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Cancer Research

Ex Vivo Modelo organoide de deleções genéticas mediadas por Adenovírus-Cre em células uroteliais de camundongos

Published: May 5, 2022 doi: 10.3791/63855

Summary

Este protocolo descreve o processo de geração e caracterização de organoides uroteliais de camundongos que abrigam exclusões em genes de interesse. Os métodos incluem a colheita de células uroteliais de camundongos, transdução ex vivo com expressão de Adenovírus conduzindo Cre com um promotor de CMV, e caracterização in vitro , bem como caracterização in vivo .

Abstract

O câncer de bexiga é uma área pouco estudada, particularmente em modelos de camundongos geneticamente modificados (GEMMs). Gemm inbred com locais cre e loxP específicos de tecido têm sido os padrões de ouro para direcionamento genético condicional ou indutível. Para fornecer modelos experimentais mais rápidos e eficientes, um sistema de cultura organoide ex vivo é desenvolvido usando adenovírus Cre e células uroteliais normais carregando múltiplos alelos loxP dos supressores tumorais Trp53, Pten e Rb1. As células uroteliais normais são enzimáticamente dissociadas de quatro bexigas de camundongos floxados triplos (Trp53f/f: Ptenf/f: Rb1f/f). As células urotelial são transduzidas ex vivo com adenovírus-Cre impulsionado por um promotor do CMV (Ad5CMVCre). Os organoides da bexiga transduzidas são cultivados, propagados e caracterizados in vitro e in vivo. O PCR é usado para confirmar exclusões genéticas em Trp53, Pten e Rb1. A coloração de imunofluorescência (IF) de organoides demonstra expressão positiva dos marcadores de linhagem urotelial (CK5 e p63). Os organoides são injetados subcutâneamente em camundongos hospedeiros para expansão tumoral e passagens seriais. A imunohistoquímica (IHC) de xenoenxertos exibe expressão positiva de CK7, CK5 e p63 e expressão negativa de CK8 e Uroplakin 3. Em resumo, a exclusão genética mediada por adenovírus de células uroteliais de camundongos projetadas com locais loxP é um método eficiente para testar rapidamente o potencial tumorigênico de alterações genéticas definidas.

Introduction

O câncer de bexiga é o quarto câncer mais comum em homens e afeta mais de 80.000 pessoas anualmente nos Estados Unidos1. A quimioterapia à base de platina tem sido o padrão de cuidado para pacientes com câncer avançado de bexiga há mais de três décadas. A paisagem do tratamento do câncer de bexiga foi revolucionada pela recente aprovação da Food and Drug Administration (FDA) da imunoterapia (anti-PD-1 e inibidores de ponto de verificação imunológica anti-PD-L1), erdafitinib (um inibidor receptor de fator de crescimento do fibroblasto) e enfortumab vedotin (um conjugado de anticorpos)2,3,4. No entanto, não há biomarcadores clinicamente aprovados para prever as respostas à quimioterapia ou à imunoterapia. Há uma necessidade crítica de gerar modelos pré-clínicos informativos que possam melhorar a compreensão dos mecanismos que impulsionam a progressão do câncer de bexiga e desenvolver biomarcadores preditivos para diferentes modalidades de tratamento.

