Describimos el establecimiento de tumores colorrectales ortotópicos mediante la inyección de células tumorales o organoides en el ciego de ratones y el subsiguiente aislamiento de células tumorales circulantes (CTC) de este modelo.
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Artículo de método
Describimos el establecimiento de tumores colorrectales ortotópicos mediante la inyección de células tumorales o organoides en el ciego de ratones y el subsiguiente aislamiento de células tumorales circulantes (CTC) de este modelo.
A pesar de las ventajas de la fácil aplicabilidad y rentabilidad, los modelos de ratón subcutáneo tienen limitaciones severas y no simulan con precisión la biología tumoral y la diseminación de células tumorales. Se han introducido modelos de ratones ortotópicos para superar estas limitaciones; Sin embargo, estos modelos son técnicamente exigentes, especialmente en órganos huecos como el intestino grueso. Con el fin de producir tumores uniformes que crecen de forma fiable y metástasis, las técnicas estandarizadas de preparación e inyección de células tumorales son críticas.
Hemos desarrollado un modelo de ratón ortotópico de cáncer colorrectal (CRC) que desarrolla tumores muy uniformes y puede ser utilizado para estudios de biología de tumores, así como ensayos terapéuticos. Se inyectan células tumorales de tumores primarios, líneas de células bidimensionales (2D) o organoides tridimensionales (3D) en el ciego y, dependiendo del potencial metastásico de las células tumorales inyectadas, forman tumores altamente metastáticos. En adición,Los CTC se pueden encontrar regularmente. Aquí describimos la técnica de preparación de células tumorales tanto de líneas celulares 2D como de organoides 3D, así como el tejido tumoral primario, las técnicas quirúrgicas y de inyección, así como el aislamiento de CTCs de los ratones portadores de tumores y los consejos actuales para la resolución de problemas.
El cáncer colorrectal (CCR) es una de las causas más comunes de muerte por cáncer en los países occidentales. 1 Mientras que el tumor primario a menudo puede ser resecado, la aparición de metástasis distantes empeora drásticamente el pronóstico y a menudo conduce a la muerte. 2 , 3 El correlato biológico de la metástasis son las células tumorales circulantes (CTC), que se separan del tumor, sobreviven en la circulación, se adhieren al epitelio en el órgano diana, invaden el órgano y en última instancia, crecen a nuevas lesiones. 4 Aunque se sabe que los CTC son de relevancia pronóstica, 5 , 6 , 7 , 8 , 9 su biología sólo se entiende en parte como resultado de su extrema rareza en la CRC. 10
Los modelos de ratón son un poderoso tOol para estudiar diversos aspectos de la biología del cáncer. Los modelos clásicos de tumores subcutáneos se producen mediante inyección subcutánea de células tumorales en ratones receptores, que pueden ser inmunocompetentes (si se utilizan células tumorales murinas singénicas) o inmunodeficientes. Los modelos de tumor subcutáneo son baratos y producen datos rápidamente; Su crecimiento tumoral de punto final puede ser medido fácilmente y no invasivamente. Sin embargo, el 88% de los nuevos compuestos que han demostrado actividad antitumoral en estos modelos fallan en ensayos clínicos. 11 Esto es en parte debido a las diferencias entre especies entre humanos y ratones; Sin embargo, una gran parte de este fracaso se debe al bajo valor predictivo de los modelos de ratones subcutáneos.
Los modelos de ratones ortotópicos, en los que las células tumorales se inyectan en el órgano de origen y, por tanto, crecen en su microambiente original, se utilizan cada vez más en la investigación del cáncer. 11 , 12 , 13 , 14 Los modelos ortotópicos no sólo simulan las condiciones locales de crecimiento tumoral; Como resultado del sitio anatómicamente correcto del crecimiento tumoral, los modelos de ratón ortotópico también permiten la simulación realista de la metástasis y por lo tanto se usan para estudiar la biología del CTC 8 , 15 , 16 o su respuesta a diferentes tratamientos en la CRC. 13 , 17
Una de las principales desventajas de los modelos de ratones ortotópicos es su complejidad técnica. Dependiendo del órgano en el que se van a inyectar las células, la curva de aprendizaje hasta que el experimentador es capaz de inducir tumores reproducibles es bastante larga. Esto se aplica especialmente a los modelos de cáncer colorrectal, ya que las células tumorales necesitan ser inyectadas en la pared intestinal, lo que a menudo produce perforación, pérdida de células tumorales o pérdida endoluminal de células tumorales. Esto unEl objetivo de este artículo es describir el método de preparación celular a partir de muestras de tejido primario, líneas celulares 2D y cultivo organoide 3D y su inyección en el ciego de ratones. La técnica descrita aquí conduce a tumores muy uniformes y, dependiendo de la biología tumoral de la línea celular utilizada para inyección, la formación reproducible de metástasis a distancia y CTC en los ratones receptores. 15
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Los experimentos con animales presentados aquí fueron revisados y permitidos de forma independiente por un Comité de Cuidado de Animales y Uso Animal institucional y gubernamental y fueron conducidos de acuerdo con las directrices de la Federación de Asociaciones de Ciencias de Animales de Laboratorio (FELASA). Se tomaron todas las medidas posibles para minimizar el sufrimiento, incluyendo anestesia y analgesia o, si es necesario, eutanasia prematura.
