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Nierenzellkarzinom (RCC) ist die7. häufigste Krebsart in den Vereinigten Staaten. Jährlich werden schätzungsweise 74.000 Amerikaner neu diagnostiziert, was mehr als 14.000 Todesfällen entspricht (der histologische Untertyp clear-cell, kurz ccRCC, ist der häufigste Subtyp, der etwa 80% der RCC-Fälle ausmacht. Patienten mit lokalisierter Malignität werden mit Nephrektomie behandelt und haben eine günstige 5-Jahres-Überlebensrate von 73%1. Jedoch, 25%-30% der Patienten entwickeln entfernte Metastasen zu lebenswichtigen Organen wie der Lunge, was zu einem schlechten mittleren Überleben von 13 Monaten und 5-Jahres-Überlebensrate von nur 11%1,2,3. Ein besseres Verständnis des metastasierenden Mechanismus ist erforderlich, um das tödliche Ergebnis für metastasierende ccRCC zu verbessern.
Der Verlust des VHL-Tumorsuppressorgens ist ein Kennzeichen genetischer Läsion, das in der Mehrzahl der menschlichen ccRCC-Fälle4,5,6,7beobachtet wird. Der genaue onkogene Mechanismus des VHL-Verlustes in ccRCC ist jedoch unbekannt. Außerdem ist der VHL-Ausdrucksstatus nicht vorhersagbar für das Ergebnis in ccRCC8. Bemerkenswert ist, dass es den Wissenschaftlern trotz zahlreicher Versuche von renal-epithelialen VHL-Knockout nicht gelungen ist, Nierenanomalien jenseits der präneoplastischen zystischen Läsionen zu erzeugen, die bei Mäusen9beobachtet wurden, selbst wenn sie mit der Deletion anderer Tumorsuppressoren wie PTEN und p5310kombiniert werden. Diese Ergebnisse stützen die Vorstellung, dass VHL-Verlust allein für die Tumorgenese oder die anschließende spontane Metastasierung nicht ausreicht.
Kürzlich hat unser Labor eine neue VHL-Knockout-Zelle (VHL-KO) mit CRISPR/Cas9-vermittelter Deletion des VHL-Gens in der murinen VHL+ ccRCC-Zelllinie (RENCA, oder VHL-WT)11,12erstellt. Wir zeigten, dass VHL-KO nicht nur mesenchymal ist, sondern auch epitheliale zu mesenchymalen Übergängen (EMT) von VHL-WT-Zellen12fördert. EMT spielt bekanntlich eine wichtige Rolle im metastasierenden Prozess13. Unsere Arbeit zeigte weiter, dass entfernte Lungenmetastasen nur mit der Koimplantation von VHL-KO- und VHL-WT-Zellen in der Niere auftreten und einen kooperativen Mechanismus der Metastasierung unterstützen. Wichtig ist, dass unser orthotopisch implantiertes VHL-KO- und VHL-WT-Modell zu robusten Lungenmetastasen führt, die die klinischen ccRCC-Fälle rekapitulieren. Dieses spontane metastasierende ccRCC-Modell kompensiert das Fehlen eines transgenen metastasierenden Mausmodells, insbesondere bei der Entwicklung neuartiger Antimetastasen-Medikamente. Dieses Protokoll zeigt die renale Kapselimplantation der heterogenen Zellpopulationen genetisch entwickelter RENCA-Zellen.
Hühner-CAM-Modelle haben eine lange Geschichte in der Forschung für Angiogenese und Tumorbiologie aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile, wie in Tabelle 114,15,16,17,18zusammengefasst. Kurz gesagt, das Zeitfenster für DAS CAM-Tumorwachstum ist kurz, so dass maximal 11 Tage, bis das CAM beim Schlüpfen des Huhns zerstört wird16. Trotz der kurzen Wachstumszeit ermöglichen die reichhaltige Nahrungsversorgung und der immundefiziierende Zustand des Hühnerembryons eine sehr effiziente Tumortransplantation16,19,20,21. Schließlich betragen die Kosten für jedes befruchtete Ei 1 USD, verglichen mit über 100 USD für eine SCID-Maus. Zusammen kann das CAM-Modell als wertvolles alternatives Tiermodell bei der Etablierung neuer PDXs zu einer großen Zeit- und Kostenersparnis im Vergleich zur Maus dienen. In diesem Protokoll haben wir untersucht, ob das Modell in der Lage war, die Biologie des metastasierenden ccRCC zu rekapitulieren, die im orthotopischen Mausmodell beobachtet wurde.
| (SCID) Maus | Cam | Hinweis |
| Kosten | > 100 € pro Stück | 1 $ pro Stück | Lebensfähigkeit von 50-75% |
| Bedarf an Barrieregehäuse | Ja | Nein | Weitere Kosten reduziert und vereinfacht die serielle Überwachung der Tumore |
| Tumor direkt sichtbar | Nein | Ja | Abbildung 3A |
| Zeit zur ersten Engraftment (RENCA) | 2 Wochen | 2-4 Tage | Ref 14, 15 |
| Endpunkt des Wachstums (RENCA) | 3-6 Wochen | 10 Tage | Ref 14, 15 |
| Metastasen (RENCA) beobachtet | Ja | Ja in Küken | Abbildung 3D |
| Serielle Passagen | Ja | Ja | Ref 16-18 |
| Durchgang zu Mäusen (RENCA) | Ja | Ja | Hu, J., et al. im Rückblick (2019) |
| Erhaltung der Tumorheterogenität | Ja | Ja | Hu, J., et al. im Rückblick (2019) |
Tabelle 1: Vorteile und Einschränkungen der Maus- und CAM-Modelle. Diese Tabelle vergleicht die beiden Modelle hinsichtlich ihrer Vorteile und Einschränkungen in Bezug auf benötigte Zeit, Kosten, Arbeit sowie die Biologie. Das CAM-Modell hat Vorteile in der Effizienz, hat aber auch seine eigenen einzigartigen Grenzen aufgrund der unterschiedlichen Morphologie zwischen Vögeln und Säugetieren. Daher ist es wichtig zu bestätigen, dass das Modell die Biologie der Xenografts beibehalten kann.