Breast Cancer Métastases du foie
Le foie est un site ordinaire de métastase du cancer du sein, ainsi que des os et des poumons 1-3. Métastases hépatiques chez les patients atteints de cancer du sein est un facteur pronostique indépendant des résultats très pauvres 4,5, comme la médiane de survie des patients atteints de cancer du sein avec des gammes de métastases du foie de 4,8 à 15 mois 6-9. En revanche, les patients atteints de cancer du sein avec des poumons ou des métastases osseuses ont des taux de survie médiane de 9 à 27,4 mois 8,9 et 16,3 à 56 mois 8,10-12, respectivement. Métastase est un processus en plusieurs étapes, appelée la cascade métastatique, qui commence par la diffusion des cellules tumorales dans la tumeur primaire et se termine par la mortalité des patients en raison de l'ensemencement et l' excroissance des cellules tumorales en circulation au sein d' un organe éloigné 13-15. modèles murins de métastases ont révélé que la cascade métastatique est remarquablement inefficace, avec seulement 0,02 - 10%des cellules tumorales circulantes établissant une métastase manifeste 16,17. Un obstacle majeur de l' inefficacité métastatique est dictée par les microenvironnements de tissus uniques sur les sites secondaires, appelés niches métastatiques 18, soulignant l'importance de la compréhension des métastases spécifiques au site. La niche métastatique est unique sur le site de récurrence, et est, en partie, caractérisée par le dépôt de différentes protéines de la matrice extracellulaire 19,20, infiltration de diverses populations de cellules immunitaires 21-23, et l' homéostasie tissulaire altérée , y compris la production dérégulée de nombreuses cytokines, chimiokines et facteurs de croissance 15,18,24,25. Ainsi, une compréhension de la niche métastatique spécifique de tissu précède une compréhension de la façon de cibler la maladie métastatique. Cependant, les modèles robustes de métastases hépatiques manquent. De plus, l'amélioration des modèles de métastases hépatiques seront essentiels à l'identification de nouvelles cibles et des traitements efficaces pour les patients atteints de cancer du sein wie métastases hépatiques.
Modèles d'étude du cancer du sein métastase au foie Créé
Actuellement les modèles disponibles pour étudier les métastases du cancer du sein, au foie comprennent des xénogreffes de cellules cancéreuses humaines chez des souris immunodéficientes. Ces modèles utilisent généralement des lignées cellulaires bien étudiés humains cancer du sein tels que MCF-7 et MDA-MB-231 et Nu, Rag1 - / -, ou immunitaires SCID compromis hôtes murins 26-29. Modèles de xénogreffe offrent l'avantage d'impliquer des lignées de cellules de cancer humaines dérivées, cependant, compte tenu de la récente appréciation pour les cellules immunitaires dans les métastases 30-32 et dans la résistance thérapeutique 33-35, l'étude des métastases dans un hôte compétent entièrement immunitaire est primordiale. Les modèles pour l' étude sein des métastases cancéreuses dans le foie chez des hôtes immunocompétentes comprennent l' injection orthotopique syngénique de cellules tumorales (par exemple, 4T1 et des lignées cellulaires de D2A1) dans le coussinet adipeux mammaire, avec ou sans chirurgierésection de la tumeur primaire, et l' évaluation subséquente des métastases 36-38. Il faut noter que le taux de métastases hépatiques à partir des modèles de transplantation orthotopique est très faible , voire inexistant par rapport à d' autres sites métastatiques pulmonaires telles que 39,40 ou survient après métastases pulmonaires est établie, ce qui complique l'étude des métastases hépatiques spécifiques à 37,39 .
