مقايسة الجلطة الوريدية في نموذج فأر للسرطان
Summary
تهدف هذه المقالة إلى تقديم طريقة محسنة لتقييم تجلط الدم الوريدي في نموذج سرطان الفأر ، باستخدام مقاطع الأوعية الدموية لتحقيق الربط الوريدي. يقلل التحسين من التباين في القياسات المتعلقة بالتخثر ويعزز الصلة بالتخثر الوريدي المرتبط بسرطان الإنسان.
Abstract
تسلط ورقة المنهجية هذه الضوء على الفروق الجراحية الدقيقة لنموذج القوارض للتخثر الوريدي ، وتحديدا في سياق تجلط الدم المرتبط بالسرطان (CAT). يعد التخثر الوريدي العميق من المضاعفات الشائعة لدى الناجين من السرطان ويمكن أن يكون قاتلا. عادة ما تتضمن نماذج التخثر الوريدي الحالي للفأر انسدادا ميكانيكيا كاملا أو جزئيا للوريد الأجوف السفلي (IVC) باستخدام خياطة. يؤدي هذا الإجراء إلى ركود كلي أو جزئي للدم وتلف البطانة ، مما يؤدي إلى تكوين الخثار. النماذج الحالية لها قيود مثل التباين العالي في أوزان الجلطات ، ومعدل الوفيات الكبير ، ومنحنى التعلم المطول. يقدم هذا التقرير التحسينات الجراحية باستخدام مشابك الأوعية الدموية لمعالجة بعض هذه القيود. باستخدام نموذج فأر xenograft لسرطان القولون الجيني ، استخدمنا مقاطع الأوعية الدموية المخصصة لربط الوريد الأجوف تحت الكلوي. تسمح هذه المشابك بمساحة شفاه متبقية مماثلة لخياطة البولي بروبلين 5-0 بعد ربط IVC. الفئران مع طريقة خياطة بمثابة الضوابط. أدت طريقة مشبك الأوعية الدموية إلى انسداد وعائي جزئي ثابت قابل للتكرار وأوزان جلطة أكبر مع تباين أقل من طريقة الخياطة. كان من المتوقع زيادة أوزان الجلطات ، وكتلة الجلطة الأكبر ، والجلطة في مساحة سطح اللمعان IVC بسبب ارتفاع ضغط مقاطع الأوعية الدموية مقارنة بخياطة البولي بروبلين 6-0. تم التحقق من صحة هذا النهج عن طريق التصوير بالموجات فوق الصوتية على نطاق رمادي ، والذي كشف عن كتلة جلطة أكبر باستمرار في الوريد الأجوف تحت الكلوي مع مقاطع الأوعية الدموية مقارنة بطريقة خياطة. تم إثبات هذه الملاحظات بشكل أكبر من خلال تلطيخ التألق المناعي. تقدم هذه الدراسة طريقة محسنة لتوليد نموذج تجلط وريدي في الفئران ، والذي يمكن استخدامه لتعميق الفهم الميكانيكي ل CAT وفي الأبحاث الانتقالية مثل اكتشاف الأدوية.
Introduction
الجلطات الدموية الوريدية المرتبطة بالسرطان (VTE)
خطر الجلطات الدموية الوريدية (VTE) أعلى من 4 إلى 7 مرات في الناجين من السرطان مقارنة بعامة السكان1،2،3. تثبت هذه الحالة أنها قاتلة في واحد من كل سبعة مرضى مصابين بالسرطان. يختلف معدل الإصابة ب VTE اعتمادا على نوع السرطان وعبء الورم ويكون أعلى بين مرضى سرطان البنكرياس والمعدة4.
الانصمام الخثاري الوريدي المرتبط بالسرطان في مرضى السرطان له أهمية تنبؤية. يرتبط بالبقاء على قيد الحياة بشكل عام غير موات في السنة الأولى بعد تشخيص السرطان ، حتى بعد ضبط العمر والعرق ومرحلة السرطان الأساسي5. تسلط هذه النتائج الضوء على أهمية فحص الانصمام الخثاري الوريدي المرتبط بالسرطان والحاجة إلى التحقيق في آليته باستخدام نموذج حيواني. يتم التأكيد على الأهمية الانتقالية لهذا المجال من خلال حقيقة أن VTE في مرضى السرطان يمكن الوقاية منه وعلاجه بالوقاية من الخثار والعلاج المضاد للتخثر6.
