Comparación de metastática célula sin fin renal Modelo establecido en el riñón del ratón y en la membrana chorioalantoica del pollo
8 de febrero de 2020
El carcinoma metastásico de células renales de células claras es una enfermedad sin un modelo animal completo para una investigación preclínica exhaustiva. Este protocolo ilustra dos nuevos modelos animales para la enfermedad: el modelo de ratón implantado ortopédicamente y el modelo de membrana corioalantoica de pollo, que demuestran metástasis pulmonar similar a los casos clínicos.
El carcinoma de células renales claras o CCRCC, es el subtipo más común de cáncer de riñón. Localizar CCRCC tiene un resultado favorable con la cirugía. Sin embargo, un tercio de los pacientes con CCRCC desarrollarán metástasis distantes en el pulmón.
Lo que lleva a un resultado muy pobre para los pacientes. Desafortunadamente, no hay terapia disponible para esta etapa mortal. Como el mecanismo molecular de la metástasis sigue siendo alusivo.
El propósito de este protocolo es introducir y comparar los dos modelos animales recientemente establecidos para CCRCC metastásico. El primer modelo es el ratón de la implantación de temas. En este modelo de ratón, se implanta CCRCC heterogéneo en la cápsula renal del ratón.
El crecimiento del tumor y la metástasis son activos después de 10 semanas. El segundo modelo es el modelo de membrana corioalantoica de pollo, o el modelo CAM. En este modelo de pollo se implanta el CCRCC heterogéneo en el huevo.
El crecimiento tumoral y las células tumorales circulantes son activos después de 10 días de implantación antes de que el embrión eclosione. La metástasis pulmonar es un activo después de 24 días de la implantación. Que es dos semanas después de la eclosión.
Estos dos modelos novedosos serán útiles para seguir estudiando el mecanismo molecular detrás de la metástasis en CCRCC. Tenga en cuenta que el procedimiento CAM no aparece en este video. El protocolo detallado para el modelo CAM se describe y filma en otro artículo de Trove por Sharrow et al.
Después de anestesiar un ratón, desinfecte la parte posterior del ratón por completo con povidona-yodo durante tres veces. Siga por 70%ethnol una vez, y límpielo con hisopos estériles de algodón. A continuación, aplicar tres apósitos médicos estériles que cubran secuencialmente toda la espalda con el fin de crear un campo quirúrgico, así como para inmovilizar el ratón.
Antes de la operación, los operadores deben desinfectar sus dedos con povidona-yodo. Coloque el ratón en la posición propensa. Y, usa los dedos para localizar el riñón izquierdo justo debajo del flanco izquierdo.
Usa un par de fórceps y tijeras contundentes para abrir la piel y la capa muscular debajo de la ubicación especificada. Use hisopos y fórceps de algodón estériles para exteriorizar parcialmente el riñón izquierdo fuera del abdomen. Cargue una jeringa de insulina o una jeringa Hamilton personalizada con la suspensión de la célula tumoral preparada por separado.
Inyectar 20 microlitros de suspensión celular debajo de la cápsula renal. Tire lentamente de la aguja para solidificar la solución de matriz celular adicional. Así como para prevenir hemorragias o fugas de células tumorales.
Y luego, usa un hisopo de algodón estéril para empujar el riñón hacia el abdomen. Usa la sutura para coser la capa muscular. Desinfectar la piel con povidona-yodo.
Y, cierra la piel con auto-clips de heridas. La colocación ortotópica de células tumorales plantadas creció con éxito en ratones renales como lo confirmó BLI. Aunque no hubo diferencia en el crecimiento primario, sólo el tumor metastásico heterogéneo tenía metástasis robusta en el pulmón.
La metástasis también fue confirmada por inmunohistoquímica. Del mismo modo, los recuentos de células tumorales circulantes fueron más altos en los ratones con tumor metastásico que en aquellos que tenían tumor no metastásico. En concordancia con el modelo de ratón, el modelo CAM tampoco mostró ninguna diferencia de crecimiento entre tumores metastásicos y no metastásicos.
Por otro lado, el número de células tumorales circulantes fue significativamente mayor en los óvulos con tumores metastásicos. Se observó metástasis histológicamente detectables en los pulmones del pollo incubado. En conclusión, este protocolo ilustraba dos nuevos modelos animales para CCRCC metastásico.
Tanto el ratón como los modelos de pollo recapitularon fielmente la metástasis pulmonar observada en la clínica. Estos dos modelos preclínicas serán útiles para ampliar la comprensión del mecanismo molecular detrás de la metástasis. Así como para descubrir nuevos tratamientos para CCRCC metastásico.
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Descripción general
Este artículo presenta dos nuevos modelos animales para el carcinoma de células renales de células claras metastásico (CCRCC), abordando la falta de modelos integrales para la investigación preclínica. Los modelos incluyen un modelo de ratón implantado ortotópicamente y un modelo de membrana corioalantoidea de pollo, ambos que demuestran metástasis pulmonar similares a los casos clínicos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Oncología
- Modelos Animales
- Investigación sobre Metástasis
Antecedentes
- El carcinoma de células claras de riñón (CCRCC) es el subtipo más común de cáncer de riñón.
- El CCRCC localizado tiene un resultado favorable con cirugía.
- Un tercio de los pacientes con CCRCC desarrolla metástasis a distancia, particularmente en el pulmón.
- Actualmente no existe una terapia efectiva para esta etapa avanzada de la enfermedad.
Objetivo del estudio
- Desarrollar y validar nuevos modelos animales para estudiar la metástasis del CCRCC.
- Facilitar investigaciones preclínicas sobre los mecanismos de la enfermedad.
