Murino hepática Bioluminiscente modelo tumoral
17 de julio de 2010
En este artículo se describe un procedimiento para la inducción de tumores en el hígado ortotópico bioluminiscentes en ratones, y el posterior análisis del crecimiento del tumor confinado al hígado, con imágenes en directo toda la luminiscencia del cuerpo.
Hola a todos. Mi nombre es Simon Regenron. Soy uno de los cirujanos adjuntos en el centro de investigación sobre cáncer de carro aquí en Irlanda.
Hoy les mostraré una técnica quirúrgica para inducir metástasis hepáticas. En un modelo de cáncer, el hígado es un sitio común de diseminación metastásica y una causa importante de mortalidad relacionada con el cáncer. Solo un pequeño porcentaje de pacientes son candidatos a resección quirúrgica en casos de enfermedad hepática avanzada.
Por lo tanto, se necesitan terapéuticas novedosas para el tratamiento de esta afección. Muchos modelos animales de metástasis hepáticas no producen una enfermedad que se asemeje al entorno clínico. El modelo que les muestro hoy es un modelo clínicamente relevante y es relativamente fácil de aprender, con tasas de éxito muy altas.
Este modelo consiste en dividir el bazo en dos hemibazos. Uno de los hemibazos se utiliza para la inoculación de células tumorales. Estas células tumorales viajan a través de la circulación porta hasta el hígado.
El otro bazo hemicorporal se deja intacto, manteniendo sus propiedades inmunológicas. La línea celular que estoy utilizando expresa de manera estable luciferasa, lo que permite el análisis bioluminiscente del crecimiento tumoral in vivo. Por lo tanto, este modelo permitirá el monitoreo no invasivo de terapéuticos para enfermedades hepáticas.
De acuerdo, procedamos a comenzar esto con el procedimiento de hoy. Los instrumentos que necesitamos son tijeras de disección, pinza para aguja, dos pinzas pequeñas, bisturí tamaño 10, sutura de prolina 5-0 para el cierre de la piel, sutura de PIA 4-0 para el cierre de la capa peritoneal, ligaduras de Vicryl 3-0 para dividir el bazo, solución salina, aguja de insulina de calibre 29 para la inyección de anestésico, aguja de insulina de calibre 26 para la inyección de la suspensión de tumor, suspensión de células tumorales en medio libre de suero, anestésico inyectable, marcador para piel y gasas estériles precortadas. El modelo murino que utilizaré hoy es el ratón desnudo Athymic MF1.
Se pueden utilizar otros modelos, como los C57 y BC, con líneas celulares tumorales adecuadas. En un laboratorio se utiliza una almohadilla calefactora y un anestésico general inyectable. La profundidad de la anestesia se evalúa mediante la compresión del dedo del pie.
No debe haber un reflejo de retirada del dedo del pie al pellizcarlo. El ratón de tamaño adecuado está correctamente posicionado y fijado con cinta, y el abdomen se prepara con Betadine y se cubre de forma estéril. Se realiza una incisión subcostal, se accede a la cavidad abdominal, se identifica el bazo y se exterioriza.
El bazo se aísla del resto del ratón utilizando una gasa estéril previamente cortada. Se pasan dos ligaduras verticales entre los dos pedículos vasculares y se atan suavemente. El bazo se divide en dos hemibazos iguales.
Un hemi-bazo se utiliza para la inoculación de células tumorales. Las células tumorales se inyectan lentamente en el hemi-bazo para evitar fugas. Las células tumorales viajan a través de la circulación portal y llegan al hígado.
Tras 10 minutos de incubación, se extirpa el hemi-bazo inyectado y se reintroduce el otro hemi-bazo en el abdomen. Se utilizan suturas absorbibles y un punto continuo para cerrar la cavidad peritoneal, y una sutura de prolina no absorbible 5-0 para el cierre de la piel. La recuperación se lleva a cabo de forma rutinaria.
El desarrollo de la enfermedad hepática se puede evaluar a lo largo del tiempo mediante imágenes ivus 2D. El ratón se anestesia como antes, y se administra el sustrato Lucifer por vía intraperitoneal. El ratón se coloca sobre la plataforma en la cámara de 37 grados.
La obtención de imágenes se realiza durante tres minutos y se genera una imagen superpuesta del ratón con la luminiscencia detectada. Tres semanas después del tratamiento, se abre el abdomen y se encuentra una enfermedad hepática difusa. En conclusión, esta técnica permite la inducción de crecimiento de células tumorales metastásicas localizadas en el hígado; la imagen luminiscente posibilita la visualización y cuantificación del crecimiento tumoral, así como su aplicación en la evaluación de respuestas terapéuticas.
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Descripción general
Este artículo describe una técnica quirúrgica para inducir tumores hepáticos ortotópicos bioluminiscentes en ratones. El procedimiento permite el análisis del crecimiento tumoral confinado al hígado mediante imágenes de luminiscencia en todo el cuerpo y en animales vivos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Oncología
- Neurociencia
- Técnicas quirúrgicas
Antecedentes
- El hígado es un sitio común para la diseminación metastásica en el cáncer.
- La enfermedad hepática avanzada limita las opciones de resección quirúrgica.
- Comprender las metástasis hepáticas es crucial para mejorar los resultados en los pacientes.