النماذج الحيوانية للسرطان والتخثر الوريدي
تسمى نماذج السرطان تقليديا الطعوم الخارجية ، والتي تستلزم حقن الخلايا السرطانية في الفئران. يشار إلى حقن الخلايا السرطانية في موقع مثل أصلها كنموذج تقويم العظام ، بينما في موقع مختلف (المستوى تحت الجلد فوق الجناح) يعرف باسم النموذج غير المتجانس. تحدد أنواع منشأ الخلايا السرطانية كنموذج خيفي ، مثل خط خلية HT-29 (سرطان القولون البشري)7،8،9. على العكس من ذلك ، تستخدم النماذج التركيبية خطوط خلايا سرطان الفئران ، بما في ذلك خطوط خلايا RenCa و MC-38 3,10.
وصفت الأدبيات نماذج تجلط الدم الشرياني والوريدي والشعيرات الدموية في القوارض. يحدث تجلط الدم الوريدي في الوريد الأجوف السفلي (IVC) عن طريق الإصابة الميكانيكية (سلك التوجيه) أو الربط الكامل IVC أو الكيميائي (كلوريد الحديديك) أو الإصابة الإلكتروليتية. يمثل تجلط الدم الناجم عن كلوريد الحديديك أو ربط IVC نماذج انسداد كاملة. هذا الأخير يؤدي إلى ركود الدم والتسلل الالتهابي في الأوردة11،12،13. ينتج عن نموذج الربط الكامل معدل مرتفع من تكوين الجلطة في 95٪ إلى 100٪ من الفئران. قد يتضمن نموذج الربط الجزئي IVC انقطاع الفروع الحرقفية القطنية الجانبية ، ويتم إلغاء العودة الوريدية عن طريق تطبيق ربط الخيوط في نقاط الهدف البعيدة ل IVC12. في بعض الأحيان ، يتم استخدام حامل مساحة لمقاطعة العودة الوريدية جزئيا. ومع ذلك ، فإن وزن الجلطة غير متسق في نموذج الانسداد الجزئي الحالي ، مما يؤدي إلى تباين كبير في أوزان الجلطات وارتفاعاتها12,14.
كل من هذه النماذج الميكانيكية الوريدية الكبيرة (الجزئية والكاملة) لها قيود. أولا ، غالبا ما يؤدي ربط IVC (نموذج الركود) إلى انخفاض ضغط الدم. يتم تحويل الدم عبر الأوردة الفقرية. على الرغم من أنه في أيدي ذوي الخبرة ، فإن معدل الوفيات مع هذا النموذج يتراوح بين 5٪ -30٪ ، مع توقع معدل أعلى خلال منحنى التعلم. الأهم من ذلك ، أن نموذج الانسداد الكامل لا يعيد إنتاج تجلط الأوردة العميقة (DVT) في البشر ، حيث تكون الجلطة عادة غير انسدادية. من المرجح أن يؤدي الانسداد الكامل إلى تغيير العوامل الدموية والمعلمات الديناميكية الدوائية ، مما يغير التوافر البيولوجي للمركبات في الموقع المحلي. بسبب هذه القيود ، قد لا تكون نماذج الانسداد الكامل مثالية لاختبار المركبات الكيميائية الجديدة للأغراض العلاجية واكتشافات الأدوية12.
وتجدر الإشارة إلى أنه لتوفير نموذج الفئران أكثر صلة سريريا للتخثر الوريدي مع انخفاض التدفق مع تلف البطانة ، تم تقديم نموذج تجلط الدم الوريدي ، حيث يتم تشغيل DVT عن طريق تقييد تدفق الدم في حالة عدم وجود اضطراب بطاني. تم التحقق من صحة النموذج عن طريق المجهر الإلكترونيالماسح 15. نموذج تجلط الدم المفضل ذي الصلة سريريا هو نموذج به تجلط شبه كامل يتيح اكتشاف الأدوية. تكوين الجلطة في نماذج الانسداد الجزئي الحالية غير متسق ، مما يؤدي إلى تباين كبير في وزن الجلطة وارتفاعاتها12,16. علاوة على ذلك ، فإن وزن الجلطة متغير بالطرق التقليدية ، مما يتطلب المزيد من الفئران لكل دراسة12.
