يصف هذا البروتوكول طريقة فريدة لبناء نموذج تقويم العظام لسرطان المثانة السطحي.
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول طريقة فريدة لبناء نموذج تقويم العظام لسرطان المثانة السطحي.
تقدم هذه الدراسة طريقة مبتكرة لإنشاء نموذج ورم مثانة الفئران تقويم العظام بكفاءة عالية وتوطين دقيق للورم. بعد تخدير إناث الفئران C57BL / 6J في وضع ضعيف ، يتم إدخال إبرة وريدية 24 جم في المثانة لإخلاء محتوياتها. ثم يتم إدخال إبرة توزيع 34 جم من خلال القسطرة ، ويتم تدويرها خمس مرات لإحداث إصابة بؤرية في الغشاء المخاطي لقبة المثانة ، ثم إزالتها لاحقا. يتم شفط معلق الخلية MB49 وتوصيله بإبرة توزيع 30 G ، والتي يتم إدخالها في المثانة عبر القسطرة. يتم حقن الخلايا السرطانية تحت المخاطية في المثانة تحت الضغط. تؤدي هذه التقنية إلى الحد الأدنى من الصدمة للفئران ، ومعدل ارتفاع الورم ، وموقع الورم الثابت. يتميز بالبساطة والاستنساخ الممتاز. يوفر هذا النموذج منصة تجريبية مثالية لتطوير العلاجات داخل المثانة لسرطان المثانة ، مما يسهل تطوير وتحسين استراتيجيات العلاج لهذا الورم الخبيث.
يمثل سرطان المثانة عبئا صحيا عالميا كبيرا ، مع تفاوتات ملحوظة حسب الجنس في الإصابة والتشخيص. يتميز هذا الورم الخبيث بأنواع فرعية جزيئية مميزة ، يرتبط كل منها بمسارات مسببة للأمراض متنوعة. تختلف السمات الجزيئية والمرضية اختلافا كبيرا بين سرطان المثانة غير الغازي للعضلات (NMIBC) وسرطان المثانة الغازي للعضلات (MIBC) 1،2. يمثل NMIBC ما يقرب من 75٪ من الحالات ، ويضم أورام من أصل ظهاري انتقالي تظل موضعية دون ورم خبيث أو انتشار. على العكس من ذلك ، يتميز MIBC بتسلل الخلايا السرطانية إلى طبقة عضلات المثانة ، مصحوبا بخطر كبير للانتشار ، مما يستلزم في كثير من الأحيان استئصال المثانة في الممارسة السريرية3.
في الأبحاث قبل السريرية ، تعتبر النماذج التي تمثل بدقة المرحلة السطحية للمرض ضرورية لتقييم العلاجات الدوائية. لذلك ، فإن إنشاء نموذج لسرطان المثانة السطحي في الموقع له أهمية قصوى ، حيث يعمل كأداة بحثية حاسمة لتطوير الأدوية السريرية وعلاجات التقطير المبتكرة.
واجه تطوير نماذج سرطان المثانة تقويم العظام للفئران تقليديا تحديات. غالبا ما تبدأ النماذج المستحثة كيميائيا كأورام سطحية ولكنها قد تتطور إلى أشكال غازية ، مع تباين يحد من فائدتها في التجارب واسعة النطاق4. تكافح نماذج زرع تقويم العظام التقليدية ، التي تعتمد على حقن الخلايا السرطانية من خلال جدار المثانة5 ، لإعادة إنتاج سرطان المثانة السطحي بأمانة. تمت تجربة طرق بديلة ، بما في ذلك إصابة الغشاء المخاطي جنبا إلى جنب مع تقطير الخلايا السرطانية6،7،8،9،10 ، ولكنها محدودة بسبب معدلات الوفيات العالية ومعدلات أخذ الورم المنخفضة ، مما يعيق تطبيقها على نطاق أوسع.
تهدف هذه الدراسة إلى تطوير طريقة جديدة لبناء نموذج سرطان المثانة السطحي الذي يوضح استقرارا أكبر ووفيات أقل ووضعا ثابتا للورم مقارنة بالنماذج الحالية. من خلال تحقيق تمثيل أكثر دقة للمرض في مراحله المبكرة ، يستعد النموذج الحالي لتعزيز التقييم الدقيق للتدخلات الوقائية والعلاجية ، وبالتالي تطوير علاج سرطان المثانة.
