Artículo de método

Seguimiento de la diseminación de células tumorales a partir de metástasis pulmonares mediante fotoconversión

DOI:

10.3791/65732

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7 de julio de 2023

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1Department of Pathology, Albert Einstein College of Medicine/Montefiore Medical Center, 2Cancer Dormancy and Tumor Microenvironment Institute, Albert Einstein College of Medicine/Montefiore Medical Center, 3Gruss-Lipper Biophotonics Center, Albert Einstein College of Medicine/Montefiore Medical Center, 4Department of Cell Biology, Albert Einstein College of Medicine/Montefiore Medical Center, 5Montefiore Einstein Cancer Center, Albert Einstein College of Medicine/Montefiore Medical Center, 6Integrated Imaging Program for Cancer Research, Albert Einstein College of Medicine/Montefiore Medical Center, 7Department of Surgery, Albert Einstein College of Medicine/Montefiore Medical Center, 8Department of Cancer and Cellular Biology, Lewis Katz School of Medicine, Fox Chase Cancer Center

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

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Presentamos un método para estudiar la rediseminación de células tumorales a partir de metástasis pulmonares que implica un protocolo quirúrgico para la fotoconversión selectiva de metástasis pulmonares, seguido de la identificación de células tumorales rediseminadas en órganos terciarios.

Resumen

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La metástasis, la propagación sistémica del cáncer, es la principal causa de muerte relacionada con el cáncer. Aunque comúnmente se piensa que la metástasis es un proceso unidireccional en el que las células del tumor primario se diseminan y siembran metástasis, las células tumorales en metástasis existentes también pueden rediseminarsey dar lugar a nuevas lesiones en sitios terciarios en un proceso conocido como "metástasis a partir de metástasis" o "siembra de metástasis a metástasis". La siembra de metástasis a metástasis puede aumentar la carga metastásica y disminuir la calidad de vida y la supervivencia del paciente. Por lo tanto, comprender los procesos detrás de este fenómeno es crucial para refinar las estrategias de tratamiento para los pacientes con cáncer metastásico.

Se sabe poco sobre la siembra de metástasis a metástasis, debido en parte a limitaciones logísticas y tecnológicas. Los estudios sobre la siembra de metástasis a metástasis se basan principalmente en métodos de secuenciación, que pueden no ser prácticos para los investigadores que estudian el momento exacto de los eventos de siembra de metástasis a metástasis o qué los promueve o previene. Esto pone de manifiesto la falta de metodologías que faciliten el estudio de la siembra de metástasis a metástasis. Para abordar esto, hemos desarrollado, y describimos aquí, un protocolo quirúrgico murino para la fotoconversión selectiva de metástasis pulmonares, que permite el marcado específico y el seguimiento del destino de las células tumorales que se redistribuyen desde el pulmón a sitios terciarios. Hasta donde sabemos, este es el único método para estudiar la rediseminación de células tumorales y la siembra de metástasis a metástasis de los pulmones que no requiere análisis genómico.

Introducción

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La metástasis es la principal causa de muerte relacionada con el cáncer1. El cáncer metastásico surge cuando las células del tumor primario se diseminan por todo el cuerpo y proliferan en tumores clínicamente detectables en órganos distantes 2,3.

Aunque comúnmente se piensa que la metástasis es un proceso unidireccional en el que las células tumorales se diseminan desde el tumor primario y colonizan órganos distantes4, la creciente evidencia clínica y experimental sugiere que está en juego un proceso más complejo y multidireccional. Se....

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Protocolo

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Todos los procedimientos descritos en este protocolo se han realizado de acuerdo con las pautas y regulaciones para el uso de animales vertebrados, incluida la aprobación previa del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Facultad de Medicina Albert Einstein.

Antes de la cirugía, las metástasis pulmonares deben generarse en ratones utilizando células cancerosas que expresan una proteína fotoconvertible/fotoconmutable; Se han publicado varios protocolos para la generación de metástasis pulmonares 26,27,28.

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Resultados

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Los pasos de la cirugía descritos en este protocolo se ilustran en la Figura 1. En resumen, se anestesia al ratón y se le quita el pelo del tórax izquierdo. A continuación, el ratón se intuba y se ventila, lo que permite que el ratón reciba oxígeno mientras la cavidad torácica está abierta. Se extirpa el tejido blando para exponer la caja torácica y se hace una incisión en el6º o7º músculo intercostal. Se inserta un retractor en la brecha intercostal y se libera para ex.......