Um grande obstáculo na pesquisa translacional da bexiga é a falta de modelos preclínicos que recapitulem a patogênese do câncer de bexiga humano e as respostasao tratamento 5,6. Vários modelos pré-clínicos foram desenvolvidos, incluindo modelos in vitro 2D (linhas celulares ou células reprogramadas condicionalmente), modelos in vitro 3D (organoides, impressão 3D) e modelos in vivo (xenoenxerto, modelos induzidos pelo carcinogênio, geneticamente modificados e xenot de enxerto derivado do paciente)2,6. Modelos de camundongos geneticamente modificados (GEMMs) são úteis para muitas aplicações na biologia do câncer de bexiga, incluindo análises de fenótipos tumorais, investigações mecanicistas de genes candidatos e/ou caminhos de sinalização, e a avaliação pré-clínica das respostas terapêuticas 6,7. Os GEMMs podem utilizar recombinases específicas do local (Cre-loxP) para controlar exclusões genéticas em um ou mais genes supressores de tumores. O processo de geração de GEMMs desejados com múltiplas exclusões genéticas é demorado, trabalhoso e caro5. O objetivo geral deste método é desenvolver um método rápido e eficiente de entrega ex vivo Cre para estabelecer modelos de nocaute triplo de bexiga (TKO) a partir de células uroteliais normais do rato carregando alelos floxados triplos (Trp53, Pten e Rb1)8. A maior vantagem do método ex vivo é o fluxo de trabalho rápido (1-2 semanas em vez de anos de criação de camundongos). Este artigo descreve o protocolo de colheita de células uroteliais normais com alelos floxados, transdução ex vivo adenovírus, culturas organoides e caracterização in vitro e in vivo em camundongos imunocompetuntes C57 BL/6J. Este método pode ser usado para gerar organoides clinicamente relevantes para o câncer de bexiga em camundongos imunocompetuntes que abrigam qualquer combinação de alelos floxados.

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Protocol

Todos os procedimentos animais foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC) no Roswell Park Comprehensive Cancer Center, Buffalo, NY (1395M, Biosafety 180501 e 180502).
NOTA: Realize as etapas 1-3 no mesmo dia.

1. Dissecção da bexiga do rato

  1. Preparação para dissecção
    1. Prepare todos os instrumentos estéreis, incluindo tesouras, fórceps, DPBS estéreis em pratos de cultura de 35 mm, 70% de etanol, gaze estéril e toalhas de papel limpas. Limpe todas as superfícies da área de dissecção. Gerar camundongos machos triplos floxed Trp53f/f: Ptenf/f: Rb1f/f (4 ratos, 10 semanas de idade), como descrito anteriormente no laboratório do Dr. Goodrich 8.
  2. Eutanásia e incisão
    1. Eutanize os camundongos por asfixia de CO2 utilizando uma taxa de fluxo de 2,0 L/min, seguida de luxação cervical. Limpe a área de dissecção com 70% de etanol e cubra com uma toalha de papel limpa.
    2. Coloque o mouse sobre gaze na área de dissecção. Pulverize 70% de etanol no abdômen do rato e use uma tesoura de dissecção estéril para fazer uma incisão abdominal inferior que expondo a bexiga.
  3. Dissecando a bexiga
    1. Use fórceps para agarrar a bexiga e puxar suavemente para cima para que sejam identificadas junções ureterovesical bilaterais. Use uma tesoura para remover o fundo da bexiga seguindo a linha de fronteira entre as duas aberturas de ureter.
    2. Transfira a bexiga para um prato estéril com 2 mL de DPBS. Remova o tecido gorduroso e conjuntivo e coloque a bexiga em um novo prato com estéril 2 mL de DPBS. Neste momento, retire o adenovírus do armazenamento de -80 °C e mantenha-o no gelo.

