Modèle de carcinogenèse de la peau induitparé par des produits chimiques à l'aide de Dimethylbenz[a]Anthracene et 12-O-Tetradecanoyl Phorbol-13-Acetate (DMBA-TPA)
19 décembre 2019
La carcinogenèse de peau à deux étapes est induite par deux produits chimiques topiques appliqués. Un mutagène 7,12-dimethylbenz[a]anthracene) provoque des mutations dans les cellules épidermiques et une application continue du stimulateur de croissance générale 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-acetate accélère la formation de papillome cutané.
Ce modèle de cancer de la peau en deux étapes permet l’étude du rôle de l’inflammation dans le cancer de la peau et permet à l’étude l’initiation tumorale comme un processus distinct de la progression tumorale. La formation tumorale dans ce modèle est induite chimiquement et permet l’utilisation de souches knockout pour étudier les effets des facteurs environnementaux ou des candidats thérapeutiques. Le modèle est bien adapté pour étudier le rôle du système immunitaire et de l’angiogenèse dans le cancer.
Il démontre une pathologie semblable de maladie au carcinome squamous de cellules dans les patients humains. Bien que cette méthode soit relativement facile à conduire, un calendrier précis est essentiel. Il est également important de prendre les mesures de sécurité appropriées lors de la manipulation du DMBA, qui est cancérigène.
Avant de commencer l’expérience, abritez des souris agressives âgées de sept à neuf semaines dans des cages séparées pour éviter les combats et les lésions cutanées. Pour l’induction du papillome cutané, rasez d’abord la peau arrière des animaux expérimentaux et pesez les souris individuellement. 48 heures après le rasage, utiliser une pipette pour appliquer 50 microgrammes de DMBA dans 200 microlitres d’acétone sur la zone rasée de chaque souris anesthésiée.
Pour la promotion du papillome cutané, sept jours après l’application du DMBA traiter la peau avec cinq microgrammes de TPA dans 200 microlitres d’acétone deux fois par semaine jusqu’à la fin de l’expérience. Examinez les animaux à la recherche de papillomes et photographiez et enregistrez la taille de chaque papillome individuel sur une carte chaque semaine. Une masse palpable supérieure à un millimètre de diamètre est considérée comme un papillome s’il reste plus d’une semaine.
Quand la réponse de tumeur atteint un plateau, récoltez le matériel approprié d’échantillon des animaux 24 heures après la dernière application de TPA et collectez des morceaux pleins d’épaisseur de peau pour l’analyse immunohistochemical. Utilisez un poinçon de biopsie pour recueillir des morceaux de peau à partir d’échantillons de papillome et de peau non papilloma pour l’expression des gènes et ou des anaylses protéiques et utilisez un scalpel pour recueillir des morceaux de papillome et de peau non papilloma pour l’analyse immunohistochimique. Puis recueillir la peau drainant les ganglions lymphatiques et un morceau de la rate pour l’analyse cytométrique de flux que vous le souhaitez.
Une différence statistiquement significative dans le temps libre de papillome et dans le nombre de papillomes entre les groupes expérimentaux est typiquement observée dans le modèle de tumeur de TPA de DMBA. Les analyses histologiques conviennent à l’étude de la structure des papillomes, de la morphologie de la peau ou de l’infiltration de cellules immunitaires d’intérêt. Il est essentiel d’appliquer uniformément le DMBA et le TPA sur la peau et d’appliquer le TPA à intervalles réguliers.
Il est également important de compter les papillomes régulièrement. Les mécanismes qui affectent le nombre et l’heure de la formation de tumeur peuvent être étudiés utilisant différentes méthodes, y compris l’immunohistochimie, la cytométrie de flux, le PCR quantitatif, et l’analyse de protéine. Cette technique conventionnelle peut être facilement adaptée et appliquée pour étudier les effets de différents gènes, facteurs environnementaux, ou thérapeutiques d’intérêt sur l’initiation et la progression tumorales.
La prudence est de mise lors de l’exécution de la technique puisque le DMBA est cancérigène et que l’acétone s’évapore rapidement. Un masque respiratoire approprié et l’utilisation de l’armoire d’écoulement sont recommandés.
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Aperçu
Cette étude présente un modèle de cancérogenèse cutanée en deux étapes qui permet aux chercheurs d'explorer le rôle de l'inflammation dans le cancer de la peau. Le modèle utilise un mutagène et un stimulateur de croissance pour induire la formation de tumeurs, offrant ainsi des aperçus sur l'initiation et la progression tumorales.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Oncologie
- Carcinogenèse
- Inflammation
Contexte
- La carcinogenèse cutanée en deux étapes implique un agent mutagène et un stimulateur de croissance.
- Le modèle est pertinent pour l'étude du carcinome spinocellulaire.
- Le respect précis des délais et des mesures de sécurité est essentiel dans la mise en place de l'expérience.
- Des souches invalidées peuvent être utilisées pour explorer les facteurs environnementaux et thérapeutiques.
Objectif de l'étude
- Étudier les mécanismes d'initiation et de progression tumorale.
- Évaluer le rôle du système immunitaire dans le cancer de la peau.
- Évaluer l'angiogenèse dans le contexte de tumeurs induites chimiquement.
