Etablierung und Charakterisierung von patientenabgeleiteten Xenotransplantatmodellen des anaplastischen Schilddrüsenkarzinoms und des Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinoms

Dieses Protokoll hilft bei der Erstellung von ATC- und HNSCC-PDX-Modellen, die die Tumorheterogenität und die molekulare Vielfalt besser widerspiegeln und klinische Ergebnisse vorhersagen. Die Technik ist einfach zu bedienen, hat eine hohe Erfolgsquote und kann auch für andere PDX-Modelle geeignet sein. Diese Technik kann auf das Empfindlichkeitsscreening gegen Krebsmedikamente ausgeweitet werden, um die personalisierte Behandlung von Krebspatienten zu steuern.

Eine Person, die diese Technik noch nie durchgeführt hat, kann auf einige Schwierigkeiten stoßen, und es wird empfohlen, auf jedes Detail des Schemas zu achten. Nach der Entnahme von ATC- und HNSCC-Tumorproben in einem 50-Millimeter-Zentrifugenröhrchen mit steriler HTK-Lösung werden diese mit 75%igem Alkohol desinfiziert. Übertragen Sie das Tumorgewebe mit einer sterilisierten Augenzange in eine sechs Zentimeter dicke, mit Kochsalzlösung gefüllte Petrischale und schneiden Sie es mit einer Klinge in kleine Stücke.

Übertragen Sie die Stücke dann in eine neue sechs Zentimeter dicke Petrischale mit der Kochsalzlösung und wickeln Sie sie mit Siegelfolie ein. Stellen Sie die eingewickelte Schale in eine Eisbox und tragen Sie sie mit Schere, Pinzette und Impfnadeln in den erregerfreien Tierraum. Entfernen Sie nach der Betäubung der Maus die Haare am rechten seitlichen Brustkorb und desinfizieren Sie den Bereich mit 75%igem Alkohol.

Machen Sie mit einer Schere einen zwei Millimeter langen Schnitt in der Mitte des rechten seitlichen Brustkorbs. Nehmen Sie mit einer Pinzette das Gewebe aus der Petrischale und legen Sie es in die Trokarnadel. Halten Sie die Maus fest und spannen Sie die Haut an der Einstichstelle.

Führen Sie den Trokar mit dem Tumorstück in die Inzision zum Unterhautraum ein, bewegen Sie sich dann zur Rückseite der Schulter und schieben Sie den Trokarkern ein. Um das verbleibende Gewebe mit einer sterilen Gaze zu reservieren, entfernen Sie Kochsalzlösung von der Tumoroberfläche und achten Sie darauf, dass sie nicht übermäßig nass ist. Geben Sie vier bis sechs Gewebestücke in ein Zwei-Milliliter-Zellkryokonservierungsröhrchen und geben Sie einen Milliliter Kryokonservierungslösung in das Röhrchen.

Legen Sie die Tube dann in eine Gradientenkühlbox und frieren Sie sie über Nacht bei minus 80 Grad Celsius ein. Zum Schluss in flüssigen Stickstoff überführen. Verwenden Sie für die Wiederbelebung der PDX-Modelltumoren einmal pro Woche Messschieber Vernier-Messschieber, um die Länge und Breite des subkutanen Tumors zu messen.

Berechnen Sie das Tumorvolumen und zeichnen Sie die Tumorwachstumskurve. Schneiden Sie dann mit einer Schere die euthanasierte Maushaut ab, die den Tumor umgibt. Entfernen Sie den Tumor mit einer Pinzette und legen Sie ihn in eine Petrischale.

Führen Sie die Tumortransplantation bis zur fünften Generation von Mäusen durch, wie zuvor gezeigt. Wählen Sie das Tumorgewebe einer Maus des Modells ATC PDX der P5-Generation aus. Schneiden Sie es in zwei bis vier Kubikmillimeter große Stücke.

Impfen Sie diese Stücke subkutan, wie zuvor gezeigt, auf den rechten Rücken einer nackten, vier bis sechs Wochen alten weiblichen BALB/c-Maus. Wenn der Tumor 50 bis 150 Kubikmillimeter groß ist, teilen Sie die Mäuse in drei Gruppen ein. Messen Sie nach der Verabreichung von Lenvatinib, Cisplatin und der Kontrolle zweimal pro Woche das Körpergewicht der Maus.

Messen Sie auch das Tumorvolumen. Die Korrelationsanalyse zeigte, dass die Erfolgsrate der ATC-PDX-Modellkonstruktion nicht von Alter, Geschlecht, Tumordurchmesser, Tumorgrad und Differenzierung abhängig war. Die Tumorentnahmerate in der HNSCC PDX-Modellkonstruktion zeigte, dass der Grad der Differenzierung mit der Modellerfolgsrate assoziiert war, während die anderen Parameter keinen Einfluss auf die Tumorentnahmerate hatten.

Die Tumorwachstumskurven für jedes PDX-Modell zeigten, dass die ATC-Proben stabil an die P3-Generation weitergegeben wurden, während zwei Fälle von HNSCC-Proben nach dem Übergang in die P1-Generation keine Tumore bildeten. Die Tumorwachstumsrate der P0-Generation war für die meisten PDX-Modelle relativ langsamer als für die späteren Passagen, was wahrscheinlich auf die Anpassung der Mikroumgebung der Maus zurückzuführen ist. Die histopathologische Untersuchung zeigte, dass die PDX-Tumoren die morphologischen Merkmale der Primärtumoren beibehalten.

Die Behandlung mit Lenvatinib hemmte das Tumorwachstum signifikant und zeigte im ATC-PDX-Modell im Vergleich zur Kontrollgruppe ein geringeres Tumorgewicht. Darüber hinaus zeigten die mit Lenvatinib behandelten Mäuse keine erkennbaren Veränderungen ihres Gesamtgewichts. Eine übermäßige Cisplatin-Dosierung führte zu einer erheblichen Toxizität, die sich in Gewichtsverlust und sogar Tod zeigte.

Frische Tumore müssen mehrmals mit normaler Kochsalzlösung gewaschen werden, bevor sie in Stücke geschnitten werden. Das Mischen und Beimpfen von biopsierten Tumorproben führt wahrscheinlich zur Tumorbildung. Dieses Modell kann für die tumorbiologische Forschung, das Screening von Medikamenten und die personalisierte Therapie verwendet werden.