2. Dissociação de células urotelial

  1. Preparação para dissociação celular
    1. Prepare todos os instrumentos estéreis, incluindo fórceps, bisturis cirúrgicos (uma lâmina tamanho 10 com alça), DPBS estéreis em pratos de cultura de 35 mm, média cultura completa sem FBS descascados por carvão definido como ccm(-), mistura de colagenase/hialuronidase, enzima recombinante para substituto de trippsina, FBS 10% de carvão em DPBS com 10 μM fresco Y-27632, um coador de células estéreis de 100 μm e um tubo de centríse de 15 mL.
      NOTA: O meio de cultura completa (CCM) compreende o meio de crescimento celular epitelial mamário complementado com os fatores de crescimento fornecidos e 5% de FBS descascados por carvão, 1% substituto de L-glutamina, 100 μg/mL primocina e 10 μM fresco Y-27632.
  2. Picar e digerir a bexiga
    1. Transfira e lave a bexiga novamente com 2 mL de DPBS estéreis em um prato de 35 mm em um armário de biossegurança.
    2. Colete tecidos da bexiga de quatro camundongos em um prato com 1 mL de CCM(-) e pique cada bexiga em quatro pedaços iguais usando uma lâmina cirúrgica. Use fórceps para desdobrar a bexiga para expor a superfície do urotélio ao meio.
    3. Transfira as peças da bexiga e o meio em um tubo de centrífuga de 15 mL. Lave o prato com 2 mL de CCM(-) 2x e colete-o em um tubo de centrífuga a um volume total de 5 mL.
    4. Adicione a mistura de colagenase/hialuronidase a uma concentração final de 300 colagenase U/mL e 100 U/mL hyaluronidase e coloque o tubo horizontalmente em um agitador de incubação orbital de 37 °C por 30 min a 200 rpm.
    5. Após a digestão do tecido, adicione um volume igual (5 mL) de FBS descascado de carvão de 10% em DPBS no tubo e centrifugar o tubo a 200 x g por 5 min.
    6. Remova e descarte o supernatante. Adicione 2 mL de trippsina na pelota celular e misture bem. Coloque o tubo em uma incubadora celular a 37 °C e 5% de CO2 por 4 min.
    7. Após a incubação, pipeta para cima e para baixo 10x com uma ponta P1000 padrão. Adicione 5 mL de FBS 10% de carvão em DPBS.
    8. Coe as células dissociadas através de um coador de células estéreis de 100 μm. Colete a suspensão celular e a centrífuga a 200 x g por 5 min.
  3. Contando e reutilizando células
    1. Remova e descarte o supernatante. Resuspende a pelota celular com 1 mL de CCM.
    2. Conte o número de células usando um hemótmetro e apenas placa 0,5 x 106 células em um poço de uma placa de 24 poços com 0,5 mL de CCM fresco. Neste momento, retire os extratos de matriz das células de sarcoma do rato Engelbreth-Holm-Swarm (ver Tabela de Materiais) a partir de -20 °C de armazenamento e descongelar no gelo. Pré-aqueça uma placa de 6 poços em uma incubadora celular de 37 °C.
      NOTA: As células restantes podem ser centrifugadas e congeladas como pelotas celulares para controle de transdução não-vírus.

3. Transdução adenoviral e organoides de revestimento

ATENÇÃO: Tenha cuidado ao processar o adenovírus. O pessoal do laboratório deve seguir as práticas de biossegurança nível 2 e desinfetar o adenovírus com 10% de alvejante.

  1. Adicione 2 μL de adenovírus (Ad5CMVCre; 1 x 107 PFU/μL) na placa de 24 poços. Misture bem com as células uroteliais desassociadas.
  2. Para melhorar a eficácia da transdução, realize a spinoculação centrifugando a placa de 24 poços a 300 x g por 30 min à temperatura ambiente. Coloque a placa de 24 poços em uma incubadora celular a 37 °C e 5% de CO2 por 1h.
  3. Transfira células e meio do poço para um tubo de 15 mL e centrífuga a 200 x g por 5 min. Retire e descarte o supernasce, adicione 50 μL de CCM e misture bem com as células na parte inferior.
  4. Adicione 140 μL de extrato de matriz e misture bem suavemente para evitar bolhas de ar. Adicione a solução rapidamente na placa pré-aquecida de 6 poços a 50 μL/cúpula para criar cúpulas para organoides.
  5. Transfira a placa para uma incubadora de 37 °C com 5% de CO2 suavemente e deixe que as cúpulas se solidifiquem por 5 minutos. Vire a placa de 6 poços de cabeça para baixo e continue a solidificação por mais 25 minutos.
  6. Após a incubação, adicione 2,5 mL de CCM a cada poço e coloque a placa em uma incubadora para cultura organoide.