ركزت نماذج الجلطة السابقة المرتبطة بالسرطان على سرطان القولون والبنكرياس والرئة وكانت جميعها نماذج انسداد كاملة17،18،19. تعدل هذه المخطوطة نموذج تجلط الدم بالانسداد الجزئي لتوفير جلطات ذات تباين أقل ووفيات الفئران (الشكل 1). استخدمت الدراسات السابقة خطوط الخلايا السرطانية الخيفية على خلفية الفئران التي تعاني من نقص المناعة19،20،21. تستخدم هذه المخطوطة طعم xenograft syngene للخلايا MC-38 في الفئران C57Bl6 / J ، مما يسمح باستخدام الفئران ذات الكفاءة المناعية وفحص المكونات المناعية لتكوين التخثر.
Protocol
Representative Results
Discussion
في نموذج سرطان القولون xenograft syngenetic ، نلاحظ ارتفاع تجلط الدم وتعبيرات علامات التخثر في المجموعة التجريبية مقارنة بالمجموعة الضابطة. الأهم من ذلك ، كان التباين في جميع هذه المعلمات أقل في المجموعة التجريبية مقارنة بالمجموعة الضابطة. تضمن التعديل إدخال مشبك وعائي مع ملف ضغط محدد عند نقطة ال?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من قبل AHA Cardio-Oncology SFRN CAT-HD CENTER منحة 857078 (KR و VCC و XY و SL) و R01HL166608 (KR و VCC).
Materials
| Buprenorphine 0.3 mg/mL | PAR Pharmaceutical | NDC 42023-179-05 | |
| C57BL/6J mice | The Jackson Lab | IMSR_JAX:000664 | |
| Caliper | VWR International, Radnor, PA | 12777-830 | |
| CD31 | Abcam | Ab9498 | |
| Cell Counter | MOXIE | MXZ000 | |
| Clamp | Fine Science Tools | 13002-10 | |
| Clips ASSI.B2V Single Clamp, General Purpose, | Accurate Surgical & Scientific Instruments | PR 2 144.50 289.00 | |
| Dumont #5SF Forceps | Fine Science Tools | 11252-00 | |
| Fibrin | Millipore | MABS2155-100UG | |
| Fine Scissors – Large Loops | Fine Science Tools | 14040-10 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11002-12 | |
| Hill Hemostat | Fine Science Tools | 13111-12 | |
| Isoflurane, USP | Covetrus | NDC 11695-6777-2 | |
| MC-38 cell | Sigma Aldrich | SCC172 | |
| Microscope | Nikon Eclipse Inverted Microscope | TE2000 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14079-10 | |
| Suture- Vicryl | AD-Surgical | #L-G330R24 | |
| Suture-Nylon 2-0 | Ethilon | 664H | |
| Suture-Prolene 5-0 | Ethicon | 8661G | |
| Suture-Prolene 6-0 | Ethicon | PDP127 | |
| VEV03100 | VisualSonics | FujiFilm | |
| Vitrogel Matrigel Matrix | The Well Bioscience | VHM01 |
References
- Blom, J. W., et al. Incidence of venous thrombosis in a large cohort of 66,329 cancer patients: results of a record linkage study. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 4 (3), 529-535 (2006).
- Gabre, J., et al. Activated protein C accelerates venous thrombus resolution through heme oxygenase-1 induction. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 12 (1), 93-102 (2014).
- Chang, Y. S., et al. Sorafenib (BAY 43-9006) inhibits tumor growth and vascularization and induces tumor apoptosis and hypoxia in RCC xenograft models. Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 59 (5), 561-574 (2007).
- Khorana, A. A., Kuderer, N. M., Culakova, E., Lyman, G. H., Francis, C. W. Development and validation of a predictive model for chemotherapy-associated thrombosis. Blood. 111 (10), 4902-4907 (2008).
- Chew, H. K., Wun, T., Harvey, D., Zhou, H., White, R. H. Incidence of venous thromboembolism and its effect on survival among patients with common cancers. Archives of Internal Medicine. 166 (4), 458-464 (2006).
- Leiva, O., Newcomb, R., Connors, J. M., Al-Samkari, H. Cancer and thrombosis: new insights to an old problem. Journal de Medecine Vasculaire. 45 (6S), 6S8-6S16 (2020).
