Vergleich von metastasierenden klaren Zell Nierenzellkarzinom Modell in Maus Niere und auf Huhn Chorioallantoic Membran etabliert
8. Februar 2020
Metastasierendes blutestes Nierenzellkarzinom ist eine Krankheit ohne umfassendes Tiermodell für eine gründliche präklinische Untersuchung. Dieses Protokoll veranschaulicht zwei neuartige Tiermodelle für die Krankheit: das orthototisch implantierte Mausmodell und das Hähnchen-Chorioallanto-Membranmodell, die beide Lungenmetastasen zeigen, die klinischen Fällen ähneln.
Klares Zellnierenzellkarzinom oder CCRCC ist der häufigste Subtyp von Nierenkrebs. Lokalisierung CCRCC hat günstiges Ergebnis mit Operation. Ein Drittel der CCRCC-Patienten wird jedoch eine entfernte Metastasierung der Lunge entwickeln.
Das führt zu einem sehr schlechten Ergebnis für die Patienten. Leider gibt es für dieses tödliche Stadium keine Therapie. Da der molekulare Mechanismus der Metastasierung anspielbar bleibt.
Ziel dieses Protokolls ist es, die beiden tierseuchenischen Modelle einzuführen und zu vergleichen, die kürzlich für metastasierende CCRCC eingeführt wurden. Das erste Modell ist die Maus des Themas Implantation. In diesem Mausmodell wird heterogene CCRCC in die Nierenkapsel der Maus implantiert.
Tumorwachstum und Metastasen sind nach 10 Wochen aktiv. Das zweite Modell ist das Hähnchen-Chorioallanto-Membranmodell oder das CAM-Modell. In diesem Hühnermodell wird das heterogene CCRCC in das Ei implantiert.
Tumorwachstum und zirkulierende Tumorzellen sind nach 10 Tagen Implantation vor dem Schlüpfen des Embryos von Vorteil. Lungenmetastasen sind nach 24 Tagen der Implantation aktiv. Das ist zwei Wochen nach dem Schlüpfen.
Diese beiden neuartigen Modelle werden nützlich sein, um den molekularen Mechanismus hinter der Metastasierung in CCRCC weiter zu untersuchen. Bitte beachten Sie, dass das CAM-Verfahren in diesem Video nicht enthalten ist. Das detaillierte Protokoll für das CAM-Modell wird in einem anderen Trove-Artikel von Sharrow et al. beschrieben und gefilmt.
Nach der Anästhesisierung einer Maus, desinfizieren Sie die Rückseite der Maus vollständig mit Povidon-Jod für dreimal. Folgen Sie einmal 70%Ethnol und wischen Sie es mit sterilen Wattestäbchen trocken. Dann wenden Sie drei sterile medizinische Dressing sequenziell abdeckung den gesamten Rücken, um ein chirurgisches Feld zu schaffen sowie die Maus zu immobilisieren.
Vor der Operation sollten die Bediener ihre Finger mit Povidon-Jod desinfizieren. Platzieren Sie die Maus in der anfälligen Position. Und verwenden Sie die Finger, um die linke Niere direkt unter der linken Flanke zu lokalisieren.
Verwenden Sie ein Paar stumpfe Zangen und Scheren, um die Haut- und Muskelschicht unter der angegebenen Position zu schneiden. Verwenden Sie sterile Wattestäbchen und Zangen, um die linke Niere teilweise aus dem Bauch herauszudrängen. Laden Sie entweder eine Insulinspritze oder eine maßgeschneiderte Hamilton-Spritze mit der Tumorzellsuspension separat vorbereitet.
Injizieren Sie 20 Mikroliter Zellsuspension unter die Nierenkapsel. Ziehen Sie langsam Nadel heraus, um die zusätzliche zelluläre Matrixlösung zu verfestigen. Sowie blutungen oder Tumorzelllecks zu verhindern.
Und dann verwenden Sie einen sterilen Wattestäbchen, um die Niere wieder in den Bauch zu schieben. Verwenden Sie Naht, um die Muskelschicht zu nähen. Desinfizieren Sie die Haut mit Povidon-Jod.
Und schließen Sie die Haut mit gewickelten Autoclips. Orthotopische Verlegung gepflanzt Tumorzellen erfolgreich auf Mäusen Niere wuchs, wie durch BLI bestätigt. Obwohl es keinen Unterschied im primären Wachstum gab, hatte nur der heterogene metastasierende Tumor eine robuste Metastasierung in die Lunge.