4. Cultivo organoide e passagem

  1. Troque o meio a cada 3-4 dias. Realizar a cultura organoide, a passagem e o congelamento, conforme relatado em Lee et al.9. Realize a incorporação de organoides usando gel de processamento de amostras como descrito em Fujii et al.10.
  2. Retire o meio e adicione 1 mL de desapata a cada poço. Quebre suavemente a cúpula e misture bem com uma ponta de pipeta P1000.
  3. Coloque a placa em uma incubadora de 37 °C com 5% de CO2 por 30 min. Em seguida, colete todas as células em um tubo centrífuga de 15 mL e lave o poço com 4 mL de FBS 10% de carvão em DPBS. Se as células organoides aparecerem como grandes aglomerados, realize o Passo 2.2.6. e Passo 2.2.7. para obter células dissociadas.
  4. Centrifugar o tubo a 200 x g por 5 min. Remova o supernatante e lave as células com 1 mL de CCM.
  5. Resuspensar as células em extrato matricial de 70% e seguir as Etapas 3.4.-3.6. para a cultura. Alternativamente, criopreserve as células ressundo em 90% de FBS descascados a carvão e 10% DMSO suplementado com 10 μM fresco Y-27632.

5. Implantação de células organoides em camundongos C57BL/6J subcutâneamente

  1. Preparação para implantação
    1. Prepare 25G 1,5 em agulhas, uma seringa de 1 mL, 1 mg/mL despasma, extrato de matriz, FBS 10% de carvão em DPBS com 10 μM fresco Y-27632, e um tubo de centrífuga de 15 mL.
  2. Coleta de células organoides
    1. Após atingir uma cultura estável por pelo menos 5 passagens, colete as células organoides expandidas para injeção in vivo . Siga os passos 4.2.-4.4. e células resuspendas em 1 mL de CCM.
  3. Contando células e injeção subcutânea
    1. Conte o número de células usando um hemócito. Após centrifugação a 200 x g por 5 min, resuspend 2 x 106 células em 100 μL de extrato de matriz de 50% em DPBS. Coloque a suspensão no gelo e leve-a para um armário de biossegurança em uma sala de procedimento animal.
    2. Anestesiar dois camundongos C57BL/6J masculinos (10 semanas de idade) com isoflurane de 4% e 1 L/min O2 por aproximadamente 4 minutos em uma câmara. Uma vez que os ratos perderam seu reflexo de retardo e seu padrão de respiração se tornou mais profundo e lento, transfira os ratos para um circuito não-rebreathing com 2% de isoflurane e 1 L/min O2 fluxo. Aplique pomada veterinária para proteger os olhos dos animais de lesões traumáticas.
    3. Raspe uma área ao redor do local de injeção no flanco direito do mouse e use 70% de etanol para limpar, e então use uma agulha de 25 G para injetar diretamente a suspensão de células de 100 μL no flanco direito sob anestesia.
    4. Após a injeção, remova a anestesia inalatória e coloque os ratos em uma gaiola sob uma lâmpada de calor até que se recupere e se mobilize totalmente. Devolva os camundongos para habitação e monitore a formação de tumores.

6. Coleta de tumores e propagação in vivo

  1. Acompanhe a preparação Passo 2.1.1. Eutanize camundongos por asfixia de CO2 usando uma taxa de fluxo de 2,0 L/min seguida de luxação cervical após um tumor de ~2,0 cm de diâmetro (quase 2-3 semanas) é formado. Transfira os camundongos para uma área de dissecção limpa, pulverize 70% de etanol na área do tumor flanco do rato e use uma tesoura de dissecção estéril e fórceps para fazer uma incisão para separar o tumor.
  2. Lave o tumor em uma folha de 60 mm com 5 mL de DPBS e use uma tesoura para remover o tecido conjuntivo. Corte um pedaço do tumor fresco e afunde-o com 4% de paraformaldeído em DPBS por 48 h e envie para parafina incorporação e secção para análise histologia.
  3. Processe a outra metade do tumor fresco para dissociação celular. Resumidamente, pique o tumor fresco em 1 mm3 peças para dissociação em um prato de 60 mm com 5 mL de CCM(-). Em seguida, depois de seguir as etapas 2.2.4.-2.2.8., injete as células desassociadas em novos camundongos C57BL/6J para a passagem in vivo após o Passo 5.3. ou manter-se como cultura organoide in vitro seguindo as etapas 3.4.-3.6., ou congelar diretamente em nitrogênio líquido usando 90% de FBS descascados por carvão e 10% DMSO com 10 μM fresco Y-27632.
  4. Se necessário, recupere as células congeladas descongelando-as rapidamente em um banho de água de 37 °C e lavando com CCM(-). Depois disso, resuspensá-los em 100 μL de extrato matricial de 50% em DPBS para injeção direta em camundongos para formação de tumor in vivo . Use pelo menos 2 x 106 células descongeladas para uma injeção in vivo .

