בדיקת פקקת ורידית במודל עכבר של סרטן
Summary
מאמר זה נועד להציג שיטה אופטימלית להערכת פקקת ורידים במודל סרטן עכברים, באמצעות קליפסים וסקולריים להשגת קשירה ורידית. אופטימיזציה ממזערת את השונות במדידות הקשורות לפקקת ומשפרת את הרלוונטיות לפקקת ורידים הקשורה לסרטן אנושי.
Abstract
מאמר מתודולוגי זה מדגיש את הניואנסים הכירורגיים של מודל מכרסם של פקקת ורידי, במיוחד בהקשר של פקקת הקשורה לסרטן (CAT). פקקת ורידים עמוקים היא סיבוך שכיח בקרב מחלימים מסרטן ועלולה להיות קטלנית. המודלים הנוכחיים של פקקת ורידים מורין כוללים בדרך כלל חסימה מכנית מלאה או חלקית של הווריד הנבוב התחתון (IVC) באמצעות תפר. הליך זה גורם לקיפאון מלא או חלקי של נזק לדם ולאנדותל, ומפעיל טרומבוגנזה. למודלים הנוכחיים מגבלות כגון שונות גבוהה יותר במשקלי קרישי דם, שיעור תמותה משמעותי ועקומת למידה ממושכת. דו”ח זה מציג חידודים כירורגיים באמצעות קליפסים וסקולריים כדי להתמודד עם חלק ממגבלות אלה. באמצעות מודל עכבר סינגני של סרטן המעי הגס, השתמשנו בקליפסים מותאמים אישית של כלי דם כדי לקשור את הווריד האינפרא כלייתי קאווה. קליפסים אלה מאפשרים מרווח שפתיים שיורי בדומה לתפר פוליפרופילן 5-0 לאחר קשירת IVC. עכברים בשיטת התפרים שימשו כבקרות. שיטת קליפס כלי הדם הביאה לחסימה חלקית עקבית של כלי הדם ולמשקלי קריש גדולים יותר עם פחות שונות מאשר שיטת התפרים. משקלי הקריש הגדולים יותר, מסת הקריש הגדולה יותר והקריש לשטח הפנים הלומינלי IVC היו צפויים בשל פרופיל הלחץ הגבוה יותר של אטבי כלי הדם בהשוואה לתפר פוליפרופילן 6-0. הגישה אומתה על ידי אולטרה-סאונד בקנה מידה אפור, אשר חשף מסת קריש גדולה יותר באופן עקבי בווריד הווריד האינפרא כלייתי עם קליפסים וסקולריים בהשוואה לשיטת התפרים. תצפיות אלה אוששו עוד יותר עם צביעת האימונופלואורסצנטיות. מחקר זה מציע שיטה משופרת ליצירת מודל פקקת ורידים בעכברים, אשר ניתן להשתמש בו כדי להעמיק את ההבנה המכניסטית של CAT ובמחקר תרגומי כגון גילוי תרופות.
Introduction
טרומבואמבוליזם ורידי הקשור לסרטן (VTE)
הסיכון לטרומבואמבוליזם ורידי (VTE) גבוה פי 4 עד 7 במחלימים מסרטן בהשוואה לאוכלוסייה הכללית 1,2,3. מצב זה מתגלה כקטלני באחד מכל שבעה חולי סרטן. שכיחות VTE משתנה בהתאם לסוג הסרטן ולנטל הגידול והיא הגבוהה ביותר בקרב חולים עם סרטן הלבלב והקיבה4.
VTE הקשור לסרטן בחולי סרטן יש משמעות פרוגנוסטית. היא קשורה להישרדות כללית שלילית בשנה הראשונה לאחר אבחון סרטן, גם לאחר התאמה לגיל, גזע ושלב של סרטן בסיסי5. ממצאים אלה מדגישים את החשיבות של בחינת VTE הקשור לסרטן ואת הצורך לחקור את המנגנון שלו באמצעות מודל של בעלי חיים. הרלוונטיות התרגומית של תחום זה מודגשת עוד יותר על ידי העובדה כי VTE בחולי סרטן ניתן למניעה וניתן לטיפול עם טרומבופרופילקסיס וטיפול אנטיטרומבוטי6.
מודלים בעלי חיים של סרטן פקקת ורידים
מודלים של סרטן מכונים בדרך כלל xenografts, אשר כרוך הזרקה של תאים סרטניים בעכברים. הזרקת תאים סרטניים באתר כמו מוצאו מכונה מודל אורתוטופי, ואילו באתר אחר (מישור תת עורי מעל האגף) מכונה מודל הטרוטופי. מין המקור של תאי סרטן קובע אותם כמודל אלוגני, כגון קו התאים HT-29 (סרטן המעי הגס האנושי)7,8,9. להיפך, מודלים סינגניים משתמשים בקווי תאי סרטן מורין, כולל RenCa ו- MC-38 קווי תאים 3,10.
