Nous décrivons l'établissement de tumeurs colorectales orthotopiques par injection de cellules tumorales ou organoïdes dans le cécum des souris et l'isolement subséquent des cellules tumorales circulantes (CTC) de ce modèle.
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Article de méthode
Nous décrivons l'établissement de tumeurs colorectales orthotopiques par injection de cellules tumorales ou organoïdes dans le cécum des souris et l'isolement subséquent des cellules tumorales circulantes (CTC) de ce modèle.
Malgré les avantages d'une applicabilité et d'une rentabilité faciles, les modèles de souris sous-cutanés ont de graves limites et ne simulent pas exactement la biologie tumorale et la dissémination de cellules tumorales. Des modèles de souris orthotopiques ont été introduits pour surmonter ces limites; Cependant, ces modèles sont techniquement exigeants, en particulier dans les organes creux tels que le gros intestin. Afin de produire des tumeurs uniformes qui se développent de manière fiable et de métastases, des techniques normalisées de préparation et d'injection de cellules tumorales sont essentielles.
Nous avons développé un modèle orthotopique de cancer colorectal (CRC) qui développe des tumeurs hautement uniformes et peut être utilisé pour des études de biologie tumorale ainsi que des essais thérapeutiques. Les cellules tumorales provenant des tumeurs primaires, des lignées cellulaires bidimensionnelles (2D) ou des organoïdes tridimensionnels (3D) sont injectées dans le cécum et, selon le potentiel métastatique des cellules tumorales injectées, forment des tumeurs hautement métastatiques. En outre,Les CTC peuvent être consultés régulièrement. Nous décrivons ici la technique de la préparation des cellules tumorales à partir des lignées cellulaires 2D et des organoïdes 3D, ainsi que du tissu tumoral primaire, des techniques chirurgicales et d'injection ainsi que de l'isolement des CTC des souris portant une tumeur et des conseils pour le dépannage.
Le cancer colorectal (CRC) est l'une des causes les plus fréquentes de décès par cancer dans les pays occidentaux. 1 Alors que la tumeur primaire peut souvent être réséquée, l'apparition de métastases à distance aggrave considérablement le pronostic et conduit souvent à la mort. 2 , 3 La corrélation biologique de la métastase est la circulation des cellules tumorales (CTC), qui se détachent de la tumeur, survivent en circulation, attachent à l'épithélium dans l'organe cible, envahissent l'organe et finissent par dépasser de nouvelles lésions. 4 Bien que les CTC connaissent une pertinence pronostique, 5 , 6 , 7 , 8 , 9, leur biologie n'est que partiellement comprise en raison de leur extrême rareté dans le CRC. dix
Les modèles de souris sont un puissant tOol pour étudier divers aspects de la biologie du cancer. Les modèles classiques de tumeur sous-cutanée sont produits par injection sous-cutanée de cellules tumorales dans des souris destinataires, qui peuvent être immunocompétentes (si des cellules tumorales murines syngéniques sont utilisées) ou immunodéficientes. Les modèles de tumeur sous-cutanée sont peu coûteux et produisent rapidement des données; Leur croissance tumorale de point final peut être mesurée de manière simple et non invasive. Cependant, 88% des nouveaux composés qui ont démontré une activité antitumorale dans de tels modèles échouent dans les essais cliniques. 11 Cela s'explique en partie par les différences interspécifiques entre les humains et les souris; Cependant, une grande partie de cette défaillance est due à la faible valeur prédictive des modèles de souris sous-cutanés.
Les modèles de souris orthotopiques, dans lesquels les cellules tumorales sont injectées dans l'organe d'origine et donc poussent dans leur microenvironnement original, sont de plus en plus utilisés dans la recherche sur le cancer. 11 , 12 , 13 , 14 Les modèles orthotopiques ne simulent pas seulement les conditions locales de croissance tumorale; En raison du site anatomiquement correct de la croissance de la tumeur, les modèles de souris orthotopiques permettent également une simulation réaliste des métastases et sont donc utilisés pour étudier la biologie CTC 8 , 15 , 16 ou leur réponse à différents traitements dans le CRC. 13 , 17
Un inconvénient majeur des modèles de souris orthotopiques est leur complexité technique. Selon l'organe dans lequel les cellules doivent être injectées, la courbe d'apprentissage jusqu'à ce que l'expérimentateur puisse induire des tumeurs reproductibles soit assez longue. Cela s'applique particulièrement aux modèles de cancer colorectal, car les cellules tumorales doivent être injectées dans la paroi intestinale, ce qui entraîne souvent une perforation, une fuite de cellules tumorales ou une perte de cellules tumorales endoluminales. C'est unL'article a pour but de décrire le procédé de préparation cellulaire à partir d'échantillons de tissus primaires, de lignées cellulaires 2D et de culture organo-3D et leur injection dans le cécum des souris. La technique décrite ici conduit à des tumeurs hautement uniformes et, en fonction de la biologie tumorale de la lignée cellulaire utilisée pour l'injection, de la formation reproductible de métastases à distance et de CTC chez la souris destinataire. 15
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Les expériences sur les animaux présentées ici ont été revues et autorisées indépendamment par un comité institutionnel et gouvernemental de soins et d'utilisation des animaux et ont été menées selon les directives de la Fédération des associations de scientifiques de laboratoire (FELASA). Toutes les mesures possibles ont été prises pour minimiser les souffrances, y compris l'anesthésie et l'analgésie ou, si nécessaire, une euthanasie prématurée.