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Representative Results

O fluxo de trabalho de deleções genéticas mediadas por adenovírus-Cre em células urteliais do camundongo é mostrado na Figura 1A. O vídeo que acompanha demonstra como as células uroteliais são dissociadas do fundus da bexiga e como as células floxadas triplas são transduzidas ex vivo com Ad5CMVCre. A Figura 1A mostrou que as células mínimas de submucosa e muscular foram dissociadas após a digestão enzimática. Para confirmar a eficiência da entrega de adenovírus-Cre, células uroteliais desassociadas de camundongos floxados triplos com tdTomato/proteína fluorescente verde localizada em membrana (mT/mG) foram transduzidas com adenovírus Cre. A proteína fluorescente verde (GFP) foi detectada em quase 100% das células, indicando alta eficiência da transdução de adenovírus (Figura 1B).

Os organoides TKO estáveis foram estabelecidos seguindo protocolos organoides padrão (in vitro com mais de 5 passagens; Figura 2A). H&E e imunofluorescência (IF) de seções organoides in vitro (Figura 2A) demonstraram uma morfologia de carcinoma urotelial de alto grau com expressão positiva dos marcadores de linhagem urotelial CK5 e p6311. A análise do PCR revelou alelos recombinados nos organoides TKO, enquanto alelos floxados nãocombinados só foram detectados em células uroteliais não tratadas com adenovírus (Figura 2B). Um total de 2 x 106 organoides ex vivo primários foram injetados em C57BL/6J para formação inicial de tumor subcutâneo (SQ) em 8 semanas. Em seguida, o tumor SQ (passagem 1) foi coletado e encaminhado em camundongos. Em geral, foram necessárias 2-3 semanas para formar um tumor SQ de 2 cm (passagens 2-5) (Figura 2C). A imunohistoquímica (IHC) do TKO in vivo xenograft exibiu expressão positiva de CK7 (irregular), CK5, e p63 e expressão negativa de CK8 e Uroplakin 3 (Figura 2D). Para detectar contaminação de células de mesenquima, os tumores de TKO foram manchados para vimentina. A mancha de H&E mostrou o tumor à esquerda e a cápsula à direita demarcada pela linha amarela. A vimentina positiva foi detectada apenas na cápsula do tumor ou estroma (Figura 2E).

Figure 1
Figura 1: Adenovírus-Cre meditava exclusões genéticas em células uroteliais de camundongos com sites loxP . (A) O fluxo de trabalho da geração organoide TKO através do ex vivo adenovírus Ad5CMVCre. Uma digestão de enzima de 30 minutos de curto tempo foi suficiente para desassociar células uroteliais da submucosa subjacente e proria muscular. As células uroteliais desassociadas foram transduzidas com Ad5CMVCre para organoides TKO e, posteriormente, injetadas em camundongos C57BL/6J. (B) As células uroteliais floxadas triplas com mT/mG (expressão transgênica constitutiva de proteína fluorescente vermelha que se converte em proteína fluorescente verde após a recombinação de Cre) foram transduzidas com Ad5CMVCre. Quase 100% das células foram positivas em GFP, indicando transdução altamente eficiente e recombinação de Cre. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: Caracterização de organoides TKO via ex vivo adenovírus-Cre recombinase. (A) As células uroteliais desassociadas Trp53f/f: Ptenf/f: Rb1f/f foram transduzidas com adenovírus (Ad5CMVCre) para gerar organoides tko (campo brilhante). Os organoides TKO foram incorporados com gel de processamento de espécimes e manchados para H&E e imunofluorescência. (B) O DNA genômico foi extraído de células uroteliais floxadas triplas (raia 2) e organoides TKO (pista 4) e amplificado por PCR para detectar alelos floxados ou alelos recombinados de Cre dos Trp53, Rb1 e Pten. As bandas PCR estavam manchadas com brometo de ethidium. A pista 1 e a pista 3 foram controles negativos e positivos. (C) Um tumor TKO SQ bruto (passagem 4) foi mostrado no dia 17 após a injeção SQ. (D) As seções de tecido tumoral dos xenoenxertos TKO SQ foram manchadas com H&E, IF (CK5, CK8) ou IHC (CK7, p63, Upk3). Abreviaturas: CK5 = Cytokeratin 5; CK20 = Cytokeratin 20; CK8 = Cytokeratin 8; CK7 = Cytokeratin 7; Upk3 = Uroplakin III. (E) As seções de tecido tumoral dos xenoenxertos TKO SQ foram manchadas com H&E e IF (vimentin). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

