Modèle murin Bioluminescent tumeurs hépatiques
17 juillet 2010
Cet article décrit une procédure pour l'induction de tumeurs du foie orthotopique chez des souris bioluminescentes, et l'analyse ultérieure de la croissance tumorale limitées au foie en utilisant l'imagerie en direct toute la luminescence du corps.
Bonjour à tous. Je m'appelle Simon Regenron. Je suis l'un des chirurgiens inscrits au centre de recherche sur le cancer du rein ici en Irlande.
Aujourd'hui, je vais vous montrer une technique chirurgicale permettant d'induire des métastases hépatiques. Dans un modèle murin, le foie est un site fréquent de dissémination métastatique et une cause majeure de mortalité liée au cancer. Seul un faible pourcentage de patients atteints d'une maladie hépatique avancée est éligible à une résection chirurgicale.
Par conséquent, de nouveaux traitements sont nécessaires pour soigner cette affection. De nombreux modèles animaux de métastases hépatiques ne reproduisent pas une maladie comparable à la situation clinique. Le modèle que je vous présente aujourd'hui est un modèle cliniquement pertinent, relativement facile à maîtriser et offrant des taux de réussite très élevés.
Ce modèle consiste à diviser la rate en deux hémirates. Une hémirate est utilisée pour l'inoculation de cellules tumorales. Ces cellules tumorales migrent à travers la circulation porte jusqu'au foie.
La moitié restante de la rate est laissée intacte afin de préserver ses propriétés immunologiques. La lignée cellulaire utilisée exprime de manière stable la luciférase, permettant une analyse bioluminescente de la croissance tumorale in vivo. Ce modèle permettra donc une surveillance non invasive des thérapeutiques dans les maladies hépatiques.
Très bien, commençons cette procédure aujourd'hui. Les instruments dont nous avons besoin sont des ciseaux de dissection, un porte-aiguille, deux pinces hémostatiques petites, un scalpel taille 10, un fil de suture Proline 5-0 pour la fermeture cutanée, un fil de suture PIA 4-0 pour la fermeture de la couche péritonéale, des ligatures Vicryl 3-0 pour la division de la rate, du sérum physiologique, une aiguille à insuline 29G pour l'injection d'anesthésique, une aiguille à insuline 26G pour l'injection de la suspension tumorale, la suspension de cellules tumorales en milieu sans sérum, un anesthésique injectable, un marqueur cutané, des compresses stériles prédécoupées. Le modèle murin que j'utiliserai aujourd'hui est la souris nude Athymique MF1.
D'autres modèles, tels que les souris C 57 et BC, peuvent être utilisés avec des lignées cellulaires tumorales appropriées. Un tapis chauffant est utilisé, ainsi qu'un anesthésique général injectable en laboratoire. La profondeur de l'anesthésie est évaluée à l'aide de la pincée du orteil.
Il ne devrait pas y avoir de réflexe de retrait des orteils lorsqu'on pince les orteils. La souris de taille moyenne est correctement positionnée et fixée avec du ruban adhésif, et l'abdomen est préparé avec du Bétadine et recouvert de manière stérile. Une incision sous-costale est pratiquée, la cavité abdominale est ouverte, la rate est identifiée et extériorisée.
La rate est isolée du reste de la souris à l'aide d'une compresse stérile pré-découpée. Deux ligatures verticales sont passées entre les deux pédicules vasculaires et nouées délicatement. La rate est divisée en deux hémirates égales.
Un hémispléen est utilisé pour l'inoculation des cellules tumorales. Les cellules tumorales sont injectées lentement dans l'hémispléen afin d'éviter toute fuite. Les cellules tumorales circulent via la circulation porte et atteignent le foie.
Après 10 minutes d'incubation, l'hémisplène injecté est excisé et l'autre hémisplène est replacé dans l'abdomen. Des sutures résorbables et un point continu sont utilisés pour fermer la cavité péritonéale, et une suture non résorbable en proline 5-0 est utilisée pour la fermeture cutanée. La récupération est effectuée selon les procédures habituelles.
Le développement de la maladie hépatique peut être évalué au fil du temps à l'aide d'imagerie ivus 2D. La souris est anesthésiée comme précédemment, et le substrat luciférine est administré par voie intrapéritonéale. La souris est placée sur la platine à l'intérieur de la chambre à 37 degrés.
L'imagerie est réalisée pendant trois minutes et une image superposée de la souris avec la luminescence détectée est produite. Trois semaines après le traitement, l'abdomen est ouvert et une maladie hépatique diffuse est observée. En conclusion, cette technique permet l'induction d'une croissance tumorale métastatique localisée dans le foie ; l'imagerie luminescente permet la visualisation et la quantification de la croissance tumorale ainsi que son application dans l'évaluation des réponses thérapeutiques.
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Aperçu
Cet article décrit une technique chirurgicale permettant d'induire des tumeurs hépatiques orthotopiques bioluminescentes chez la souris. La procédure permet d'analyser la croissance tumorale limitée au foie à l'aide d'une imagerie bioluminescente in vivo sur l'ensemble du corps.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Oncologie
- Neurosciences
- Techniques chirurgicales
Contexte
- Le foie est un site courant de dissémination métastatique dans le cancer.
- Les maladies hépatiques avancées limitent les options de résection chirurgicale.
