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Le cancer du poumon continue d’être l’un des cancers les plus diagnostiqués et la première cause de décès lié au cancer chez les hommes et les femmes dans le monde 1,2,3. Le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC) représente près de 90 % de tous les cas de cancer du poumon aux États-Unis, et bien que le paysage thérapeutique se soit considérablement amélioré au cours des dernières années, il continue d’y avoir beaucoup d’intérêt pour le développement de nouvelles thérapies qui améliorent les résultats4. Bien qu’il y ait eu de nombreux progrès dans le développement de thérapies ciblées pour des mutations motrices spécifiques et d’immunothérapies pour les sous-types de CPNPC réactifs, le taux de survie global à cinq ans continue d’être faible, se situant autour de 20 % pour tous les stades du cancer du poumon 2,5,6,7. De plus, bien que l’immunothérapie ait fait d’énormes progrès dans l’amélioration de la survie à un stade avancé de la maladie, ces améliorations n’ont fait que faire passer une survie globale à cinq ans de 6,8 % à 10,7 % et augmenter la durée de survie de 7 mois à 8 mois8. Il reste encore un grand besoin de comprendre les mécanismes d’action de la maladie et de développer de nouvelles thérapies qui synergisent avec les thérapies standard actuelles. La compréhension des mécanismes à l’œuvre de la progression naturelle du CPNPC et de la réponse aux nouvelles thérapies nécessite des modèles précliniques reproductibles de manière fiable, faciles à induire et encapsulant le microenvironnement tumoral dans lequel le cancer se développe.
Au cours des dernières décennies, de nombreuses procédures différentes ont été développées pour évaluer des modèles orthotopiques de cancer du poumon chez les rongeurs. Les procédures vont de très invasives, nécessitant un haut niveau d’expertise, telles que les procédures d’implantation intrapulmonaire ou de transplantation qui ouvrent la cavité thoracique 9,10,11,12,13 ; modérément invasives comme les procédures intratrachéales et orotrachéales 14,15,16,17 ; à des procédures peu invasives, telles que les injections percutanées, la veine de la queue ou l’induction intranasale 18,19,20,21. Toutes les procédures offrent des risques et des avantages différents - avec des techniques plus invasives permettant plus de précision mais des taux d’attrition potentiellement plus élevés, et des techniques moins invasives permettant une meilleure survie mais une plus grande variabilité des sites d’implantation tumorale. Parmi ces différents protocoles, certains choisissent de ne pas suivre la croissance tumorale in vivo et de ne compléter que les évaluations des tumeurs ex vivo 9,11,12,16. Parmi les protocoles qui suivent la croissance tumorale au fil du temps, les protocoles antérieurs reposent davantage sur des systèmes tels que la tomodensitométrie (TDM)14,19, la tomographie par émission de position (TEP)18 et l’imagerie par résonance magnétique (IRM)17, tandis que les protocoles ultérieurs, après que les systèmes d’imagerie par bioluminescence (BLI) et les cellules génétiquement modifiées sont devenus plus facilement disponibles, optent pour le suivi de la croissance tumorale au fil du temps avec BLI20, 21. Aéroport de Lyna
L’objectif de l’élaboration de ce protocole était de tirer les leçons de ces autres procédures et de créer une méthode simple mais fiable d’induction d’une tumeur pulmonaire solitaire pour étudier la progression du CPNPC à partir du stade précoce de la maladie, où la tumeur est confinée au poumon. L’objectif général de cet article est de décrire les méthodes permettant de générer un modèle murin orthotopique syngénique fiable et peu invasif du cancer du poumon qui peut être surveillé à l’aide de l’imagerie in vivo et peut permettre aux chercheurs d’étudier le cancer du poumon dans l’organe à partir duquel la maladie survient. Cette méthode est efficace pour générer à la fois des modèles de souris orthotopiques de xénogreffe à l’aide de lignées cellulaires de cancer du poumon humain et des modèles de souris orthotopiques syngéniques utilisant des lignées cellulaires de cancer du poumon de souris chez des souris dont le système immunitaire est intact, ce qui confère une polyvalence à la méthode d’étude des types de cancer humain et de l’interaction complexe du système immunitaire et du CPNPC.
Nous nous sommes concentrés sur l’optimisation de ce protocole dans le modèle murin de CPNPC compétent sur le plan immunitaire, le carcinome pulmonaire de Lewis (LLC), car ce modèle permet aux chercheurs de mieux comprendre la réponse du système immunitaire avec et sans thérapies actuelles telles que la chimiothérapie, la radiothérapie, l’immunothérapie et d’autres thérapies ciblées.. Le protocole génère un modèle représentatif d’une maladie à un stade précoce lors de l’inoculation (tumeur dans le parenchyme pulmonaire) et de métastases vers la fin des études, car la tumeur dépasse souvent le parenchyme pulmonaire et ensemence d’autres tissus.
Un aspect important de l’étude des modèles orthotopiques est la capacité de suivre la croissance tumorale de manière répétée, avec un stress minimal pour l’animal, et rapidement afin que chaque animal d’une étude puisse être évalué à un seul moment donné. Bien que les techniques d’imagerie telles que l’IRM ou la tomodensitométrie permettent d’améliorer la résolution de la tumeur, ces modalités d’imagerie sont coûteuses, prennent du temps et ont du mal à suivre la croissance précoce de la tumeur dans les petits modèles animaux tels que les souris 26,27,28,29,30,31. Par conséquent, nous avons choisi de surveiller la croissance tumorale par bioluminescence en utilisant des cellules cancéreuses modifiées avec de la luciférase. Dans ce protocole, nous avons injecté 25 000 à 50 000 cellules LLC modifiées avec de la luciférase de luciférase (LLC-luc) et détecté les tumeurs dès le lendemain par BLI. La réaction luciférine-luciférase est un outil utile pour suivre la croissance tumorale in vivo à l’aide d’instruments d’imagerie spectrale. En raison de la sensibilité de ces systèmes d’imagerie à suivre les photons de lumière, les cellules cancéreuses exprimant la luciférase peuvent être suivies in vivo tôt, souvent avant que les tumeurs ne puissent être détectées dans un modèle murin par IRM ou CT, et fréquemment 26,32,33,34.