1. Preparación de células y organoides
NOTA: Utilice un volumen de 20 μL con 100.000 células para cada inyección. Utilizar la matriz de la membrana basal (BMM) para evitar fugas y asegurar la inyección estandarizada. Para asegurar resultados reproducibles, realice ensayos de autenticación de líneas celulares ( por ejemplo , mediante perfiles STR) a intervalos regulares.
2. Modelo de ratón ortotópico
3. Aislamiento de células tumorales circulantes de muestras de sangre entera
NOTA: Obtenga sangre por punción cardiaca transcutánea en ratones anestesiados, seguida de eutanasia. Idealmente, se inyectan 1.000 μl de sangre en una jeringa precargada con 100 μl de un anticoagulante (ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) o heparina). Utilizar un anti-humano-EpCAM (adhesión de células epitelialesMolécula) para identificar los CTC. Esto funciona muy bien si se usan líneas de células epiteliales humanas en el modelo de ratón. Para otros aparatos, pueden ser necesarios diferentes anticuerpos.
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La generación exitosa y reproducible de tumores colorrectales en este modelo depende en gran medida de una inyección precisa de las células sin derrames o fugas. Si esto se consigue, este modelo es extremadamente fiable y rara vez da lugar a la diseminación peritoneal artificial. La cinética de crecimiento de los tumores, así como sus patrones de diseminación dependen de la biología de los organoides y células utilizados. 15 Mientras que las células HCT116 metasta...
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A pesar de su actividad preclínicamente probada en los modelos de ratones subcutáneos, la gran mayoría de los nuevos compuestos fallan en ensayos clínicos y nunca llegan a la clínica. 11 Esta insuficiencia evidente de modelos subcutáneos de ratón para simular con precisión los patrones de la biología y de crecimiento de los tumores ha conducido al desarrollo de modelos ortotópicos ratón basa en la inyección de las células tumorales directamente en el órgano original.
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Los autores no tienen nada que revelar.
Este trabajo fue apoyado por la fundación alemana de la investigación (WE 3548 / 4-1) y Roland-Ernst-Stiftung für Gesundheitswesen (1/14).
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Medios y componentes de cultivo celular | |||
| Avanzado DMEM F12 | Invitrogen | 12634010 | DMEM/ F12 +++ medio |
| HEPES (1 M) | Life Technologies GmbH | 15630056 | DMEM/ F12 +++ |
| medio Glutamax-I Suplemento (200 mM) | Life Technologies GmbH | 35050038 | DMEM/ F12 +++ |
| medio Penicilina/ Estreptomicina (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | DMEM/ F12 +++ |
| medio DMEM | Life Technologies GmbH | 61965026 | medio básico de líneas celulares 2D (DMEM/10% FCS) |
| Suero fetal para terneros (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | medio básico de líneas celulares 2D (DMEM/10% FCS) |
| Tampón de disociación enzimática TrypLE Express | Life Technologies GmbH | 12604021 | |
| Matriz de membrana basal Matrigel (BMM, sin rojo de fenol) | CORNING B.V. Life Sciences | 356231 | |
| solución salina tamponada con fosfato de Dulbecco | Life Technologies GmbH | 14190169 | |
| tripsina-EDTA (0,25%, fenol-rojo) | Life Technologies GmbH | 25200072 | |
| placas de 6/48 pocillos con tapa | CORNING | 3516/3548 | |
| matraz de cultivo celular 75 cm², matraz de cultivo celular de 250 mL | VWR International GmbH | 734-2066 | |
| 150 cm², 600 mL | Corning B.V. Life Sciences | 355001 | |
| tubos Eppendorf 1,5 mL / 2 mL | Sarstedt AG & Co. | 72.706.400/ 72.695.400 | |
| Tubos de centrífuga de 15 mL, 50 mL | Greiner-Bio-One GmbH | 188271/227270 | |
| TC10 Portaobjetos de recuento (para máquina de recuento TC20) | Bio-Rad Laboratories GmbH | 1450016 | |
| pipetas Pasteur (vidrio, 150 mm) | Fisher Scientific GmbH | 11546963/ FB50251 | finamente extraído con un mechero Bunsen |
| gentleMACS Disociator | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | para la preparación de tejido tumoral primario |