explants tumoraux à partir de modèles spontanés de cancer du sein génétiquement peuvent être ré-injectés dans les coussinets adipeux mammaires d'hôtes naïfs que les cellules tumorales syngéniques. Par exemple, il a été récemment rapporté que les tumeurs spontanées de K14 Cre ECAD f / f P53 f / souris f, quel modèle invasif de carcinome lobulaire du sein, les tumeurs se développent quand orthotopiquement injecté dans des hôtes de type sauvage. Après résection chirurgicale de ces tumeurs lorsqu'elles atteignent 15 mm 2, 18% des souris ont évolué vers des métastases hépatiques 40,41. Une troisième approche de modèle utilise des métastases du foiemétastase spontanée chez des souris génétiquement modifiées. À ce jour, les rapports des modèles murins spontanés de cancer du sein métastatique du cancer qui se propager facilement au foie sont rares. Les exceptions incluent la H19-IGF2, p53 fp / fp MMTV-Cre Wap-Cre et le K14 Cre ECAD f / f P53 f / f modèles de souris génétiquement modifiées, où les métastases du foie se développe dans un faible pourcentage de souris 38,41- 43. Ainsi, tandis que les modèles de souris génétiquement modifiées facilitent l'étude de toutes les étapes de la cascade métastatique, en fournissant des modèles puissants et cliniquement pertinents, ils sont limités en raison des taux de métastases hépatiques 38 faibles.
Plusieurs modèles de métastases contournent les premières étapes de la cascade métastatique, y compris la dissémination des cellules tumorales de la tumeur primaire et intravasculaire. Ces modèles permettent enquête sur les étapes ultérieures de la cascade métastatique, d'extravasation à l'établissement de tumeurs sur des sites secondaires. L'intle modèle d'injection racardiac délivre des cellules tumorales dans le ventricule gauche, qui distribue des cellules tumorales dans le système circulatoire par l'intermédiaire de l'aorte. l'injection intracardiaque nécessite guidée par ultrasons d'imagerie du site d'injection ou d'autres modalités d'imagerie telles que la bioluminescence de luciférase des cellules pour confirmer tagged injection réussie. L' injection des cellules tumorales via le ventricule gauche peut entraîner des os, du cerveau, du poumon, et / ou des métastases hépatiques, entre autres organes 44-48. En raison de métastases multi-organes, ces souris ont souvent besoin d'être euthanasiés avant le développement des métastases hépatiques manifeste, niant la capacité d'enquêter pleinement sur la croissance métastatique dans le foie. Une approche alternative qui minimise considérablement le développement du multi-site métastase est le modèle d'injection intra-splénique. L' injection intra - splénique délivre des cellules tumorales via la veine splénique qui rejoint la veine mésentérique supérieure pour devenir la veine 49,50. Les animaux peuvent être surveillés pour outgrowth des lésions métastatiques dans le foie parce que la formation de métastases dans d' autres sites est rare, et par conséquent, la santé globale de l'animal est maintenu 49,50. Cependant, il est important de noter que le modèle nécessite une splénectomie intrasplénique pour éviter des tumeurs spléniques 49,50, une procédure qui a un impact de la fonction immunitaire. Par exemple, une lésion d' ischémie myocardique reperfusion est caractérisée par une infiltration de Ly6C + sous - populations de monocytes qui proviennent de la rate et sont responsables de la phagocytose et l' activité protéolytique au cours de la cicatrisation des plaies suite à une ischémie 51,52. Avec une splénectomie, il y a une réduction observée dans les populations monocytaires qui aident à cicatrisante 52. En outre, la splénectomie a été montré pour réduire la croissance des tumeurs primaires et des métastases pulmonaires dans un modèle de cancer du poumon non à petites cellules, en particulier par une réduction du nombre de circuler et intra-tumorale CCR2 + CD11b + + Ly6C myélo monocytairecellules id 53. En outre, suite à l' injection intrasplénique splénectomie des cellules de cancer du côlon a donné lieu à des taux réduits de cellules tueuses naturelles anti-tumorale dans les ganglions lymphatiques mésentériques et les métastases hépatiques élevées 54. En somme, ces résultats suggèrent que la splénectomie compromet le rôle du système immunitaire avec des conséquences ultérieures pour le destin des cellules métastatiques.