1. Préparation des cellules et des organoïdes
REMARQUE: Utilisez un volume de 20 μL avec 100 000 cellules pour chaque injection. Utilisez la matrice de membrane basique (BMM) afin d'éviter les fuites et d'assurer une injection standardisée. Afin d'assurer des résultats reproductibles, effectuer des analyses d'authentification de ligne cellulaire ( par exemple , via un profilage STR) à intervalles réguliers.
2. Modèle de souris orthotopique
3. Isolation des cellules tumorales circulantes à partir d'échantillons de sang total
NOTE: Obtenez du sang par ponction cardiaque transcutanée chez des souris anesthésiées, suivi d'une euthanasie. Idéalement, 1000 μL de sang sont aspirés dans une seringue préremplie de 100 μl d'anticoagulant (acide éthylènediaminetétracétique (EDTA) ou héparine). Utiliser un anti-humain-EpCAM (adhésion de cellules épithélialesMolécule) pour identifier les CTC. Cela fonctionne très bien si les lignées cellulaires épithéliales humaines sont utilisées dans le modèle de la souris. Pour d'autres appareils, des anticorps différents peuvent être nécessaires.
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La génération réussie et reproductible de tumeurs colorectales dans ce modèle dépend de manière critique d'une injection précise des cellules sans déversement ou fuite. Si cela est atteint, ce modèle est extrêmement fiable et entraîne très rarement une diffusion péritonéale artificielle. La cinétique de croissance des tumeurs ainsi que leurs profils de diffusion dépendent de la biologie des organoïdes et des cellules utilisés. 15 Alors que les cellules HCT116 ...
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Malgré leur activité précliniquement prouvée dans les modèles de souris sous-cutanés, la grande majorité des nouveaux composés échouent dans les essais cliniques et n'atteignent jamais la clinique. 11 Cette insuffisance évidente de modèles de souris sous-cutanés pour simuler de manière précise la biologie et les modèles de croissance des tumeurs a conduit au développement de modèles de souris orthotopiques basés sur l'injection de cellules tumorales directement dans l'organe original....
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Les auteurs n'ont rien à dévoiler.
Ce travail a été soutenu par la fondation allemande de recherche (WE 3548 / 4-1) et Roland-Ernst-Stiftung für Gesundheitswesen (1/14).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Milieux de culture cellulaire et composants | |||
| Advanced DMEM F12 | Invitrogen | 12634010 | DMEM/ F12 +++ moyen |
| HEPES (1 M) | Life Technologies GmbH | 15630056 | DMEM/ F12 +++ medium |
| Glutamax-I Supplement (200 mM) | Life Technologies GmbH | 35050038 | DMEM/ F12 +++ medium |
| Pénicilline/ Streptomycine (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | DMEM/ F12 +++ moyen |
| DMEM | Life Technologies GmbH | 61965026 | milieu de base de lignées cellulaires 2D (DMEM/10 % FCS |
| )Sérum de veau fœtal (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | milieu de base de lignées cellulaires 2D (DMEM/10 % FCS) |
| TrypLE Tampon de dissociation enzymatique express | Life Technologies GmbH | 12604021 | |
| Matrice à membrane basale Matrigel (BMM, sans rouge de phénol) | CORNING B.V. Life Sciences | 356231 | |
| Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline | Life Technologies GmbH | 14190169 | |
| Trypsine-EDTA (0,25 %, Phenol-Red) | Life Technologies GmbH | 25200072 | |
| Plaques à 6/48 puits avec couvercle | CORNING | 3516/3548 | |
| Flacon de culture cellulaire 75 cm² ;, 250 mL | VWR International GmbH | 734-2066 | |
| fiole de culture cellulaire 150 cm² ;, 600 mL | Corning B.V. Life Sciences | 355001 | |
| tubes Eppendorf 1,5 mL / 2 mL | Sarstedt AG & Co. | 72.706.400/ 72.695.400 | |
| Tubes à centrifuger 15 mL, 50 mL | Greiner-Bio-One GmbH | 188271/227270 | |
| TC10 Lames de comptage (pour machine de comptage TC20) | Bio-Rad Laboratories GmbH | 1450016 | |
| Pipettes Pasteur (verre, 150 mm) | Fisher Scientific GmbH | 11546963/ FB50251 | finement tirées à l’aide d’un bec Bunsen |
