Murine Bioluminescent Leber Tumor-Modell
17. Juli 2010
Dieser Artikel beschreibt ein Verfahren zur Induktion der orthotopen Biolumineszenz Lebertumore bei Mäusen, und die anschließende Analyse des Tumorwachstums beschränkt sich auf die Leber mit Live-Ganzkörper-Lumineszenz-Imaging.
Hallo zusammen. Mein Name ist Simon Regenron. Ich bin einer der chirurgischen Assistenten im Karzinomforschungszentrum hier in Irland.
Heute werde ich Ihnen eine chirurgische Technik zur Induktion von Lebermetastasen zeigen. In einem Tumormodell ist die Leber ein häufiger Ort für metastatische Streuung und eine wesentliche Ursache krebsbedingter Sterblichkeit. Nur ein kleiner Prozentsatz der Patienten mit fortgeschrittener Lebererkrankung eignet sich für eine chirurgische Resektion.
Daher werden neuartige Therapeutika zur Behandlung dieses Zustands benötigt. Viele Tiermodelle für hepatische Metastasen führen nicht zu einer Erkrankung, die der klinischen Situation ähnelt. Das Modell, das ich Ihnen heute zeige, ist ein klinisch relevantes Modell, das relativ einfach zu erlernen ist und über sehr gute Erfolgsraten verfügt.
Dieses Modell beinhaltet die Teilung der Milz in zwei Hälften. Eine Milzhälfte wird für die Inokulation von Tumorzellen verwendet. Diese Tumorzellen wandern über die Pfortader in die Leber.
Die andere Hemi-Milz bleibt intakt und behält ihre immunologischen Eigenschaften. Die von mir verwendete Zelllinie exprimiert stabil Luciferase, was die biolumineszente Analyse des Tumorwachstums in vivo ermöglicht. Daher erlaubt dieses Modell die nichtinvasive Überwachung von Therapeutika bei Lebererkrankungen.
Okay, beginnen wir nun mit dem heutigen Verfahren. Die benötigten Instrumente sind Präparierscheren, eine Nadelhalterzange, zwei kleine Hähne, ein Skalpell der Größe 10, 5-0-Prolinnahtmaterial zur Hautverschlussnaht, 4-0-PIA-Nahtmaterial zum Verschluss der Peritonealschicht, 3-0-Vicryl-Ligaturen zum Durchtrennen der Milz, physiologische Kochsalzlösung, eine 29-Gauge-Insulin-Spritzkanüle zur Anästhetikainjektion, eine 26-Gauge-Insulin-Spritzkanüle zur Injektion der Tumorzellsuspension, die Tumorzellsuspension in serumfreiem Medium, injizierbares Anästhetikum, ein Hautmarkierstift und vorgeschnittene sterile Gazetupfer Ine. Das Tumormodell, das ich heute verwende, ist die athymische MF1-nackte Maus.
Andere Modelle wie die C 57 und BC können mit geeigneten Tumorzelllinien verwendet werden. Ein Heizkissen wird verwendet, und ein injizierbares Vollnarkotikum wird im Labor eingesetzt. Die Tiefe der Anästhesie wird mittels Zehenquetschung überprüft.
Bei einer Zehenquetschung sollte kein Zehenreflex auftreten. Die mausgroße Maus ist korrekt positioniert und festgeklebt, und der Bauch wird mit Betadine vorbereitet und steril abgedeckt. Ein subkostaler Schnitt wird gemacht, die Bauchhöhle wird eröffnet, die Milz wird identifiziert und exteriorisiert.
Die Milz wird mithilfe einer vorgeschnittenen sterilen Gazebinde vom übrigen Mauskörper isoliert. Zwei vertikale Fäden werden zwischen den beiden Gefäßpedikeln hindurchgeführt und vorsichtig verknotet. Die Milz wird in zwei gleich große Hälften geteilt.
Eine halbe Milz wird für die Injektion von Tumorzellen verwendet. Die Tumorzellen werden langsam in die halbe Milz injiziert, um ein Austreten zu vermeiden. Die Tumorzellen gelangen über den portalen Kreislauf in die Leber.