הספרות תיארה מודלים של פקקת עורקים, ורידים ונימים במכרסמים. פקקת ורידים נגרמת בווריד הנבוב התחתון (IVC) על ידי פגיעה מכנית (חוט מנחה) או קשירת IVC מלאה, כימית (ברזל כלורי), או פגיעה אלקטרוליטית. פקקת ברזל הנגרמת על ידי כלוריד או קשירת IVC מייצגת מודלים של חסימה מלאה. האחרון גורם לקיפאון של דם וחדירות דלקתיות בוורידים11,12,13. מודל הקשירה המלא מביא לשיעור גבוה של היווצרות פקקת ב-95% עד 100% מהעכברים. מודל קשירת IVC חלקית עשוי לכלול הפרעה של ענפים איליומותניים לטרליים, והחזרה הוורידית מתבטלת על ידי החלת קשירת תפרים בנקודות המטרה הדיסטליות של IVC12. לעיתים, נעשה שימוש במחזיק חלל כדי לקטוע את החזרה הוורידית באופן חלקי. עם זאת, משקל הפקקת אינו עקבי במודל החסימה החלקי הנוכחי, וכתוצאה מכך שונות גבוהה במשקלי קריש ובגבהים12,14.
לשני המודלים המכניים הגדולים הללו (חלקיים ומלאים) יש מגבלות. ראשית, קשירת IVC (מודל קיפאון) גורמת לעיתים קרובות ללחץ דם נמוך. הדם מוזרם דרך ורידי החוליות. אמנם בידיים מנוסות, התמותה במודל זה נעה בין 5%-30%, כאשר השיעור הגבוה יותר צפוי במהלך עקומת הלמידה. חשוב לציין, מודל החסימה המלאה אינו משחזר פקקת ורידים עמוקים (DVT) בבני אדם, שם פקקת בדרך כלל אינה חסימתית. חסימה מלאה עשויה לשנות גורמים דימולוגיים ופרמטרים פרמקודינמיים, ולשנות את הזמינות הביולוגית של תרכובות באתר המקומי. בשל מגבלות אלה, מודלים מלאים של חסימה עשויים שלא להיות אופטימליים לבדיקת תרכובות כימיות חדשות למטרות טיפוליות ותגליות תרופות12.
יש לציין כי כדי לספק מודל מוריני רלוונטי יותר מבחינה קלינית של פקקת ורידים עם ירידה בזרימה עם נזק לאנדותל, הוצג מודל פקקת ורידי, שבו DVT מופעל על ידי הגבלת זרימת הדם בהיעדר הפרעה אנדותל. המודל אומת על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים סורק15. מודל פקקת רלוונטי קלינית מועדף הוא מודל עם פקקת כמעט מלאה המאפשרת גילוי תרופות. היווצרות הקריש במודלים הנוכחיים של חסימה חלקית אינה עקבית, וכתוצאה מכך שונות גבוהה במשקל הקריש ובגבהים12,16. יתר על כן, משקל הקריש משתנה בשיטות הקונבנציונליות, ודורש יותר עכברים לכל מחקר12.
מודלים קודמים של פקקת הקשורה לסרטן התמקדו בסרטן המעי הגס, הלבלב והריאות וכולם היו מודלים של חסימה מלאה17,18,19. כתב היד הזה משנה את מודל פקקת החסימה החלקית כדי לספק לקרישי דם שונות נמוכה יותר ותמותת עכברים (איור 1). מחקרים קודמים השתמשו בשורות תאים אלוגניים של סרטן על עכברים אתימיים מדוכאי חיסוןרקע 19,20,21. כתב יד זה משתמש בקסנוגרפט סינגני של תאי MC-38 בעכברי C57Bl6/J, המאפשר שימוש בעכברים בעלי יכולת חיסונית ובדיקת רכיבים חיסוניים לטרומבוגנזה.
Protocol
Representative Results
Discussion
במודל סינגני של סרטן המעי הגס, אנו רואים טרומבוגניות גבוהה יותר וביטויים גבוהים יותר של סמני קרישה בקבוצת הניסוי בהשוואה לקבוצת הביקורת. חשוב לציין כי השונות בכל הפרמטרים הללו הייתה נמוכה יותר בקבוצת הניסוי בהשוואה לקבוצת הביקורת. השינוי כלל החדרת קליפ כלי דם עם פרופיל לחץ ספציפי בנקודת ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי AHA קרדיו-אונקולוגיה SFRN CAT-HD CENTER GRANT 857078 (KR, VCC, XY ו- SL) ו- R01HL166608 (KR ו- 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).
