Glioblastoma (GBM) es el cáncer cerebral primario más común en adultos, con una triste supervivencia media de sólo 12-15 meses1,2,3,4,5. La supervivencia no ha mejorado significativamente desde 2005 cuando era el estándar clínico actual de máxima resección quirúrgica seguida de radiación y quimioterapia temozolomida concomitante y adyuvante de6,7. Este tratamiento proporciona a los pacientes con un alivio temporal de los síntomas, estándar de tratamiento invariablemente resulta en recurrencia como focos de cáncer invasor evaden resección y están protegidos por la barrera blood - brain (BBB) de terapias sistémicas. Estrategias que tienen como objetivo focos de tumor invasor mientras que eludir el BBB se necesitan urgentemente para obtener tracción contra esta agresiva y debilitante enfermedad.
Humanos las células madre mesenquimales (MSCs) prometen como droga vectores para GBM debido a su tumor nativo tropismo8,9. MSCs poseen receptores para y migrar hacia factores solubles que secretan los tumores, incluyendo el factor derivado de las células stromal 1α (SDF-1α), matriz metaloproteinasa-1 (MMP-1) y monocito chemoattractant protein-1 (MCP-1) entre otros10, 11 , 12 , 13. Ingeniería MSCs para expresar y secretar fármacos citotóxicos les permite aprovecharse como vehículos de entrega de drogas tumor-autoguiado hacia el blanco. MSCs ingeniería avanzar hacia focos de tumor invasor y proporcionan proteínas terapéuticas. Este enfoque ha demostrado viabilidad en una variedad de preclínica GBM modelos9,14. Sin embargo, la gran mayoría de estos modelos no incluyen la resección quirúrgica a pesar de la relevancia clínica de este componente. Los emergentes estudios con nuevos modelos de la resección revelaron que el retiro quirúrgico del tumor reduce la persistencia de las células madre que se inyectan directamente en la cavidad quirúrgica15. Pérdida de viabilidad resultó en menor eficacia, probablemente debido a disminuciones en la dosis y duración de medicamentos entregados a los focos de tumor invasor.
Para aumentar la viabilidad de la célula de vástago y el suministro de medicamentos, MSCs pueden ser sembradas en los andamios antes de la implantación. En este protocolo, biocompatible y reabsorbible electrospun nanofibras poly(lactic acid) (PLA) se utiliza como andamio para MSCs. PLA se flexiona y se adapta a la forma de la cavidad de resección al implante, que maximiza la cobertura terapéutica y minimiza la distancia MSCs debe viajar para llegar a las células del tumor. MSCs permanecen en el andamio durante la implantación y luego migran fuera del andamio hacia las células del tumor después de la implantación16,17. MSCs y los fármacos citotóxicos llevan entonces se acumulan en los focos de tumor. La entrega de droga citotóxica al tumor requiere MSC viabilidad y persistencia, los cuales son ayudados por la implantación en andamios.
En este procedimiento, se usan vectores lentivirales para inducir la expresión estable de fluorescentes (en vitro ) y bioluminiscente (en vivo ) marcadores en líneas de cáncer y células madre. La línea humana de GBM U87 está infectada con mCherry y firefly luciferase (U87 mCh-Fl) y el no-terapéuticos MSCs con GFP y renilla LUCIFERASA (MSC GFP-Rluc). La variante terapéutica de MSCs express relacionadas con el TNFα apoptosis induciendo ligand (MSC-TRAIL). CAMINO, una proteína secretada constitutivamente, se une a cerca de receptores de muerte de cáncer de las células e inicia la apoptosis caspase-mediado18.
Presentamos un protocolo para preclínica imagen guiada GBM resección quirúrgica y la implantación de semillas MSC andamios. En Resumen, ratones desnudos reciben una craneotomía seguida tres días más tarde por inyección stereotactic ortotópico de U87 mCh-Fl para establecer el tumor primario. El tumor engrafted crece durante un período de aproximadamente una semana. Andamios PLA se siembran con MSCs 48 h antes de la cirugía de resección. El tumor es resecado entonces bajo dirección de fluorescente, y el andamio de carga MSC se implanta en la cavidad de resección. Supervivencia de carga y el ratón de tumor luego seguimiento postoperatorio con bioluminiscencia (BLI) la proyección de imagen. Una línea de tiempo de estos procedimientos se proporciona a continuación (figura 1).

Figura 1: línea de tiempo de los procedimientos de. Ratones al principio reciben una ventana craneal (día 0). Después de un período de recuperación de tres días, los tumores son implantados (día 3) y crecer durante aproximadamente una semana. Andamios se siembran con MSCs (día 8) dos días antes del procedimiento de implantación y resección de tumor (día 10). Progresión del tumor y la eficacia terapéutica se evalúan vía post-operatorio después de eso la proyección de imagen (día 10). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.