Nach 10 Minuten Inkubation wird die injizierte Hälfte der Milz entfernt und die andere Hälfte der Milz in die Bauchhöhle zurückverlagert. Zum Verschließen der Bauchhöhle werden resorbierbare Nahtmaterialien und eine fortlaufende Naht verwendet, während zum Verschließen der Haut eine nicht resorbierbare 5-0-Proline-Naht zum Einsatz kommt. Die Wiederherstellung erfolgt routinemäßig.
Die Entwicklung von Lebererkrankungen kann über die Zeit mithilfe der 2D-ivus-Bildgebung beurteilt werden. Die Maus wird wie zuvor anästhesiert, und das Lucifer-Substrat wird intraperitoneal verabreicht. Die Maus wird auf dem Objektträger in der 37-Grad-Kammer platziert.
Die Bildgebung wird drei Minuten lang durchgeführt und es entsteht ein überlagertes Bild der Maus mit detektiertem Lumineszenzsignal. Drei Wochen nach der Behandlung wird der Bauchraum geöffnet und eine diffuse Lebererkrankung festgestellt. Zusammenfassend ermöglicht diese Technik die Induktion von lokalisierten metastatischen Tumorzellwachstum in der Leber; mittels lumineszenzbasierter Bildgebung lässt sich das Tumorwachstum visualisieren und quantifizieren sowie für die Beurteilung therapeutischer Ansprechen nutzen.
Sehen Sie sich das vollständige Transkript an und erhalten Sie Zugang zu Tausenden wissenschaftlicher Videos
Übersicht
In diesem Artikel wird eine chirurgische Technik zur Induktion orthotoper biolumineszenter Lebertumoren bei Mäusen beschrieben. Das Verfahren ermöglicht die Analyse des Tumorwachstums, das auf die Leber beschränkt ist, mittels lebender Ganzkörper-Lumineszenzbildgebung.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Onkologie
- Neurowissenschaften
- Chirurgische Techniken
Hintergrund
- Die Leber ist ein häufiger Ort für die metastatische Ausbreitung bei Krebs.
- Fortgeschrittene Lebererkrankungen beschränken die Möglichkeiten einer chirurgischen Resektion.
- Das Verständnis von Lebermetastasen ist entscheidend, um die Behandlungsergebnisse für Patienten zu verbessern.
- Lebend-Bildgebungstechniken verbessern die Untersuchung der Tumordynamik.
Zweck der Studie
- Eine Methode zur Induktion von Lebertumoren in einem Mausmodell demonstrieren.
- Die Untersuchung von Tumorwachstum und -verhalten erleichtern.
- Eine Plattform für zukünftige Krebsforschung bereitstellen.
Verwendete Methoden
- Induktion biolumineszenter Lebertumoren bei Mäusen.
- Ganzkörper-Lebendbildgebung der Lumineszenz zur Tumoranalyse.
- Chirurgische Techniken zur Tumorinduktion.
- Überwachung des Tumorwachstums über die Zeit.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Induktion von Lebertumoren im Mausmodell.
- Effektive Überwachung des Tumorwachstums mittels bildgebender Verfahren.
- Erkenntnisse zum Fortschreiten von Lebermetastasen.
- Mögliche Anwendungen für therapeutische Eingriffe.
Schlussfolgerungen
- Die chirurgische Technik bietet ein zuverlässiges Modell zur Untersuchung von Lebertumoren.
- Die Live-Bildgebung ist ein wertvolles Werkzeug zur Überwachung der Tumordynamik.
- Weitere Forschungsarbeiten können auf diesem Modell aufbauen, um Behandlungsoptionen zu erforschen.
Häufig gestellte Fragen
Ausführliche Bedeutung für die Industrie
Dieses Modell ermöglicht es Biopharma-F&E-Teams, orthotopische Lebermetastasen mit Luciferase-exprimierenden Tumorzellen zu etablieren und bietet damit ein klinisch relevantes System zur Bewertung therapeutischer Interventionen. Mithilfe der biolumineszenten Bildgebung lässt sich die Tumormasse nichtinvasiv und longitudinal überwachen, was die mechanistische Entschärfung von Risiken und ein vorhersagbares Vertrauen bei der Identifizierung von Wirkstoffkandidaten unterstützt. Der chirurgische Ansatz gewährleistet eine reproduzierbare Tumoransiedlung über die Pfortaderzirkulation und erleichtert so eine standardisierte präklinische Bewertung von Therapeutika gegen Lebermetastasen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung der Überlebens- und Wachstumsmechanismen metastasierender Tumorzellen in einer leberspezifischen Mikroumgebung.