تمت الموافقة على جميع بروتوكولات وإجراءات التجارب الحيوانية من قبل لجنة المراجعة الأخلاقية للتجارب على التابعة لجامعة تيانجين الطبية ، تيانجين ، الصين (رقم الموافقة SYXK: 2020-0010). تم استخدام إناث الفئران C57BL / 6J التي تتراوح أعمارها بين ستة إلى ثمانية أسابيع في هذه الدراسة. تم إيواء في ظروف بيئية خاضعة للرقابة ، بما في ذلك دورة الضوء والظلام لمدة 12 ساعة ، ودرجات حرارة تتراوح بين 21-25 درجة مئوية ، ومستويات رطوبة قابلة للتعديل بين 30٪ -70٪ ، والوصول غير المقيد إلى الطعام والماء ما لم ينص على خلاف ذلك. تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد.
1. تحضير الخلية
2. تحضير
3. توليد نموذج ورم تقويم العظام الحيواني
4. مراقبة ما بعد الجراحة
تم تقييم فعالية الحقن تحت المخاطية في البداية من خلال إعطاء Trypan Blue. بعد الحقن ، تم تصور توزيع الصبغة داخل الطبقة تحت المخاطية بوضوح ، مما يؤكد التوصيل الدقيق والخاضع للرقابة للمواد المحقونة (الشكل 1).
تم تتبع تطور الورم بدقة. بعد حوالي 14 يوما من الزرع ، لوحظ حدوث ملحوظ للبيلة الدموية ، وهو عرض حرج يدل على أورام المثانة. تم تحديد الأورام على أنها راسخة داخل الطبقة تحت المخاطية من المثانة. تميز نمط النمو المبكر لهذه الأورام بالتوسع الموسع وغير الجراحي ، بما يتفق مع تصنيف NMIBC. أكد الفحص النسيجي عدم وجود غزو عضلي ، مع حصر الأورام في الطبقة تحت المخاطية ، وبالتالي تتماشى مع معايير NMIBC (الشكل 2).
أكدت الملاحظات العيانية عملية تكوين الورم. كانت الأورام متميزة بصريا ، وتظهر نموا حليما مع مجموعة من الأحجام والأشكال (الشكل 3). بالإضافة إلى ذلك ، نمت الأورام ببطء نسبيا ، مما وفر وقتا كافيا للبحث في التجربة (الشكل 4).
في هذه الدراسة ، للتحقق من موقع الورم وغياب بذر مجرى البول ، استخدمنا خلايا MB49-luc للزرع ، تليها تصوير الصغيرة. يوضح الشكل 5 صور التلألؤ البيولوجي في الجسم الحي التي تم التقاطها بعد 35 يوما من حقن الخلايا السرطانية ، مما يدل بوضوح على أن الورم يقع في المثانة مع عدم وجود دليل على البذر خارج الرحم ، كما هو الحال في مجرى البول.
عادة ما تصبح أنسجة الورم قابلة للاكتشاف بعد 14 يوما من الزرع. في تجربتنا ، تظهر 70٪ أو أكثر من الفئران بيلة دموية بحلول اليوم 14. لا يؤدي الإجراء عموما إلى أي وفيات. بدون تدخل ، يصبح القتل الرحيم ضروريا بحلول اليوم 60. تشمل معايير القتل الرحيم الخمول ، أو دنف ، أو الفراء المكشكش ، أو الانحناء ، أو السلوك غير المستجيب ، أو فقدان وزن الجسم الأولي بنسبة ≥20٪.

الشكل 1: فعالية الحقن تحت المخاطية مع التربان الأزرق. عرض على فعالية الحقن تحت المخاطية باستخدام Trypan Blue. تشير الأسهم إلى مواقع الحقن حيث يظل بقايا Trypan Blue مرئيا حتى بعد ثلاث غسلات باستخدام PBS. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: التأكيد النسيجي لزرع الورم. التأكيد النسيجي لزرع الورم في تحت الغشاء المخاطي عن طريق تلطيخ H & E. شريط المقياس: 50 ميكرومتر. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: التصور المباشر لأورام المثانة. التصور المباشر لأورام المثانة ، مما يسلط الضوء على التكاثر الوعائي الواضح في قاعدة الورم. شريط المقياس: 2 مم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 4: حالة الورم في اليوم 35 بعد الزرع. تقييم حالة الورم في اليوم 35 بعد الزرع. يظهر جدار المثانة في قاعدة الورم أوعية دموية متضخمة وغير منظمة ، مصحوبة بقاعدة ورم واسعة النطاق. شريط المقياس: 2 مم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 5: تصوير التلألؤ البيولوجي في الجسم الحي لسرطان المثانة. صور التلألؤ البيولوجي في الجسم الحي للفئران بعد 35 يوما من الزرع بخلايا سرطان المثانة MB49-LUC. الصور مشفرة