| MACSmix Rotador de tubos | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | para la preparación de tejido tumoral primario |
| gentleMACS C Tubos | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | para la preparación de tejido tumoral |
| primario kit de disociación de tumores humanos | Miltenyi Biotec | 130-095-929 | para la preparación |
| de tejido tumoral primarioHalcón 70 y micro; m Filtro de células | Corning B.V. Life Sciences | 352350 | para la preparación de tejido tumoral primario |
| Name | Company | Número de catálogo | >Comentarios |
| strongEquipo quirúrgico | |||
| Sevoflurane | AbbVie Germany GmbH & Co. KG-Oxígeno | ||
| medicinal | Air Liquide Medical | ||
| Temgesic-Bepanthen | |||
| - ungüento oftálmico | Bayer Vital GmbH | 10047757 | |
| Solución salina normal 0,9% (E154) | Serumwerk Bernburg AG | 10013 | |
| Aqua ad injectabilia | Braun 235144 | ||
| Jeringa de 1 mL (sin volumen muerto) - Injekt-F SOLO | Braun/neoLab | 194291661 | |
| aguja de inyección de 30 G | BECTON DICKINSON | 304000 | |
| hisopos de celulosa | Lohmann & Rauscher Deutschland | 13356 | |
| Pinza Micro-Adson | FST - Fine Science Tools | 11018-12 | |
| Tijera Iris - ToughCut | FST - Fine Science Tools | 14058-11 | |
| Olsen-Hegar Portaagujas | FST - Fine Science Tools | 12002-12 | |
| AutoClip Kit | FST - Fine Science Tools | 12020-00 | |
| PDS Z1012H 6/0 C1 (quirúrgico sutura) | Johnson & Johnson Medical GmbH | Z1012H Máquina | |
| anestesia de investigación de sobremesa con descarga de O2 y vaporizador de sevoflurano | Parkland Scientific V3000PS | /PK | |
| Bomba UltraMicro con controlador Micro4 Equipo | UMP3-4 | World Precision Instruments | para inyección ortotópica altamente controlada |
| Interruptor de pedal para controlador SYS-Micro4 | World Precision Instruments | 15867 | Equipo para inyección ortotópica altamente controlada |
| Micromanipulador manual de tres ejes | World Precision Instruments | M325 | Equipo para inyección ortotópica altamente controlada |
| Soporte magnético para micromanipulador | World Precision Instruments Equipo | M10 | para inyección ortotópica altamente controlada |
| Placa base de acero para soporte magnético M10 | World Precision Instruments | 5479 | Equipo para inyección ortotópica altamente controlada |
| Placa caliente 062 | Labotect | 13854 | |
| Isis - Afeitadora de pelo | AESCULAP - | ||
| Parkland Scientific | VS-2Z | ||
| Name | Company | Número de catálogo | Comentarios |
| >CTC aislamiento | |||
| EDTA | Roth | 8040.1 | |
| Gradiente de densidad medio – Ficoll | StemCell - Lymphoprep | 7801 | |
| Alexa Fluor 488 anti-humano CD326 (EpCAM) clon de anticuerpos 9C4 | BioLegend | 324210 | |
| Alexa Fluor 488 anti-ratón CD326 (EpCAM) clon de anticuerpos G8.8 | BioLegend | 118210 | |
| Placa de Petri, ø 60 x 15 mm, 21 cm², Vent | Greiner bio-one | 628102 | |
| Microscopio de cultivo celular de fluorescencia | Micromanipulador Leica | ||
| Transferman 4r | Eppendorf | ||
| CellTram Air | Eppendorf | conectada al micromanipulador | |
| Dmz Extractor de microelectrodos universal | Dagan Corporation | necesario para la fabricación de microcapilares para la aspiración de una sola célula | |
| Prisma Capilares de vidrio | Dagan Corporation | ||
| Bolígrafo PAP | Abcam | ab2601 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Life Technologies GmbH | 14190169 | tampón de recogida |
| Fetal Calf Serum (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | tampón de recogida |
| Penicilina/estreptomicina (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | tampón de recogida |
| EDTA | Roth | 8040.1 | búfer de selección |
| Name | >Company | Número de catálogo | Comentarios |
| >Immunohistochemistry | |||
| Purified anti-human CD326 (EpCAM) clon 9C4 | BioLegend | 324201 | EpCAM inmunohistoquímica (cf. fig. 2C) |
| HRP conejo anti-ratón IgG | Abcam | ab97046 | EpCAM inmunohistoquímica (cf, fig. 2C) |
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