Méthodes utilisées
- Application topique du 7,12-diméthylbenz[a]anthracène (DMBA).
- Application continue du 12-O-tétradécanoyl phorbol-13-acétate (TPA).
- Utilisation de souches d'invalidation génique pour des études sur les facteurs environnementaux.
- Surveillance de la formation et de la progression tumorales au fil du temps.
Résultats principaux
- Le modèle imite avec succès la pathologie du carcinome épidermoïde humain.
- L'inflammation joue un rôle important dans le développement tumoral.
- Un chronométrage précis est essentiel pour la reproductibilité des résultats.
- Des protocoles de sécurité sont nécessaires lors de la manipulation de substances cancérogènes.
Conclusions
- Le modèle à deux stades est efficace pour l'étude des mécanismes du cancer de la peau.
- Il fournit une plateforme pour tester des candidats thérapeutiques.
- Des recherches supplémentaires peuvent améliorer la compréhension de la biologie du cancer.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Le modèle de carcinogenèse cutanée en deux étapes DMBA-TPA fournit une plateforme fiable pour analyser l'initiation et la progression tumorale dans la recherche préclinique en oncologie. Sa reproductibilité et ses mesures quantitatives permettent une dé-risquisation mécanistique des voies inflammatoires et de la promotion tumorale médiée par le système immunitaire. Cela permet de prendre des décisions fondées sur des données probantes (go/no-go) en phase précoce de découverte et de priorisation des portefeuilles pour les programmes de dermatologie et d'immuno-oncologie.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmacie
Découverte précoce et validation des cibles
- Valeur scientifique : Permet d'étudier l'initiation tumorale par rapport à la progression en utilisant des agressions chimiques séparées dans le temps.
- Valeur scientifique : Permet la validation fonctionnelle de cibles dans la cancérogenèse induite par l'inflammation grâce à l'analyse de souches invalidées.
- Valeur scientifique : Facilite la détection mécanistique des facteurs de risque en isolant l'infiltration des cellules immunitaires et les contributions angiogéniques à la formation tumorale.
Développement de criblages et de tests
- Valeur opérationnelle : Génère des décomptes standardisés de papillomes et des mesures quantifiables de croissance pour le criblage de composés.
- Valeur opérationnelle : Fournit des lectures reproductibles du délai d'apparition des tumeurs et de leur multiplicité, adaptées à la standardisation des tests.
- Valeur opérationnelle : Permet une évaluation évolutive de candidats thérapeutiques affectant les stades d'initiation ou de promotion.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur translationnelle : Modélise la pathologie du carcinome spinocellulaire humain, permettant une pertinence pour les indications en oncologie dermatologique.
- Valeur translationnelle : Établit un lien entre les mécanismes inflammatoires et la progression tumorale, soutenant une validation préclinique alignée sur des biomarqueurs.
- Valeur translationnelle : Fournit une plateforme pour tester des agents immunomodulateurs et anti-angiogéniques dans un contexte physiologiquement pertinent.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Le modèle s'inscrit dans le continuum de la découverte, allant de la validation de la cible jusqu'aux tests d'efficacité préclinique, en particulier pour l'immuno-oncologie et la modulation des voies inflammatoires.
- Découverte en biologie : Permet la vérification d'hypothèses sur les interactions gène-environnement dans la cancérogénèse à l'aide de modèles d'invalidation inductible ou constitutive.
- Depistage : Fournit des paramètres quantitatifs tels que la latence et la charge des papillomes pour l'analyse dose-réponse et l'optimisation de composés candidats.
- Analytique : Produit des résultats histopathologiques, cytométriques et moléculaires afin de corréler les résultats phénotypiques avec les mécanismes sous-jacents.
- Recherche translationnelle : Assure une continuité allant de la découverte mécanistique à la validation préclinique grâce à des axes inflammatoires et angiogéniques communs.
- Réutilisation à l'échelle organisationnelle : Met en place une plateforme réutilisable de cancérogénèse inflammatoire destinée au dépistage croisé dans les cancers cutanés et épithéliaux.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté mécanistique en dissociant les phases d'initiation et de promotion dans le développement tumoral.
- Valeur opérationnelle : Garantit la reproductibilité grâce à un dosage chimique, un calendrier et une application normalisés sous contrôle de sécurité.
- Valeur stratégique : Améliore l'efficacité du capital en permettant une détection précoce des risques associés aux cibles dans des modèles de tumeurs induites par l'inflammation.
- Impact sur le portefeuille : Éclaire les décisions d'avancement ajustées au risque, fondées sur la survie sans tumeur et les indicateurs de progression.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise dans la manipulation de cancérogènes et l'administration de traitements topiques chez les modèles rongeurs.
- Dépend d'une infrastructure de ventilation et d'équipements de protection individuelle en raison de la volatilité et de la cancérogénicité du DMBA.
- Exige des soins animaliers standardisés afin d'éviter les interférences dues aux bagarres ou aux lésions cutanées.
- Requiert une formation à la mesure cohérente des tumeurs et au suivi longitudinal pour obtenir des critères d'évaluation fiables.
- Limité aux surfaces épithéliales cutanées ou accessibles, ce qui restreint son utilisation aux études de délivrance topique ou muqueuse.