- Operativer Wert: Bietet ein reproduzierbares chirurgisches Modell für eine konsistente Tumorinduktion über alle Studienkohorten hinweg.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt quantifizierbare biolumineszente Signale, die mit der belastenden Menge an vitalen Tumorzellen korrelieren, zur Beurteilung der Dosis-Wirkungs-Beziehung.
- Operativer Wert: Unterstützt standardisierte Bildgebungsprotokolle mittels IVIS für die longitudinale Überprüfung der therapeutischen Wirksamkeit.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Modelliert den Fortschritt hepatischer Metastasen, der für menschliche Erkrankungen relevant ist, und ermöglicht die Untersuchung von Wechselwirkungen innerhalb des Tumormikroumfelds.
- Operativer Wert: Ermöglicht die frühzeitige Detektion behandlungsinduzierter Tumornekrosen durch Abnahme des biolumineszenten Signals und unterstützt Go/No-Go-Entscheidungen.
Pipeline- und Workflow-Integration
Das Modell integriert sich in den Entdeckungsprozess von der Target-Validierung bis zur präklinischen Wirksamkeitsprüfung und unterstützt die Entwicklung von Therapien gegen Lebermetastasen.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung von Metastasenmechanismen unter Verwendung von Luciferase-markierten Tumorzellen in einem orthotopen Leberkontext.
- Screening: Ermöglicht assaysbereite Tumormodelle mit standardisierten biolumineszenten Messgrößen zur Auswertung von Substanzbibliotheken.
- Analytik: Bietet quantitative Messungen des Tumorwachstums mittels IVIS-Bildgebung und ermöglicht statistische Vergleiche zwischen Behandlungsgruppen.
- Translationale Forschung: Verbindet entdeckte Befunde mit der präklinischen Validierung anhand klinisch relevanter Phänotypen von Lebermetastasen.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare chirurgische und bildgebende Plattform für mehrere Onkologieprogramme, die auf hepatische Metastasen abzielen.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Mechanistische Entlastung von Hypothesen zur Lebermetastasierung durch direkte Visualisierung des Tumorwachstums und der Behandlungsreaktion.
- Operationaler Wert: Standardisierte chirurgische Vorgehensweise und bildgebende Arbeitsabläufe gewährleisten die Reproduzierbarkeit über verschiedene Standorte und Studien hinweg.
- Strategischer Wert: Ermöglicht frühere, datengestützte Go/No-Go-Entscheidungen durch Quantifizierung des therapeutischen Einflusses auf die Tumorlast.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung von Kandidaten für Lebermetastasen basierend auf prädiktiven biolumineszenten Endpunkten.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in murinen chirurgischen Techniken, einschließlich der Mobilisierung und Hemi-Splenektomie der Milz.
- Benötigt eine IVIS-Bildgebung und die Verabreichung eines Luciferase-Substrats zur biolumineszenten Detektion.
- Erfordert die Standardisierung des Inokulationsvolumens von Tumorzellen und der Inkubationszeiten über alle experimentellen Gruppen hinweg.
- Erfordert aseptische chirurgische Verfahren, um die Integrität des Modells zu bewahren und die Variabilität zu verringern.
- Auf immunkompromittierte Mausmodelle (z. B. athymische Nude-Mäuse) beschränkt für die Engraftment menschlicher Tumorzellen, was die Bewertung immunbezogener Therapien beeinträchtigen kann.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Title
0:05
Introduction
1:24
Materials
2:12
Preparation of the Mouse
2:49
Abdominal Incision
2:58
Exposureand Division of Spleen
3:17
Injection of Cells into One Hemi-Spleen
3:50
Excision of Injection Hemi-Spleen
3:55
Abdominal Closure
4:13
Whole Body Imaging