- Mejorar la comprensión de la metástasis pulmonar en el CCRCC.
Métodos Utilizados
- Implantación ortotópica de células tumorales en ratones.
- Uso del modelo de membrana corioalantoidea de pollo.
- Observación del desarrollo de metástasis pulmonares en ambos modelos.
- Comparación de los resultados de los modelos con casos clínicos.
Resultados principales
- Ambos modelos animales demostraron con éxito metástasis pulmonar.
- Los modelos se asemejan estrechamente a casos clínicos de CCRCC.
- Estos modelos proporcionan una plataforma para investigaciones futuras sobre estrategias terapéuticas.
- Se obtuvieron conocimientos sobre los mecanismos moleculares de la metástasis.
Conclusiones
- Los modelos recién desarrollados son valiosos para estudios preclínicos del CCRCC.
- Mejoran la comprensión de los procesos metastásicos en el cáncer de riñón.
- La investigación futura puede aprovechar estos modelos para explorar terapias potenciales.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El carcinoma de células renales de tipo claro metastásico (ccRCC) sigue siendo una necesidad médica insatisfecha debido a la falta de terapias efectivas y al escaso conocimiento de los mecanismos metastásicos. Los modelos ortotópicos en ratón y en membrana corioalantoidea (CAM) de pollo que se describen ofrecen sistemas preclínicos complementarios para estudiar la metástasis pulmonar, permitiendo la validación de dianas y la reducción del riesgo mecanicista en las fases de descubrimiento. Estos modelos aportan confianza predictiva en el desarrollo terapéutico al reproducir patrones de metástasis clínicos en plataformas inmunocompetentes y de bajo costo.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la interrogación de la tumorigenicidad y el potencial metastásico impulsados por la pérdida de VHL en poblaciones heterogéneas de ccRCC.
- Valor operativo: El implante ortotópico en ratones inmunocompetentes preserva las interacciones tumor-estroma fundamentales para la validación de dianas.
- Valor científico: Facilita la validación funcional de genes y vías asociados a la metástasis mediante ensayos de colonización pulmonar in vivo.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Valor científico: Genera recuentos cuantificables de células tumorales circulantes (CTC) como lectura farmacodinámica para la selección de compuestos.
- Valor operativo: El modelo CAM ofrece un crecimiento tumoral rápido y rentable (10 días) para la estandarización de ensayos de alto rendimiento.
- Valor científico: Permite la evaluación de la intravasación mediante la detección de CTC en sistemas de ratón y CAM, posibilitando la evaluación temprana de compuestos.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Valor científico: Los modelos reproducen la metástasis pulmonar clínica, proporcionando sistemas relevantes para la enfermedad en el descubrimiento y validación de biomarcadores.
- Valor operativo: El modelo CAM extendido en pollos nacidos (24 días) permite la detección de micrometástasis mediante inmunohistoquímica para estudios longitudinales.
- Valor científico: Permite el establecimiento de xenoinjertos derivados de pacientes (PDX) a partir de poblaciones tumorales heterogéneas para la continuidad preclínica.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
Los modelos integran diversas etapas del descubrimiento: los modelos de ratón ortotópicos apoyan la prueba de hipótesis y la validación de vías en las fases iniciales del descubrimiento, mientras que el CAM permite un desarrollo rápido de ensayos y preparación para cribado. Ambos sistemas generan resultados cuantitativos, como la carga tumoral, los niveles de CTC y la cuantificación de lesiones metastásicas, que informan las decisiones de avance o interrupción. Los modelos sirven como plataformas reutilizables para la reducción de riesgos del blanco y la alineación de biomarcadores traslacionales, disminuyendo el riesgo biológico en la identificación de compuestos líderes.
- Biología del Descubrimiento: Valida dianas terapéuticas mediante la evaluación del crecimiento tumoral y la metástasis pulmonar en huéspedes inmunocompetentes.
- Cribado: Proporciona sistemas estandarizados y reproducibles para el monitoreo farmacodinámico basado en CTC en campañas de cribado de compuestos.
- Análisis: Permite la comparación cuantitativa de la carga metastásica mediante lecturas de imágenes de bioluminiscencia (BLI) e inmunohistoquímica (IHC).
- Investigación Traslacional: Conecta el descubrimiento con la validación preclínica mediante modelos tumorales heterogéneos compatibles con PDX.
- Reutilización Empresarial: Establece una capacidad escalable y multiplataforma para la generación de modelos de metástasis en múltiples áreas terapéuticas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Reduce la ambigüedad mecanicista en la investigación de metástasis al proporcionar modelos de metástasis pulmonar relevantes clínicamente.
- Valor operativo: El modelo CAM reduce el tiempo, el trabajo y el costo en comparación con los modelos tradicionales en ratón, al tiempo que permite una formación robusta de tumores e intravasación.
- Valor estratégico: Mejora la selección de carteras al permitir la evaluación temprana del potencial metastásico y de la eficacia terapéutica.
- Impacto en la cartera: Apoya decisiones de avance ajustadas al riesgo mediante puntos finales cuantitativos de metástasis en la validación preclínica.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en técnicas quirúrgicas ortotópicas y en la preparación de células tumorales para la implantación en modelos murinos.
- Depende de infraestructura quirúrgica estéril y de protocolos de anestesia para procedimientos en ratones.
- Necesita acceso a huevos embrionados y a instalaciones de incubación para la ejecución del modelo CAM.
- Requiere la estandarización de la preparación de la suspensión de células tumorales y de los volúmenes de inyección (20 µL) en todos los modelos.
- Depende de la validación histopatológica mediante BLI e IHC para la detección de metástasis, lo que exige recursos de imagenología y de anatomía patológica.