- Chen, N., et al. Bevacizumab promotes venous thromboembolism through the induction of PAI-1 in a mouse xenograft model of human lung carcinoma. Molecular Cancer. 14, 140 (2015).
- Goto, H., et al. Activity of a new vascular targeting agent, ZD6126, in pulmonary metastases by human lung adenocarcinoma in nude mice. Cancer Research. 62 (13), 3711-3715 (2002).
- Jiang, Y., et al. Inhibition of anchorage-independent growth and lung metastasis of A549 lung carcinoma cells by IkappaBbeta. Oncogene. 20 (18), 2254-2263 (2001).
- Salup, R. R., Wiltrout, R. H. Adjuvant immunotherapy of established murine renal cancer by interleukin 2-stimulated cytotoxic lymphocytes. Cancer Research. 46 (7), 3358-3363 (1986).
- Deatrick, K. B., et al. The effect of matrix metalloproteinase 2 and matrix metalloproteinase 2/9 deletion in experimental post-thrombotic vein wall remodeling. Journal of Vascular Surgery. 58 (5), 1375.e2-1384.e2 (2013).
- Diaz, J. A., et al. Choosing a mouse model of venous thrombosis: a consensus assessment of utility and application. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 17 (4), 699-707 (2019).
- Henke, P. K., et al. Toll-like receptor 9 signaling is critical for early experimental deep vein thrombosis resolution. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 31 (1), 43-49 (2011).
- Liu, H., et al. Inferior vena cava stenosis-induced deep vein thrombosis is influenced by multiple factors in rats. Biomedicine & Pharmacotherapy. 128, 110270 (2020).
- von Brühl, M. L., et al. Monocytes, neutrophils, and platelets cooperate to initiate and propagate venous thrombosis in mice in vivo. The Journal of Experimental Medicine. 209 (4), 819-835 (2012).
- Brill, A., et al. von Willebrand factor-mediated platelet adhesion is critical for deep vein thrombosis in mouse models. Blood. 117 (4), 1400-1407 (2011).
- Stark, K., et al. Distinct Pathogenesis of Pancreatic Cancer Microvesicle-Associated Venous Thrombosis Identifies New Antithrombotic Targets In Vivo. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (4), 772-786 (2018).
- Belghasem, M., et al. Metabolites in a mouse cancer model enhance venous thrombogenicity through the aryl hydrocarbon receptor-tissue factor axis. Blood. 134 (26), 2399-2413 (2019).
- Tracz, A., Mastri, M., Lee, C. R., Pili, R., Ebos, J. M. Modeling spontaneous metastatic renal cell carcinoma (mRCC) in mice following nephrectomy. Journal of Visualized Experiments. (86), e51485 (2014).
- Lertkiatmongkol, P., Liao, D., Mei, H., Hu, Y., Newman, P. J. Endothelial functions of platelet/endothelial cell adhesion molecule-1 (CD31). Current Opinion in Hematology. 23 (3), 253-259 (2016).
- Payne, H., Brill, A. Stenosis of the Inferior Vena Cava: A Murine Model of Deep Vein Thrombosis. Journal of Visualized Experiments. (130), e56697 (2017).
- Yabit, F., Hughes, L., Sylvester, B., Tiesenga, F. Hypersensitivity Reaction Post Laparoscopic Cholecystectomy Due to Retained Titanium Clips. Cureus. 14 (6), e26167 (2022).
- Nagorni, E. A., et al. Post-laparoscopic cholecystectomy Mirizzi syndrome induced by polymeric surgical clips: a case report and review of the literature. Journal of Medical Case Reports. 10, 135 (2016).
- Zemelka-Wiacek, M. Metal Allergy: State-of-the-Art Mechanisms, Biomarkers, Hypersensitivity to Implants. Journal of Clinical Medicine. 11 (23), 6971 (2022).
- Poyyamoli, S., et al. May-Thurner syndrome. Cardiovascular Diagnosis and Therapy. 11 (5), 1104-1111 (2021).
- Streiff, M. B., et al. NCCN Guidelines Insights: Cancer-Associated Venous Thromboembolic Disease, Version 2.2018. Journal of the National Comprehensive Cancer Network. 16 (11), 1289-1303 (2018).