بالألوان لتمثيل شدة التألق: يشير اللون الأحمر إلى التألق العالي (نشاط الورم العالي) ، ويشير اللون الأزرق إلى التألق المنخفض (نشاط الورم المنخفض). تم اختيار مناطق الاهتمام (ROI) في منطقة المثانة لتحديد إشارة التلألؤ البيولوجي الخاصة بالورم. تظهر النتائج أن الأورام موضعية في المثانة مع عدم وجود دليل على البذر خارج الرحم ، كما هو الحال في مجرى البول. قد تكون مناطق الإشارة المنخفضة ناتجة عن إشارات متناثرة من مناطق عالية الكثافة تخترق الأنسجة ولا تشير بالضرورة إلى وجود خلايا سرطانية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: رسم تخطيطي للإدارة داخل المثانة للخلايا السرطانية. التمثيل التخطيطي للإدارة داخل المثانة للخلايا السرطانية لبناء نموذج تقويم العظام لسرطان المثانة السطحي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: تكوين إبر الاستغناء المعدلة. تكوين إبر الاستغناء المعدلة داخل قسطرة 24 G. (أ) صورة لإبرة توزيع 34 جم داخل قسطرة 24 G. (ب) صورة لإبرة توزيع 30 جم داخل قسطرة 24 G. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
تعتمد الأبحاث حول سرطان المثانة على النماذج الحيوانية ، والتي لا غنى عنها لكل من البحوث الأساسية والتطبيقية. لتقليد بيئة نمو الورم بشكل أفضل ، توفر نماذج أورام المثانة التقويمية نهجا متفوقا مقارنة بنماذج الأورام تحت الجلد11.
حاليا ، يمكن تصنيف نماذج سرطان المثانة التقويمي بناء على الأغراض التجريبية إلى نوعين رئيسيين: تلك التي تستخدم الفئران التي تعاني من نقص المناعة ، مثل نماذج xenograft المشتقة من المريض (PDX)1 ونماذج xenograft المشتقة من خط الخلية (CDX)5 ، وتلك التي تستخدم الفئران ذات الكفاءة المناعية ، مثل نماذج النقش الزلائي12.
يتضمن نموذج PDX زرع أنسجة الورم المشتقة من المريض في الفئران التي تعاني من نقص المناعة ، مما يسمح بإجراء تقييم شخصي لاستجابة الورم لأدوية العلاج الكيميائي. ومع ذلك ، فإن عدم وجود جهاز مناعي سليم في هذه الفئران يمثل قيودا كبيرة على دراسة الآليات المتعلقة بالمناعة. وبالمثل ، فإن نموذج CDX ، الذي يستخدم خطوط الخلايا السرطانية المشتقة من الإنسان ، يوفر معدلات تكوين عالية للورم ولكنه يعاني أيضا من عدم وجود بيئة مكروية مناعية5.
في سياق الفئران ذات الكفاءة المناعية ، تتضمن الطريقة الأساسية لبناء أورام المثانة التقويمية حقن خطوط خلايا MB49 المشتقة من المورين في جدار المثانة لتشكيل أورام المثانة في الموقع 12. يتطلب هذا الإجراء بضع البطن والحقن داخل المثانة للخلايا السرطانية ، مما يشكل تحديات مثل التسرب المحتمل للخلايا السرطانية وبذر الإبرة. وبالتالي ، من الصعب إنشاء أورام المثانة السطحية ، مما يعيق التكرار الدقيق لتطور سرطان المثانة البشري من المراحل غير الغازية للعضلات إلى المراحل الغازية للعضلات13.
لإنشاء أورام المثانة التقويمية السطحية ، تتضمن تقنيات النمذجة التقليدية عادة إحداث إصابة في الغشاء المخاطي باستخدام عوامل مثل المحاليل الحمضية القاعدية أو الكي الكهربائي ، متبوعا بالتقطير داخل المثانة لمعلقات الخلايا السرطانية ، مع أوقات الاحتفاظ بساعتين أو أكثر8،14. ومع ذلك، فإن هذه المنهجيات تنطوي على العديد من القيود الهامة. أولا ، يفشلون في ضمان التوحيد في عدد وموقع غرسات الورم داخل المثانة ، مما يعرض قابلية استنساخ النموذج للخطر. علاوة على ذلك ، غالبا ما تؤدي هذه التقنيات إلى تلف شديد في المثانة ، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات الوفيات. يشكل تندب المثانة الناتج وانخفاض القدرة على السعة عقبات كبيرة أمام الدراسات حول العوامل العلاجية الجديدة التي تتطلب التقطير المتكرر داخل المثانة. هذا لا يقوض موثوقية النتائج التجريبية فحسب ، بل يثير أيضا مخاوف أخلاقية فيما يتعلق برفاهية.