- La compréhension des métastases hépatiques est essentielle pour améliorer les résultats chez les patients.
- Les techniques d'imagerie en temps réel améliorent l'étude de la dynamique tumorale.
Objectif de l'étude
- Démontrer une méthode permettant d'induire des tumeurs hépatiques chez un modèle murin.
- Faciliter l'étude de la croissance et du comportement tumoral.
- Fournir une plateforme pour les recherches futures sur le cancer.
Méthodes utilisées
- Induction de tumeurs hépatiques bioluminescentes chez la souris.
- Imagerie luminescente in vivo de l'ensemble du corps pour l'analyse tumorale.
- Techniques chirurgicales pour l'induction de tumeurs.
- Surveillance de la croissance tumorale au fil du temps.
Résultats principaux
- Induction réussie de tumeurs hépatiques chez le modèle murin.
- Surveillance efficace de la croissance tumorale à l'aide de techniques d'imagerie.
- Connaissances approfondies sur la progression des métastases hépatiques.
- Applications potentielles pour les interventions thérapeutiques.
Conclusions
- La technique chirurgicale fournit un modèle fiable pour l'étude des tumeurs hépatiques.
- L'imagerie en temps réel est un outil précieux pour surveiller la dynamique tumorale.
- Des recherches supplémentaires peuvent s'appuyer sur ce modèle pour explorer des options thérapeutiques.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Ce modèle permet aux équipes de recherche et développement de la biopharmacie de créer des métastases hépatiques orthotopiques à l'aide de cellules tumorales exprimant la luciférase, offrant ainsi un système cliniquement pertinent pour évaluer les interventions thérapeutiques. L'imagerie bioluminescente permet une surveillance longitudinale non invasive de la charge tumorale, soutenant la détection mécanistique des risques et renforçant la confiance prédictive dans l'identification des candidats thérapeutiques. L'approche chirurgicale assure un engraftement tumoral reproductible via la circulation porte, facilitant une évaluation préclinique standardisée des traitements contre les métastases hépatiques.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet d'étudier les mécanismes de survie et de croissance des cellules tumorales métastatiques dans un microenvironnement spécifique au foie.
- Valeur opérationnelle : Fournit un modèle chirurgical reproductible permettant une induction tumorale constante au sein des cohortes d'étude.
Développement de tests et criblage
- Valeur scientifique : Génère des signaux bioluminescents quantifiables corrélés à la charge en cellules tumorales viables pour l'évaluation de la réponse à la dose.
- Valeur opérationnelle : Permet des protocoles d'imagerie standardisés utilisant l'IVIS pour le criblage longitudinal de l'efficacité thérapeutique.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Modélise la progression des métastases hépatiques, pertinente par rapport aux maladies humaines, permettant l'évaluation des interactions avec le microenvironnement tumoral.
- Valeur opérationnelle : Permet la détection précoce de la nécrose tumorale induite par le traitement grâce à la réduction du signal bioluminescent, orientant les décisions d'aller ou de ne pas aller plus loin.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Le modèle s'intègre dans la continuité de la découverte, de la validation de la cible jusqu'aux tests d'efficacité préclinique, soutenant ainsi le développement de thérapeutiques contre les métastases hépatiques.
- Biologie de la découverte : Permet la vérification d'hypothèses sur les mécanismes métastatiques à l'aide de cellules tumorales marquées à la luciférase dans un contexte hépatique orthotopique.
- Criblage : Fournit des modèles de tumeur prêts à l'emploi avec des lectures bioluminescentes normalisées pour l'évaluation de bibliothèques de composés.
- Analyse : Offre des mesures quantitatives de la croissance tumorale par imagerie IVIS, facilitant la comparaison statistique des groupes traités.
- Recherche translationnelle : Relie les découvertes fondamentales à la validation préclinique grâce à des phénotypes de métastases hépatiques cliniquement pertinents.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une plateforme chirurgicale et d'imagerie réutilisable pour plusieurs programmes d'oncologie ciblant les métastases hépatiques.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Désamorçage mécanistique des hypothèses sur les métastases hépatiques grâce à la visualisation directe de la croissance tumorale et de la réponse au traitement.
- Valeur opérationnelle : Une procédure chirurgicale et un flux de travail d'imagerie standardisés garantissent la reproductibilité entre les sites et les études.
- Valeur stratégique : Permet des décisions plus précoces de poursuite ou d'abandon fondées sur des données, en quantifiant l'impact thérapeutique sur la charge tumorale.
- Impact sur le portefeuille : Facilite la priorisation ajustée au risque des candidats aux métastases hépatiques selon des critères prédictifs basés sur la bioluminescence.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en techniques chirurgicales murines, notamment la mobilisation de la rate et la résection hémisplénique.
- Dépend de l'infrastructure d'imagerie IVIS et de l'administration de substrat de luciférase pour la détection bioluminescente.
- Exige une standardisation du volume d'inoculation des cellules tumorales et du temps d'incubation entre les groupes expérimentaux.
- Requiert des pratiques chirurgicales aseptiques afin de préserver l'intégrité du modèle et de réduire la variabilité.
- Limité aux modèles de souris immunodéficientes (par exemple, souris nues athymiques) pour la greffe de cellules tumorales humaines, ce qui peut affecter l'évaluation de thérapeutiques liées au système immunitaire.
F.A.Q. sur la bio-industrie pharmaceutique
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
