Comparaison Metastatic Clear Cell Renal Cell Carcinoma Model Established in Mouse Kidney and on Chicken Chorioallantoic Membrane
8 février 2020
Le carcinome rénal métastatique de cellules claires est une maladie sans modèle animal complet pour l’investigation préclinique complète. Ce protocole illustre deux nouveaux modèles animaux pour la maladie : le modèle orthotopique ment implanté de souris et le modèle chorioallantoic de membrane de poulet, qui démontrent la métastasis de poumon ressemblant à des cas cliniques.
Le carcinome rénal clair de cellules ou CCRCC, est le sous-type le plus commun de cancer du rein. Localiser CCRCC a des résultats favorables avec la chirurgie. Cependant, un tiers des patients de CCRCC développeront la métastase éloignée au poumon.
Ce qui conduit à un très mauvais résultat pour les patients. Malheureusement, aucune thérapie n’est disponible pour cette étape mortelle. Comme le mécanisme moléculaire de la métastase reste allusif.
Le but de ce protocole est d’introduire et de comparer les deux modèles animaux récemment établis pour le CCRCC métastatique. Le premier modèle est la souris de l’implantation du sujet. Dans ce modèle murin, ccrcc hétérogène est implanté à la capsule rénale de la souris.
La croissance de tumeur et la métastase sont l’actif après 10 semaines. Le deuxième modèle est le modèle de membrane chorioallantoic de poulet, ou modèle cam. Dans ce modèle de poulet, le CCRCC hétérogène est implanté dans l’œuf.
La croissance tumorale et les cellules tumorales circulants sont des atouts après 10 jours d’implantation avant l’éclosion de l’embryon. La métastase pulmonaire est un atout après 24 jours d’implantation. C’est-à-faire deux semaines après l’éclosion.
Ces deux nouveaux modèles seront utiles pour étudier plus avant le mécanisme moléculaire derrière la métastase dans CCRCC. Veuillez noter que la procédure CAM n’est pas présentée dans cette vidéo. Le protocole détaillé du modèle CAM est décrit et filmé dans un autre article de Trove par Sharrow et coll.
Après anesthésier une souris, désinfecter le dos de la souris entièrement avec povidone-iode pour trois fois. Suivez à 70% ethnol une fois, et essuyez-le à sec avec des cotons-tiges stériles. Appliquez ensuite trois pansements médicaux stériles couvrant séquentiellement l’ensemble du dos afin de créer un champ chirurgical ainsi que d’immobiliser la souris.
Avant l’opération, les opérateurs doivent désinfecter leurs doigts avec de la povidone-iode. Placez la souris en position couchée. Et, utilisez les doigts pour localiser le rein gauche juste sous le flanc gauche.
Utilisez une paire de forceps contondants et de ciseaux pour ouvrir la peau et la couche musculaire sous l’emplacement spécifié. Utilisez des cotons-tiges stériles et des forceps pour extérioriser partiellement le rein gauche de l’abdomen. Chargez soit une seringue à insuline, soit une seringue Hamilton personnalisée avec la suspension cellulaire tumorale préparée séparément.
Injecter 20 microlitres de suspension cellulaire sous la capsule rénale. Retirez lentement l’aiguille afin de solidifier la solution de matrice cellulaire supplémentaire. Ainsi que pour prévenir les hémorragies ou les fuites de cellules tumorales.
Et puis, utilisez un coton-tige stérile pour repousser le rein dans l’abdomen. Utilisez la suture pour coudre la couche musculaire. Désinfecter la peau avec de la povidone-iode.
Et, fermez la peau avec des auto-clips enroulés. La pose orthotopique a planté des cellules de tumeur avec succès a grandi sur le rein de souris comme confirmé par BLI. Bien qu’il n’y ait eu aucune différence dans la croissance primaire, seulement la tumeur métastatique hétérogène a eu la métastase robuste au poumon.