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Discusión

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En este trabajo describimos un protocolo quirúrgico para la fotoconversión selectiva de células tumorales en pulmón. Esta técnica permite a los investigadores marcar selectivamente las células tumorales en el pulmón y rastrear su destino reidentificándolas en todo el cuerpo en un momento posterior, lo que facilita el estudio de la metástasis de las metástasis pulmonares. Utilizando este protocolo, fue posible visualizar células fotoconvertidas en el cerebro, el hígado y el pulmón derecho no fotoconvertido de ratones que .......

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Divulgaciones

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Los autores no tienen conflictos de intereses que declarar.

Agradecimientos

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Los autores desean agradecer a Wade Koba por su ayuda con la microtomografía computarizada (S10RR029545), a Vera DesMarais y Hillary Guzik del Centro de Imágenes Analíticas por su capacitación y asistencia con microscopía, al Centro Oncológico Einstein Montefiore, al Instituto Nacional del Cáncer (P30CA013330, R01CA21248, R01CA255153), al Centro de Biofotónica Gruss Lipper, al Programa Integrado de Imágenes para la Investigación del Cáncer, una beca postdoctoral Sir Henry Wellcome (221647/Z/20/Z) y un premio METAvivor Career Development Award.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
0-30 V, 0-3 A Fuente de alimentaciónMPJA9616 PS
12 VDC, 1,2 A Alimentación de enchufe no reguladaMPJA17563 PD
28 G 1 mL BD Jeringa de insulinaBD329410
400 nm lámpara de matriz de diodos emisores de luzLedEngin Inc.897-LZPD0UA00Lámpara de fotoconversión, hecha a medida (se incluyen piezas individuales a continuación)
Sutura de seda trenzada 5-0 con aguja de corte RB-1Ethicon, Inc.774B
9 cm Corbata de seda 2-0Ethicon, Inc.LA55G
Baytril 100 (enrofloxacina)Bayer (Santa Cruz Biotechnology)sc-362890RxAntibiótico utilizado en agua potable
BuprenorfinaHospira0409-2012-32Analgésicos
(Conjuntos de Cables) 2.5 JK-ST 72" ZIP CDMouser172-0250
Solución de clorhexidinaDurvet7-45801-10258-3Clorhexidina Solución desinfectante
Bote de aire comprimidoFalconDPSJB-12
Tijeras de microdisección extrafinas 4" Rectas Afiladas/Afiladas 24 mmRoboz SurgicalRS-5912Tijeras de microdisección afiladas
Iluminador de fibra ópticaO.C. White CompanyFL3000Utilizado durante la intubación del ratón
Kit de cauterización GeminiHarvard Apparatus726067Pluma de cauterización
Germinador 500CellPoint ScientificGER  5287-120VEsterilizador
perlas Pinza GraefeRobozRS-5135
LEDs de alta potencia - ultravioleta de un solo color 90 vatiosMouserLZP-D0UA00
Lámpara de calor infrarrojaBraintree ScientificHL-1
Isoflurano SOL 250 mL PVLCovetrus29405Anestésico
Vaporizador de isofluranoSurgiVetVCT302
Portaagujas Jacobson con cerraduraKalson SurgicalT1-140
Cinta de etiquetadoFisher ScientificS68702
Reflectores de iluminación LED CREE MP-L SNGL REFLECTOR DE LENTE & LOC PINMouser928-C11395TM
Aplicadores de punta de algodón largaMedline IndustriesMDS202055
Masscool / Soccket 478 / Intel Pentium 4/Celeron hasta 3.4GHz / Rodamiento de bolas / Núcleo de cobre / Ventilador de enfriamiento de CPUCompUSA#S457-1023
Micro Tijeras de disección 4" rectas romas/romasRoboz SurgicalRS-5980Tijeras de micro disección romas
ventilador murinoKent Scientific PS-02PhysioSuite
Nair Loción DepilatoriaAmazonB001RVMR7KCrema depilatoria
Personnet mini retractorRobozRS-6504Retractor
Fosfato Salino tamponado 1xFisher Scientific14190144PBS
pLenti.CAG.H2B-Dendra2.WAddgene51005Dendra2 lentivirus
PuralubeHenry Lubricantelos ojos008897
Soporte de intubación para roedoresBraintree ScientificRIS 100
Bulbo de inflado pulmonar para animales pequeñosHarvard Apparatus72-9083
SurgiSuite Plataforma quirúrgica multifuncional para ratones, con calentamientoKent ScientificSURGI-M02Plataforma quirúrgica calefactada
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Referencias

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  1. Dillekås, H., Rogers, M. S., Straume, O. Are 90% of deaths from cancer caused by metastases. Cancer Medicine. 8 (12), 5574-5576 (2019).
  2. Gupta, G. P., Massagué, J. Cancer metastasis: building a framework. Cell. 127 (4), 679-695 (2006).
  3. Nguyen, D. X., Bos, P. D., Massagué, J.

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