| gentleDissociateur MACS | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | pour la préparation des tissus tumoraux primaires |
| MACSmix Rotator | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | pour la préparation des tissus tumoraux primaires |
| douxMACS C Tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | pour la préparation des tissus tumoraux primaires |
| Kit de dissociation des tumeurs humaines | Miltenyi Biotec | 130-095-929 | pour la préparation |
| des tissus tumoraux primairesFaucon 70 et micro ; m Cell Strainer | Corning B.V. Life Sciences | 352350 | pour la préparation de tissus tumoraux |
| primairesName | Company | Catalog Number | Comments |
| Surgical Equipment | |||
| Sevoflurane | AbbVie Germany GmbH & Co. KG-Oxygène | ||
| médical | Air Liquide Medical | ||
| Temgesic-Bepanthen | |||
| - pommade ophtalmique | Bayer Vital GmbH | 10047757 | |
| Saline normale 0,9 % (E154) | Serumwerk Bernburg AG | 10013 | |
| Aqua ad injectabilia | Braun | 235144 | |
| Seringue de 1 mL (sans volume mort) - Injekt-F SOLO | Braun/neoLab | 194291661 | |
| aiguille d’injection 30G | BECTON DICKINSON | 304000 | |
| écouvillons en cellulose | Lohmann & Rauscher Deutschland | 13356 | |
| Pince Micro-Adson | FST - Outils de science fine | 11018-12 | |
| Ciseaux à iris - ToughCut | FST - Outils de science fine | 14058-11 | |
| Olsen-Hegar Porte-aiguille | FST - Outils de science fine | 12002-12 | |
| Kit AutoClip | FST - Outils de science fine | 12020-00 | |
| PDS Z1012H 6/0 C1 (chirurgical suture) | Johnson & Johnson Medical GmbH | Z1012H | |
| Appareil d’anesthésie de recherche de table sans chasse d’eau O2 et vaporisateur de sévoflurane | Pompe UltraMicro Parkland Scientific | V3000PS/PK | |
| avec contrôleur Micro4 | World Precision Instruments | Équipement UMP3-4 | pour injection orthotopique hautement contrôlée |
| Pédale pour contrôleur SYS-Micro4 | World Precision Instruments | 15867 | Équipement pour l’injection orthotopique hautement contrôlée |
| Micromanipulateur manuel à trois axes | World Precision Instruments | M325 | Équipement pour l’injection orthotopique hautement contrôlée |
| Support magnétique pour micromanipulateur | World Precision Instruments | M10 | Équipement pour l’injection orthotopique hautement contrôlée |
| Plaque de base en acier pour M10 Support magnétique | World Precision Instruments | 5479 | équipement pour l’injection orthotopique hautement contrôlée |
| Hot Plate 062 | Labotect | 13854 | |
| Isis - Rasoir à cheveux | AESCULAP - | ||
| Parkland Scientific | VS-2Z | ||
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Comments |
| CTC isolation | |||
| EDTA | Roth | 8040.1 | |
| Gradient de densité medium &ndash ; Ficoll | StemCell - Lymphoprep | 7801 | |
| Alexa Fluor 488 anti-human CD326 (EpCAM) Clone d’anticorps 9C4 | BioLegend | 324210 | |
| Alexa Fluor 488 anti-souris CD326 (EpCAM) Clone d’anticorps G8.8 | BioLegend | 118210 | |
| Boîte de Pétri, ø ; 60 x 15 mm, 21 cm² ;, Vent | Greiner bio-one | 628102 | |
| Microscope de culture cellulaire à fluorescence | Leica | ||
| Transferman 4r | Eppendorf | ||
| CellTram Air | Eppendorf | connectée au micromanipulateur | |
| Dmz Universal Microelectrode Puller | Dagan Corporation | nécessaire pour la fabrication de microcapillaires pour l’aspiration unicellulaire | |
| Prism Glass Capillaries | Dagan Corporation | ||
| Stylo PAP | Abcam | ab2601 | |
| Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline | Life Technologies GmbH | 14190169 | tampon de cueillette |
| Sérum de veau fœtal (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | Tampon de cueillette |
| Pénicilline/Streptomycine (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | tampon de cueillette |
| EDTA | Roth | 8040.1 | tampon de prélèvement |
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue< | strong>Comments |
| Immunohistochemistry | |||
| Purified anti-human CD326 (EpCAM) clone d’anticorps 9C4 | BioLegend | 324201 | EpCAM immunohistochemistry (cf, fig. 2C) |
| HRP lapin anti-souris IgG | Abcam | ab97046 | EpCAM immunohistochimie (cf, fig 2C) |
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