Die Metastasierung wurde auch durch Immunhistochemie bestätigt. In ähnlicher Weise waren die zirkulierenden Tumorzellzahlen bei Mäusen, die einen metastasierenden Tumor tragen, höher als bei Mäusen, die einen nicht-metastasierenden Tumor tragen. In Übereinstimmung mit dem Mausmodell zeigte das CAM-Modell auch keinen Wachstumsunterschied zwischen metastasierenden und nicht-metastasierenden Tumoren.
Auf der anderen Seite war die Anzahl der zirkulierenden Tumorzellen in den Eiern mit metastasierenden Tumoren signifikant höher. In der Lunge von geschlüpftem Huhn wurde eine histologisch nachweisbare Metastasierung beobachtet. Abschließend illustrierte dieses Protokoll zwei neuartige Tiermodelle für metastasierende CCRCC.
Sowohl die Maus als auch die Hühnermodelle rekapitulierten die in der Klinik beobachtete Lungenmetastasierung getreu. Diese beiden präklinischen Modelle werden nützlich sein, um das Verständnis des molekularen Mechanismus hinter der Metastasierung zu erweitern. Sowie um neue Behandlungen für metastasierende CCRCC zu entdecken.
Sehen Sie sich das vollständige Transkript an und erhalten Sie Zugang zu Tausenden wissenschaftlicher Videos
Übersicht
Dieser Artikel stellt zwei neuartige Tiermodelle für metastasierendes klarzelliges Nierenzellkarzinom (CCRCC) vor, die der fehlenden umfassenden Modelle für präklinische Untersuchungen entgegenwirken. Die Modelle umfassen ein orthotop implantiertes Mausmodell und ein Hühner-Choarioallantois-Membran-Modell, bei denen beide eine Lungenmetastasierung zeigen, die klinischen Fällen ähnelt.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Onkologie
- Tiermodelle
- Metastasenforschung
Hintergrund
- Das klare Zell-Renalzellkarzinom (CCRCC) ist die häufigste Unterform von Nierenkrebs.
- Lokalisiertes CCRCC hat bei chirurgischer Behandlung eine günstige Prognose.
- Ein Drittel der Patienten mit CCRCC entwickelt Fernmetastasen, insbesondere in die Lunge.
- Für dieses fortgeschrittene Stadium der Erkrankung gibt es derzeit keine wirksame Therapie.
Zweck der Studie
- Entwicklung und Validierung neuer Tiermodelle zur Untersuchung der CCRCC-Metastasierung.
- Ermöglichung präklinischer Untersuchungen der Krankheitsmechanismen.
- Verbesserung des Verständnisses der Lungenmetastasierung beim CCRCC.
Verwendete Methoden
- Orthotopische Implantation von Tumorzellen in Mäuse.
- Verwendung des Modells der choriallantoischen Membran des Huhns.
- Beobachtung der Entwicklung von Lungenmetastasen in beiden Modellen.
- Vergleich der Modellergebnisse mit klinischen Fällen.
Hauptergebnisse
- Beide Tiermodelle zeigten erfolgreich Lungenmetastasen.
- Die Modelle ähneln klinischen Fällen von CCRCC eng.
- Diese Modelle bieten eine Plattform für weitere Forschung zu therapeutischen Strategien.
- Es wurden Erkenntnisse über die molekularen Mechanismen der Metastasierung gewonnen.
Schlussfolgerungen
- Die neu entwickelten Modelle sind wertvoll für präklinische Studien des CCRCC.
- Sie vertiefen das Verständnis der metastatischen Prozesse beim Nierenkrebs.
- Zukünftige Forschungsarbeiten können diese Modelle nutzen, um potenzielle Therapien zu erforschen.
Häufig gestellte Fragen
Ausführliche Bedeutung für die Industrie
Das metastasierende klare Zell-Nierenzellkarzinom (ccRCC) stellt aufgrund fehlender wirksamer Therapien und unzureichend verstandener Metastasierungsmechanismen weiterhin ein hohes ungedecktes medizinisches Bedürfnis dar. Die beschriebenen orthotopen Maus- und Hühner-Chorioallantois-Membran-(CAM-)Modelle bieten komplementäre präklinische Systeme zur Untersuchung von Lungenmetastasen und ermöglichen die Validierung von Zielstrukturen sowie die mechanistische Absicherung in Entdeckungsprozessen. Diese Modelle stützen das Vorhersagevertrauen in der therapeutischen Entwicklung, indem sie klinische Metastasierungsmuster in immunkompetenten und kosteneffizienten Plattformen nachbilden.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung der durch VHL-Verlust getriebenen Tumorbildung und metastatischen Potenzial in heterogenen ccRCC-Populationen.