- Las técnicas de imagen en vivo mejoran el estudio de la dinámica tumoral.
Objetivo del estudio
- Demostrar un método para inducir tumores hepáticos en un modelo murino.
- Facilitar el estudio del crecimiento y comportamiento del tumor.
- Proporcionar una plataforma para futuras investigaciones sobre el cáncer.
Métodos Utilizados
- Inducción de tumores hepáticos bioluminiscentes en ratones.
- Imagen de luminiscencia en todo el cuerpo en animales vivos para el análisis de tumores.
- Técnicas quirúrgicas para la inducción de tumores.
- Monitoreo del crecimiento tumoral a lo largo del tiempo.
Resultados principales
- Inducción exitosa de tumores hepáticos en el modelo murino.
- Monitoreo efectivo del crecimiento tumoral mediante técnicas de imagen.
- Conocimientos sobre la progresión de las metástasis hepáticas.
- Aplicaciones potenciales para intervenciones terapéuticas.
Conclusiones
- La técnica quirúrgica proporciona un modelo confiable para estudiar tumores hepáticos.
- La imagenología en vivo es una herramienta valiosa para monitorear la dinámica tumoral.
- Investigaciones futuras pueden basarse en este modelo para explorar opciones de tratamiento.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Este modelo permite a los equipos de I+D de biofármacos establecer metástasis hepáticas ortotópicas con células tumorales que expresan luciferasa, proporcionando un sistema clínicamente relevante para evaluar intervenciones terapéuticas. La imagen bioluminiscente permite un seguimiento longitudinal no invasivo de la carga tumoral, apoyando la reducción de riesgos mecanicistas y una mayor confianza predictiva en la identificación de compuestos líderes. El enfoque quirúrgico asegura un injerto tumoral reproducible mediante la circulación portal, facilitando la evaluación preclínica estandarizada de terapias contra la metástasis hepática.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite investigar los mecanismos de supervivencia y crecimiento de células tumorales metastásicas en un microentorno específico del hígado.
- Valor operativo: Proporciona un modelo quirúrgico reproducible para la inducción consistente de tumores en diferentes cohortes de estudio.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Valor científico: Genera señales bioluminiscentes cuantificables que se correlacionan con la carga de células tumorales viables para la evaluación de la respuesta a la dosis.
- Valor operativo: Permite protocolos de imagen estandarizados mediante el uso de IVIS para la detección longitudinal de la eficacia terapéutica.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Modela la progresión de metástasis hepática relevante para la enfermedad humana, lo que permite evaluar las interacciones del microambiente tumoral.
- Valor operativo: Permite la detección temprana de la necrosis tumoral inducida por el tratamiento mediante la reducción de la señal bioluminiscente, informando decisiones de continuación o interrupción.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El modelo se integra en el continuo de descubrimiento desde la validación del blanco hasta la prueba de eficacia preclínica, apoyando el desarrollo de terapias para la metástasis hepática.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la verificación de hipótesis sobre mecanismos metastásicos mediante el uso de células tumorales marcadas con luciferasa en un contexto ortotópico hepático.
- Selección: Permite modelos tumorales listos para ensayos con lecturas bioluminiscentes estandarizadas para la evaluación de bibliotecas de compuestos.
- Análisis: Proporciona mediciones cuantitativas del crecimiento tumoral mediante imágenes IVIS, facilitando la comparación estadística entre grupos de tratamiento.
- Investigación Traducional: Conecta los hallazgos del descubrimiento con la validación preclínica a través de fenotipos de metástasis hepática clínicamente relevantes.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma quirúrgica y de imagen reutilizable para múltiples programas de oncología dirigidos a metástasis hepáticas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Reducción mecanicista de riesgos en hipótesis sobre metástasis hepática mediante la visualización directa del crecimiento tumoral y la respuesta al tratamiento.
- Valor operativo: El procedimiento quirúrgico y el flujo de trabajo de imagen estandarizados garantizan la reproducibilidad entre diferentes centros y estudios.
- Valor estratégico: Permite tomar decisiones tempranas de avance o interrupción basadas en datos, al cuantificar el impacto terapéutico sobre la carga tumoral.
- Impacto en la cartera: Facilita la priorización ajustada al riesgo de candidatos para metástasis hepática basándose en puntos finales predictivos de bioluminiscencia.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en técnicas quirúrgicas murinas, incluyendo movilización del bazo y resección hemisplénica.
- Depende de la infraestructura de imagen IVIS y de la administración de sustrato de luciferasa para la detección bioluminiscente.
- Necesita la estandarización del volumen de inoculación de células tumorales y del tiempo de incubación entre los grupos experimentales.
- Requiere prácticas quirúrgicas asépticas para mantener la integridad del modelo y reducir la variabilidad.
- Limitado a modelos de ratones inmunocomprometidos (por ejemplo, desnudos atímicos) para el injerto de células tumorales humanas, lo cual puede afectar las evaluaciones terapéuticas relacionadas con el sistema inmunitario.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
Chapters in this video
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Title
0:05
Introduction
1:24
Materials
2:12
Preparation of the Mouse
2:49
Abdominal Incision
2:58
Exposureand Division of Spleen
3:17
Injection of Cells into One Hemi-Spleen
3:50
Excision of Injection Hemi-Spleen
3:55
Abdominal Closure
4:13
Whole Body Imaging