La métastase a également été confirmée par immunohistochimie. De même, les comptes circulants de cellules de tumeur étaient plus élevés dans les souris portant la tumeur métastatique que ceux portant la tumeur non métastatique. En concordance avec le modèle de souris, le modèle CAM n’a également montré aucune différence de croissance entre les tumeurs métastatiques et non métastatiques.
D’autre part, le nombre de cellules tumorales circulant était significativement plus élevé dans les oeufs avec des tumeurs métastatiques. Des métastases histologiquement détectables ont été observées dans les poumons du poulet éclos. En conclusion, ce protocole a illustré deux nouveaux modèles animaux pour le CCRCC métastatique.
La souris et les modèles de poulet ont fidèlement récapitulé la métastase pulmonaire observée dans la clinique. Ces deux modèles précliniques seront utiles pour élargir la compréhension du mécanisme moléculaire derrière la métastase. Ainsi que de découvrir de nouveaux traitements pour le CCRCC métastatique.
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Aperçu
Cet article présente deux nouveaux modèles animaux pour le carcinome rénal à cellules claires métastatique (CCRCC), comblant ainsi le manque de modèles complets destinés aux investigations précliniques. Ces modèles comprennent un modèle murin implanté orthotopiquement et un modèle utilisant la membrane chorioallantoïque de poulet, tous deux présentant des métastases pulmonaires similaires aux cas cliniques.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Oncologie
- Modèles animaux
- Recherche sur les métastases
Contexte
- Le carcinome rénal à cellules claires (CCRCC) est le sous-type le plus fréquent de cancer du rein.
- Le CCRCC localisé a un pronostic favorable avec une chirurgie.
- Un tiers des patients atteints de CCRCC développe une métastase à distance, en particulier au niveau pulmonaire.
- Il n'existe actuellement aucun traitement efficace pour ce stade avancé de la maladie.
Objectif de l'étude
- Développer et valider de nouveaux modèles animaux pour l'étude de la métastase du CCRCC.
- Faciliter les recherches précliniques sur les mécanismes de la maladie.
- Approfondir la compréhension de la métastase pulmonaire dans le CCRCC.
Méthodes utilisées
- Implantation orthotopique de cellules tumorales chez la souris.
- Utilisation du modèle de membrane chorioallantoïdienne du poulet.
- Observation du développement de métastases pulmonaires dans les deux modèles.
- Comparaison des résultats des modèles avec des cas cliniques.
Résultats principaux
- Les deux modèles animaux ont correctement démontré la métastase pulmonaire.
- Les modèles reproduisent fidèlement les cas cliniques de CCRCC.
- Ces modèles offrent une plateforme pour approfondir la recherche sur les stratégies thérapeutiques.
- Des éclairages sur les mécanismes moléculaires de la métastase ont été obtenus.
Conclusions
- Les nouveaux modèles sont précieux pour les études précliniques du CCRCC.
- Ils améliorent la compréhension des processus métastatiques dans le cancer du rein.
- De futures recherches pourront s'appuyer sur ces modèles pour explorer des thérapies potentielles.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Le carcinome rénal à cellules claires métastatique (ccRCC) demeure un besoin thérapeutique important en raison du manque de traitements efficaces et d'une compréhension insuffisante des mécanismes métastatiques. Les modèles orthotopiques chez la souris et sur la membrane chorioallantoïdienne (CAM) du poulet décrits ici fournissent des systèmes précliniques complémentaires pour étudier les métastases pulmonaires, permettant la validation de cibles et la réduction des risques mécanistiques dans les pipelines de découverte. Ces modèles renforcent la confiance prédictive dans le développement thérapeutique en reproduisant les profils cliniques de métastases sur des plateformes immunocompétentes et économiquement efficaces.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmacie
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet d'étudier la tumorigénicité et le potentiel métastatique induits par la perte de VHL dans des populations hétérogènes de CCRCC.
- Valeur opérationnelle : L'implantation orthotopique chez des souris immunocompétentes préserve les interactions tumeur-stroma essentielles à la validation des cibles.