Gemms têm sido os padrões de ouro para a modelagem do câncer iniciada a partir de células normais, permitindo que as consequências de potenciais perturbações oncogênicas (ativação oncogênica e/ou perda de supressores tumorais) sejam testadas rigorosamente. Aqui, um protocolo rápido e eficiente é fornecido para gerar organoides de câncer de bexiga através da edição de genes ex vivo de células uroteliais normais do camundongo carregando alelos floxados em genes de interesse. As manchas de H&E e IHC demonstram que os organoides de TKO exibem histologia consistente com o urotélio de alto grau, com diferenciação escamosa e um subtipo basal tanto como organoides in vitro quanto como xenoengraftos in vivo. Os organoides TKO podem ser usados in vitro para estudar os efeitos da perda de Trp53, Rb1 e Pten, triagem de drogas e a avaliação molecular das vias de sinalização. A formação rápida de tumores em camundongos C57BL/6J permitirá estudos in vivo projetados para avaliar respostas de tratamento a terapias sistêmicas como quimioterapia ou imunoterapia.

O urotelium é composto por uma camada de células basais (positiva para CK5 e p63), 1-2 camadas de células intermediárias (Uroplakins e p63 positivos) e células-guarda-chuva (Uroplakins, CK8 e CK20 positivo)6. Um passo crítico no método é o tempo limitado (30 minutos) de dissociação tecidual em vez de uma digestão enzimática prolongada (4 horas), que permite uma contaminação mínima de células submucosas não urotelelianas (Figura 1A). Um tempo de dissociação mais longo pode aumentar a porcentagem de células estromas, como células endoteliais e células fibroblastos. A etapa de transdução ex vivo do adenovírus é altamente eficaz. Após a transdução ex vivo adenovirus Cre, a GFP foi visualizada em quase 100% das células uroteliais com alelos repórteres mT/mG (Figura 1B).

Há limitações ao método ex vivo. Primeiro, as células dissociadas não são pré-selecionadas antes da transdução do adenovírus. Por exemplo, as células não são diferenciadas para células uroteliais versus células não-uroteliais, ou células luminais vs. células basais. A classificação celular com EpCAM e/ou CD49f pode ser usada para classificar células epiteliais puras e/ou células-tronco antes da transdução ex vivo 12,13. Em segundo lugar, a expressão de adenovírus com o promotor cmv usado neste protocolo tem como alvo uma ampla gama de tipos celulares após a dissociação de tecidos (células uroteliais vs. não-urotelial, basais vs. luminais). Esse direcionamento não específico pode levar a um viés de seleção causando crescimento excessivo de células com maior potencial oncogênico. Vetores de adenovírus específicos do tipo celular têm sido usados topicamente em GEMMs de câncer de pulmão e bexiga 14,15,16,17. Estudos futuros usando adenovírus específico do tipo de célula ex vivo (adenovírus com um promotor CK8 ou um promotor CK5) podem abordar questões de célula de origem sobre se os organoides TKO são derivados de células basais ou luminais18. O adenovírus específico para promotor CK20 ou Upk2 (não disponível para nosso conhecimento) também pode ser projetado para transduzir células-guarda-chuva no urotélio. No entanto, estudos futuros são necessários para examinar a eficiência e especificidade desses adenovírus específicos do promotor para infecção ex vivo bexiga. Pode haver uma discrepância na eficiência do adenovírus-Cre entre a transdução in vivo e ex vivo devido ao ambiente hospedeiro18. Em terceiro lugar, o método ex vivo é limitado pela falta de ambiente tumoral, o que pode impactar a tumorigênese in vivo e histomorfologia. Apesar dessas limitações, uma grande vantagem do método ex vivo é o fluxo de trabalho rápido (1-2 semanas em vez de anos de criação de camundongos). A segunda vantagem da abordagem ex vivo é que o adenovírus-Cre (Ad5CMVCre) está comercialmente disponível, simples e quase 100% eficiente para transdução viral e recombinação de Cre (Figura 1B) . Em contraste, métodos alternativos ex vivo usando edição CRISPR ou transdução lentiviral requerem uma seleção de clones adicional devido à edição genômica menos eficiente 5,13,19,20.