- Operativer Wert: Die orthotopische Implantation in immunkompetenten Mäusen erhält tumor-stromale Interaktionen, die für die Zielvalidierung entscheidend sind.
- Wissenschaftlicher Wert: Erleichtert die funktionelle Validierung metastasenassoziierter Gene und Signalwege mittels In-vivo-Lungenkolonisationsassays.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt quantifizierbare Zahlen zirkulierender Tumorzellen (CTC) als pharmakodynamische Messgröße für die Wirkstoff-Screening.
- Operativer Wert: Das CAM-Modell ermöglicht ein schnelles und kosteneffizientes Tumorwachstum (10 Tage) zur Standardisierung von Hochdurchsatzanalysen.
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Beurteilung der Intravasation mittels CTC-Detektion sowohl in Maus- als auch in CAM-Systemen und damit die Evaluierung von Wirkstoffen in einem frühen Stadium.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Modelle bilden die klinische Lungenmetastasierung nach und stellen damit krankheitsrelevante Systeme für die Entdeckung und Validierung von Biomarkern bereit.
- Operativer Wert: Das erweiterte CAM-Modell in geschlüpften Hühnern (24 Tage) ermöglicht die Detektion von Mikrometastasen mittels Immunhistochemie für longitudinale Studien.
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Einrichtung patientenabgeleiteter Xenotransplantate (PDX) aus heterogenen Tumorzellpopulationen für die präklinische Kontinuität.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Modelle integrieren verschiedene Entdeckungsstadien: orthotopische Mausmodelle unterstützen die Hypothesenprüfung und die Validierung von Signalwegen in der frühen Entdeckung, während das CAM-Modell die schnelle Entwicklung von Assays und die Bereitschaft zum Screening ermöglicht. Beide Systeme erzeugen quantitative Ergebnisse wie Tumorbürde, CTC-Spiegel und Quantifizierung metastatischer Läsionen, die Entscheidungen über Fortführung oder Abbruch informieren. Die Modelle dienen als wiederverwendbare Plattformen zur Absicherung von Zielstrukturen und zur Abstimmung translationsrelevanter Biomarker und reduzieren so das biologische Risiko bei der Identifizierung von Leitstrukturen.
- Entdeckungsbiologie: Validiert therapeutische Zielstrukturen durch die Beurteilung des Tumorwachstums und der Lungenmetastasierung in immunkompetenten Wirtstieren.
- Screening: Stellt standardisierte, reproduzierbare Systeme für die auf zirkulierenden Tumorzellen (CTC) basierende pharmakodynamische Überwachung im Rahmen von Wirkstoffscreenings bereit.
- Analytik: Ermöglicht den quantitativen Vergleich des metastatischen Befalls mittels biolumineszenzbasierten Bildgebungsverfahren (BLI) und immunhistochemischen (IHC) Analyseergebnissen.
- Translationale Forschung: Verbindet die Entdeckung mit der präklinischen Validierung durch PDX-kompatible, heterogene Tumormodelle.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine skalierbare, plattformübergreifende Kapazität zur Erzeugung von Metastasemodellen in mehreren therapeutischen Bereichen.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Verringert mechanistische Unschärfen in der Metastasenforschung, indem klinisch relevante Modelle der Lungenmetastasierung bereitgestellt werden.
- Operativer Wert: Das CAM-Modell reduziert Zeit, Arbeitsaufwand und Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Mausmodellen und ermöglicht gleichzeitig eine robuste Tumorbildung und Intravasation.
- Strategischer Wert: Verbessert die Selektion von Wirkstoffkandidaten, indem das metastatische Potenzial und die therapeutische Wirksamkeit frühzeitig bewertet werden können.
- Portfolio-Implikation: Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen zur Weiterentwicklung durch quantitative Endpunkte zur Metastasierung in der präklinischen Validierung.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in orthotopen chirurgischen Techniken und der Tumorzellpräparation für die Implantation in Mausmodelle.
- Abhängig von steriler chirurgischer Infrastruktur und Anästhesieprotokollen für murine Eingriffe.
- Setzt Zugang zu bebrüteten Eiern und Inkubationsanlagen für die Durchführung des CAM-Modells voraus.
- Erfordert die Standardisierung der Zubereitung der Tumorzellsuspension und der Injektionsvolumina (20 µL) über alle Modelle hinweg.
- Basiert auf der histopathologischen Validierung mittels BLI und IHC zur Detektion von Metastasen, was Bildgebung und pathologische Ressourcen erfordert.