لذلك ، فإن تطوير نموذج حيواني يمكنه محاكاة سرطان المثانة البشري السطحي بدقة من شأنه أن يوفر منصة تجريبية أفضل لفهم تكاثر الورم وتطوره. سيكون مثل هذا النموذج لا يقدر بثمن للبحث عن عوامل علاجية جديدة داخل المثانة وتعزيز معرفتنا ببيولوجيا سرطان المثانة.
تحدد هذه الدراسة طريقة زرع في الموقع تستخدم إبرة توزيع حادة لحقن الخلايا السرطانية تحت المخاطية تحت الضغط (الشكل 6). تستخدم الدراسة خط خلايا MB49 والفئران الإناث C57BL / 6J لبناء نموذج ورم في الموقع .
أثناء بناء هذا النموذج ، تشكل الطبقة الواقية على سطح الغشاء المخاطي الطبيعي للمثانة تحديا كبيرا للتقطير المباشر للخلايا السرطانية ، وغالبا ما تمنع تكوين الورم الفعال8. وبالتالي ، من الضروري إحداث إصابة موضعية في قبة المثانة باستخدام إبرة حادة 34 جم لإنشاء "تربة" مناسبة لزرع الخلايا السرطانية.
خضعت إبر الاستغناء 34 G و 30 G المستخدمة في هذه الدراسة لتعديلات جزئية. تم تثبيت طرف الإبرة 34 جم لإنشاء نهاية غير منتظمة قليلا ، مما يعزز قدرتها على التسبب في تلف الغشاء المخاطي. تم قطع نقاط الاتصال لكل من إبر 34 G و 30 G للتأكد من أن الأجزاء المكشوفة على قسطرة 24 G هي 0.3 مم إلى 0.5 مم (الشكل 7 أ) و 1 مم إلى 1.5 مم (الشكل 7 ب) ، على التوالي.
يمكن إكمال هذا الإجراء بأكمله في غضون 10 دقائق ، مما يلغي الحاجة إلى بضع البطن أو ربط مجرى البول لفترات طويلة للتقطير داخل المثانة. ومع ذلك ، فإن هذا النهج له قيود أيضا. نظرا للخطوات الفنية المتعددة التي تنطوي عليها طريقة النمذجة هذه - مثل إدخال القسطرة الساكنة عبر مجرى البول في المثانة وتدوير الإبرة الحادة 34 جم لتحقيق الدرجة المناسبة من إصابة الغشاء المخاطي دون ثقب جدار المثانة - يجب على المجربين التدرب على تعزيز معدل نجاح زرع الورم. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم استخدام القوة المفرطة أثناء إصابة الغشاء المخاطي أو حقن الخلايا السرطانية ، فقد يؤدي ذلك إلى ثقب المثانة أو زرع الورم في طبقة العضلات.
في الختام ، توفر هذه التقنية مزايا كبيرة على الطرق التقليدية ، بما في ذلك تقليل الوقت الإجرائي ، وانخفاض معدل الوفيات ، وتحسين الاتساق في توطين الورم ونموه ، دون الحاجة إلى إجراءات جراحية أو الاحتفاظ بالمثانة لفترات طويلة. هذه الفوائد تجعلها أداة قيمة للدراسات قبل السريرية التي تهدف إلى تقييم العوامل العلاجية الجديدة لسرطان المثانة.
ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم مصالح متنافسة.
تم دعم هذه الدراسة من قبل صندوق المشروع الرئيسي لصناعة الصحة في بلدية تيانجين (رقم المنحة. TJWJ2022XK014) ، صندوق مشروع البحث العلمي للجنة التعليم ببلدية تيانجين (المنحة رقم 2022ZD069) ، برنامج تمويل المواهب في معهد تيانجين لجراحة المسالك البولية (المنحة رقم. MYSRC202310) ، صندوق مشروع أبحاث الطب السريري للمستشفى الثاني بجامعة تيانجين الطبية (المنحة رقم 2023LC03) ، وصندوق الشباب للمستشفى الثاني بجامعة تيانجين الطبية (المنحة رقم 2022ydey15) ، ومشروع تنمية المواهب لقسم المسالك البولية ، المستشفى الثاني بجامعة تيانجين الطبية (رقم المنحة. MNRC202313). لعب الرعاة دورا في إعداد المخطوطة ومراجعتها والموافقة عليها.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 34 G الاستغناء عن إبرة | Suzhou Haorun Fluid Technology Co.، Ltd. ، Suzhou ، الصين | SGL-362 | |
| 30 G الاستغناء عن إبرة | Suzhou Haorun Fluid Technology Co.، Ltd. ، Suzhou ، الصين | SGL-362 | |
| Avertin | Sigma-Aldrich LLC | T48402 | |
| Trypan blue | Sigma-Aldrich LLC | 302643 |
تم نشر هذه المقالة
الفيديو قريباً