Em resumo, a abordagem ex vivo adenovírus descrita é conveniente, rápida e eficiente na geração de modelos de câncer de bexiga utilizando qualquer combinação de genes de interesse (alelos floxados) relacionados ao câncer de bexiga humano. Esses modelos podem ser combinados com adenovírus específico do tipo celular e classificação celular para abordar o impacto da célula de origem no fenótipo do câncer de bexiga e avaliar as respostas de tratamento às imunoterapias em um cenário de mutações genéticas definidas.

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Disclosures

Os autores não têm nada a revelar.

Acknowledgments

Este trabalho de pesquisa foi apoiado em parte por NIH Grants, K08CA252161 (Q.L.), R01CA234162 e R01 CA207757 (D.W.G.), P30CA016056 (NCI Cancer Center Core Support Grant), a Roswell Park Alliance Foundation e a Friends of Urology Foundation. Agradecemos a Marisa Blask e Mila Pakhomova pela revisão do manuscrito.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
100 μm sterile cell strainer Corning 431752
1 mL syringe BD 309659
25G 1.5 inches needle EXELINT International 26406
Adenovirus (Ad5CMVCre High Titer, 1E11 pfu/ml) UI Viral Vector Core VVC-U of Iowa-5-HT
C57 BL/6J Jackson Lab 000664
Charcoal-stripped FBS Gibco A3382101
Collagenase/hyaluronidase Stemcell Technologies 07912
Dispase Stemcell Technologies 07913
DPBS, 1x Corning 21-031-CV
L-glutamine substitute (GlutaMAX) Gibco 35-050-061
Mammary Epithelial Cell Growth medium Lonza CC-3150
Matrix extracts from Engelbreth–Holm–Swarm mouse sarcomas (Matrigel) Corning CB-40234
Monoclonal mouse anti-CK20 DAKO M7019 IF 1:100
Monoclonal mouse anti-CK7 Santa Cruz Biotechnology SC-23876 IHC 1:50
Monoclonal mouse anti-p63 Abcam ab735 IHC 1:100, IF 1:50
Monoclonal mouse anti-Upk3 Fitzgerald 10R-U103A IHC 1:50
Monoclonal mouse anti-Vimentin Santa Cruz Biotechnology SC-6260 IF 1:100
Monoclonal rat anti-CK8 Developmental Studies Hybridoma Bank TROMA-I-s IF 1:100
HERAcell vios 160i CO2 incubator Thermo Fisher 51033557
Polyclonal chicken anti-CK5 Biolegend 905901 IF 1:500
Primocin InvivoGen ant-pm-1
Recombinant enzyme of trypsin substitute (TrypLE Express Enzyme) Thermo Fisher 12605036
Signature benchtop shaking incubator Model 1575 VWR 35962-091
Specimen Processing Gel (HistoGel) Thermo Fisher HG-4000-012
Surgical blade size 10 Integra Miltex 4-110
Sorvall Legend RT Thermo Fisher 75004377
Sorvall T1 centrifuge Thermo Fisher 75002383
Y-27632 Selleckchem S1049

