Darvall Vet, Australia | #7885 | None |
| Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 Medium + L-glutamine | Life Technologies Australia Pty Ltd | 21870092 | None |
| Scissors Iris STR 11 cm | Surgical house, Western Australia | KF3211 | None |
| Scissors Iris STR 9 cm | Surgical house, Western Australia | JH4209 | None |
| Small Induction Chamber | Darvall Vet, Australia | SKU: 9630 | None |
| TrypLE express 1x | Life Technologies Australia Pty Ltd | 12604-021 | None |
References
- Orosco, R. K., et al. Positive Surgical Margins in the 10 Most Common Solid Cancers. Scientific Reports. 8 (1), 5686 (2018).
- Haas, R. L., et al. Perioperative Management of Extremity Soft Tissue Sarcomas. Journal of Clinical Oncology. 36 (2), 118-124 (2018).
- Brennan, M. F., Antonescu, C. R., Moraco, N., Singer, S. Lessons learned from the study of 10,000 patients with soft tissue sarcoma. Annals of Surgery. 260 (3), 416-421 (2014).
- Smith, H. G., et al. Patterns of disease relapse in primary extremity soft-tissue sarcoma. British Journal of Surgery. 103 (11), 1487-1496 (2016).
- Uramoto, H., Tanaka, F. Recurrence after surgery in patients with NSCLC. Translational Lung Cancer Research. 3 (4), 242-249 (2014).
- Stojadinovic, A., et al. Analysis of the prognostic significance of microscopic margins in 2,084 localized primary adult soft tissue sarcomas. Annals of Surgery. 235 (3), 424-434 (2002).
- Krall, J. A., et al. The systemic response to surgery triggers the outgrowth of distant immune-controlled tumors in mouse models of dormancy. Science Translational Medicine. 10 (436), (2018).
- Bakos, O., Lawson, C., Rouleau, S., Tai, L. H. Combining surgery and immunotherapy: turning an immunosuppressive effect into a therapeutic opportunity. Journal for ImmunoTherapy of Cancer. 6 (1), 86 (2018).
- Predina, J. D., et al. Characterization of surgical models of postoperative tumor recurrence for preclinical adjuvant therapy assessment. American Journal of Translational Research. 4 (2), 206-218 (2012).
- Talmadge, J. E., Singh, R. K., Fidler, I. J., Raz, A. Murine models to evaluate novel and conventional therapeutic strategies for cancer. American Journal of Pathology. 170 (3), 793-804 (2007).
- Khong, A., et al. The efficacy of tumor debulking surgery is improved by adjuvant immunotherapy using imiquimod and anti-CD40. BMC Cancer. 14, 969 (2014).
- Broomfield, S., et al. Partial, but not complete, tumor-debulking surgery promotes protective antitumor memory when combined with chemotherapy and adjuvant immunotherapy. Cancer Research. 65 (17), 7580-7584 (2005).
- Predina, J. D., et al. A positive-margin resection model recreates the postsurgical tumor microenvironment and is a reliable model for adjuvant therapy evaluation. Cancer Biology & Therapy. 13 (9), 745-755 (2012).
- Tsukamoto, A., Serizawa, K., Sato, R., Yamazaki, J., Inomata, T. Vital signs monitoring during injectable and inhalant anesthesia in mice. Experimental Animals. 64 (1), 57-64 (2015).
- Overwijk, W. W., Restifo, N. P. B16 as a mouse model for human melanoma. Current Protocols in Immunology. , (2001).
- Predina, J., et al. Changes in the local tumor microenvironment in recurrent cancers may explain the failure of vaccines after surgery. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (5), E415-E424 (2013).
- Endo, M., Lin, P. P. Surgical margins in the management of extremity soft tissue sarcoma. Chinese Clinical Oncology. 7 (4), 37 (2018).
- Liu, J., et al. Improved Efficacy of Neoadjuvant Compared to Adjuvant Immunotherapy to Eradicate Metastatic Disease. Cancer Discovery. 6 (12), 1382-1399 (2016).
- Park, C. G., et al. Extended release of perioperative immunotherapy prevents tumor recurrence and eliminates metastases. Science Translational Medicine. 10 (433), (2018).
- Tai, L. H., et al. A mouse tumor model of surgical stress to explore the mechanisms of postoperative immunosuppression and evaluate novel perioperative immunotherapies. Journal of Visualized Experiments. (85), e51253 (2014).
- Gast, C. E., Shaw, A. K., Wong, M. H., Coussens, L. M. Surgical Procedures and Methodology for a Preclinical Murine Model of De Novo Mammary Cancer Metastasis. Journal of Visualized Experiments. (125), (2017).
- Qiu, W., Su, G. H. Development of orthotopic pancreatic tumor mouse models. Methods in Molecular Biology. 980, 215-223 (2013).
- Erstad, D. J., et al. Orthotopic and heterotopic murine models of pancreatic cancer and their different responses to FOLFIRINOX chemotherapy. Disease Models & Mechanisms. 11 (7), (2018).