- Valeur scientifique : Facilite la validation fonctionnelle des gènes et voies associés aux métastases grâce à des tests de colonisation pulmonaire in vivo.
Élaboration de tests et criblage
- Valeur scientifique : Génère des décomptes quantifiables de cellules tumorales circulantes (CTC) comme indicateur pharmacodynamique pour le criblage de composés.
- Valeur opérationnelle : Le modèle CAM permet une croissance tumorale rapide et rentable (10 jours) pour la standardisation d'essais à haut débit.
- Valeur scientifique : Permet l'évaluation de l'intravasation par détection de CTC dans les systèmes murins et CAM, facilitant l'évaluation précoce de composés.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Les modèles recréent les métastases pulmonaires cliniques, fournissant des systèmes pertinents pour la découverte et la validation de biomarqueurs.
- Valeur opérationnelle : Le modèle CAM prolongé chez les poussins éclos (24 jours) permet la détection de micrométastases par immunohistochimie dans le cadre d'études longitudinales.
- Valeur scientifique : Permet l'établissement de xénogreffes dérivées de patients (PDX) à partir de populations tumorales hétérogènes, assurant une continuité préclinique.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Les modèles intègrent l'ensemble des étapes de découverte : les modèles murins orthotopiques soutiennent les tests d'hypothèses et la validation des voies en phase de découverte précoce, tandis que le CAM permet un développement rapide des tests et une préparation au criblage. Les deux systèmes produisent des données quantitatives telles que la charge tumorale, les niveaux de CTC et la quantification des lésions métastatiques, qui éclairent les décisions de poursuite ou d'abandon. Ces modèles constituent des plateformes réutilisables pour la détection des cibles et l'alignement des biomarqueurs translationnels, réduisant ainsi le risque biologique lors de l'identification des candidats privilégiés.
- Biologie de la découverte : Valide les cibles thérapeutiques par l'évaluation de la croissance tumorale et de la métastase pulmonaire chez des hôtes immunocompétents.
- Écrans de composés : Fournit des systèmes standardisés et reproductibles pour la surveillance pharmacodynamique basée sur les CTC lors de campagnes de criblage de composés.
- Analytique : Permet une comparaison quantitative de la charge métastatique à l’aide de lectures d’imagerie par bioluminescence (BLI) et d’immunohistochimie (IHC).
- Recherche translationnelle : Relie la découverte à la validation préclinique grâce à des modèles de tumeurs hétérogènes compatibles avec les modèles de xénogreffes de patient (PDX).
- Réutilisation en entreprise : Met en place une capacité évolutible et transversale de génération de modèles de métastases dans plusieurs domaines thérapeutiques.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté mécanistique dans la recherche sur les métastases en fournissant des modèles de métastases pulmonaires cliniquement pertinents.
- Valeur opérationnelle : Le modèle CAM réduit le temps, la main-d'œuvre et les coûts par rapport aux modèles murins traditionnels, tout en permettant une formation tumorale robuste et une intravasation efficace.
- Valeur stratégique : Améliore le tri du portefeuille en permettant une évaluation précoce du potentiel métastatique et de l'efficacité thérapeutique.
- Impact sur le portefeuille : Soutient les décisions d'avancement ajustées au risque grâce à des critères d'évaluation quantitatifs des métastases lors de la validation préclinique.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en techniques chirurgicales orthotopiques et en préparation des cellules tumorales pour l'implantation chez des modèles murins.
- Dépend d'une infrastructure chirurgicale stérile et de protocoles d'anesthésie adaptés aux procédures chez la souris.
- Suppose un accès à des œufs embryonnés et à des équipements d'incubation pour la réalisation du modèle CAM.
- Exige une standardisation de la préparation des suspensions de cellules tumorales et des volumes d'injection (20 µL) entre les différents modèles.
- Repose sur une validation histopathologique par imagerie bioluminescente (BLI) et immunohistochimie (IHC) pour la détection des métastases, nécessitant des ressources en imagerie et en anatomie pathologique.