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Fuchs, H. E., Jemal, A. Cancer statistics, 2021. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 71 (1), 7-33 (2021).
  2. Zhu, S., et al. Preclinical models for bladder cancer research. Hematology/Oncology Clinics of North America. 35 (3), 613-632 (2021).
  3. DeGraff, D. J., et al. Current preclinical models for the advancement of translational bladder cancer research. Molecular Cancer Therapeutics. 12 (2), 121-130 (2013).
  4. Andreev-Drakhlin, A. Y., et al. The evolving treatment landscape of advanced urothelial carcinoma. Current Opinion in Oncology. 33 (3), 221-230 (2021).
  5. Mullenders, J., et al. Mouse and human urothelial cancer organoids: A tool for bladder cancer research. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (10), 4567-4574 (2019).
  6. Kobayashi, T., Owczarek, T. B., McKiernan, J. M., Abate-Shen, C. Modelling bladder cancer in mice: opportunities and challenges. Nature Reviews. Cancer. 15 (1), 42-54 (2015).
  7. Kersten, K., de Visser, K. E., van Miltenburg, M. H., Jonkers, J. Genetically engineered mouse models in oncology research and cancer medicine. EMBO Molecular Medicine. 9 (2), 137-153 (2017).
  8. Ku, S. Y., et al. Rb1 and Trp53 cooperate to suppress prostate cancer lineage plasticity, metastasis, and antiandrogen resistance. Science. 355 (6320), 78-83 (2017).
  9. Lee, S. H., et al. Tumor evolution and drug response in patient-derived organoid models of bladder cancer. Cell. 173 (2), 515-528 (2018).
  10. Fujii, E., et al. A simple method for histopathological evaluation of organoids. Journal of Toxicologic Pathology. 31 (1), 81-85 (2018).
  11. Georgas, K. M., et al. An illustrated anatomical ontology of the developing mouse lower urogenital tract. Development. 142 (10), 1893-1908 (2015).
  12. Santos, C. P., et al. Urothelial organoids originating from Cd49f(high) mouse stem cells display Notch-dependent differentiation capacity. Nature Communication. 10 (1), 4407 (2019).
  13. Wang, L., et al. A genetically defined disease model reveals that urothelial cells can initiate divergent bladder cancer phenotypes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (1), 563-572 (2020).
  14. Yang, D., et al. Intertumoral heterogeneity in SCLC is influenced by the cell type of origin. Cancer Discovery. 8 (10), 1316-1331 (2018).
  15. Sutherland, K. D., et al. Cell of origin of small cell lung cancer: inactivation of Trp53 and Rb1 in distinct cell types of adult mouse lung. Cancer Cell. 19 (6), 754-764 (2011).
  16. Bottger, F., et al. Tumor heterogeneity underlies differential cisplatin sensitivity in mouse models of small-cell lung cancer. Cell Reports. 27 (11), 3345-3358 (2019).
  17. Puzio-Kuter, A. M., et al. Inactivation of p53 and Pten promotes invasive bladder cancer. Genes & Development. 23 (6), 675-680 (2009).
  18. Park, S., et al. Novel mouse models of bladder cancer identify a prognostic signature associated with risk of disease progression. Cancer Research. 81 (20), 5161-5175 (2021).
  19. Hawley, S. P., Wills, M. K., Jones, N. Adenovirus-mediated genetic removal of signaling molecules in cultured primary mouse embryonic fibroblasts. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (43), e2160 (2010).
  20. Feng, W., et al. Rapid interrogation of cancer cell of origin through CRISPR editing. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 118 (32), 2110344118 (2021).

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Pesquisa sobre câncer edição 183
<em>Ex Vivo</em> Modelo organoide de deleções genéticas mediadas por Adenovírus-Cre em células uroteliais de camundongos
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Xu, D., Wang, L., Wieczorek, K., Wang, Y., Zhang, X., Goodrich, D. W., Li, Q. Ex Vivo Organoid Model of Adenovirus-Cre Mediated Gene Deletions in Mouse Urothelial Cells. J. Vis. Exp. (183), e63855, doi:10.3791/63855 (2022).

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