Veine Modèle d'injection du foie Métastases
Pour étudier le cancer du sein métastatique au foie chez un hôte compétent totalement à l'abri, dans des conditions où les souris ne sont pas compromises en raison de métastases multi-organes, un modèle d'injection de la veine a été développé. Modèles d'injection intraporte ont été utilisées précédemment pour étudier métastases hépatiques du cancer colorectal et le mélanome 55,56 16 lignées cellulaires; Nous décrivons ici l'application de l'injection intraportale au modèle syngénique mammaire métastatique des cellules tumorales. Ce modèle peut être utilisé pour étudierles étapes ultérieures de la cascade métastatique, y compris le cancer du sein extravasation des cellules et l'ensemencement, la tumeur décisions du destin cellulaire concernant la mort / prolifération / dormance, et l'excroissance dans les lésions ouvertes. Dans ce modèle, les lignées de cellules tumorales mammaires syngéniques sont injectées par l' intermédiaire de la veine porte de souris immunes femelles Balb / c compétentes, un procédé qui fournit des cellules tumorales d'une part , et directement vers le foie sans ablation de la rate. Pour développer ce modèle, l'utilisation de quatre lignées cellulaires de tumeurs mammaires qui vont dans leur capacité métastatique de faible à élevé ont été employés: D2.OR, D2A1 et 4T1, et ont utilisé D2A1 marqués avec la protéine fluorescente verte (D2A1-GFP) pour examiner au début points de temps après l'injection de cellules tumorales. 4T1 est une lignée cellulaire hautement métastatique provenant de la tumeur qui 410,4 apparue spontanément dans une souris / c femelles Balb 36,37 + MMTV et des métastases au poumon, le foie, le cerveau et les os de coussinet adipeux mammaire tumeurs primaires 39,57,58. cellules tumorales D2A1 were également à l' origine dérivée d'une tumeur mammaire spontanée provenant d'un / c hôte Balb après la transplantation de cellules nodule alvéolaires hyperplasiques D2, et sont confirmés pour être métastatique de la tumeur primaire du poumon 59,60. Les cellules tumorales D2.OR sont une lignée sœur non métastatique à la ligne de D2A1 et, bien qu'ils échappent à la tumeur primaire et arrivent à des sites secondaires, ils établissent rarement des métastases à distance 60,61.
En outre, il est important d'éviter l'utilisation de médicaments de gestion de la douleur couramment employées, y compris les médicaments non-stéroïdiens anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) pendant ou après l'intervention chirurgicale. Les AINS ont une activité anti-tumorale dans certains cancers du sein 62-65, et certaines catégories d'AINS augmentent le risque d'hépatotoxicité 66,67, ce qui pourrait compromettre l'étude des métastases du foie et de la niche de métastases du foie. En outre, des études suggèrent que les AINS influent directement sur le microenvironnement des tissus, ce qui réduit poste pro-métastatiqueprotéines de la matrice racellular ténascine-C 68 et collagène fibrillaire 62,65. Alternativement, l'utilisation d'un dérivé opiacé, buprénorphine, a été utilisé en raison de son efficacité dans la gestion de la douleur des rongeurs 69 et en raison de l'absence de preuves que les opioïdes ont une activité anti-tumorale 70. Ce modèle d'injection de la veine a été optimisé pour les volumes d'injection plus petits de 5 - 10 pi pour éviter des dommages inutiles au foie. Le modèle a également été optimisé pour inclure des aiguilles avec un diamètre plus petit (≥ 32 gauge) et l'utilisation de gaze hémostatique immédiatement après l'injection pour minimiser la perte de sang pendant la procédure. Contrairement à ces paramètres d'injection optimisés, le nombre de cellules devrait être déterminée sur une base individuelle, en fonction du potentiel tumorigène de la lignée cellulaire. Cependant, à partir de ≤ 10 000 cellules / injection pour les études à long terme est recommandée. Pour les noeuds finaux plus courts (par exemple, après l'injection de 24 heures) , les cellules beaucoup plus de tumeurs (par exemple,1 x 10 5 - 1 x 10 6) peuvent être utilisés si cela est justifié. En résumé, le modèle d'injection portale détaillé ici représente un outil utile pour l'étude des métastases du cancer du sein, au foie et évite un certain nombre de limitations des autres modèles de métastases hépatiques. Ce modèle facilite l'étude de l'extravasation des cellules tumorales, l'ensemencement, les décisions du destin début de la survie, la prolifération et la dormance, et l'excroissance métastatique chez des hôtes murins immunitaires compétentes.