Modélisation des métastases cérébrales : analyse standardisée de la colonisation métastatique et des schémas de croissance histologiques par injection intracorticale stéréotaxique

Notre groupe étudie comment les cellules tumorales colonisent le cerveau et comment les schémas de croissance métastatique influencent les résultats cliniques et les réponses au traitement. Pour commencer, pèse chaque souris à l’aide d’une balance de précision pour calculer le volume requis d’anesthésique en fonction de son poids corporel. Après l’administration de l’anesthésie, placez la souris sur une bouillotte pré-chaude, maintenue à 37 à 38 degrés Celsius pour soutenir la thermorégulation, puis appliquez une pommade pour les yeux afin de protéger la cornée du dessèchement.

Préparez la souris en utilisant une technique aseptique approuvée par le comité local d’éthique animale. Désinfectez soigneusement le cuir chevelu à l’aide d’une solution à base d’iode. Confirmez la profondeur de l’anesthésie avec une pincée de l’orteil, puis étirez la peau jusqu’à la plus tendue et réalisez une incision médiane d’environ trois à quatre millimètres le long du crâne à l’aide d’un scalpel stérile.

Avec le même scalpel, grattez doucement le périoste pour exposer la surface du crâne. Fixez la tête de la souris dans un cadre stéréotaxique à l’aide de barres d’oreilles. En utilisant le bras stéréotaxique, localisez le bregma, puis déplacez le bras deux millimètres vers l’avant et un millimètre latéral vers la droite, et marquez le site cible dans le cortex frontal avec un marqueur chirurgical.

Forez soigneusement le crâne à l’endroit indiqué à l’aide d’une perceuse dentaire de précision, en veillant à ce que la dure-mère ne soit pas pénétrée. Confirmez l’ouverture en sondant doucement le site avec des pinces stériles. Ensuite, resuspendez la suspension des cellules tumorales en pipettant de haut en bas pour assurer une distribution uniforme.

Chargez trois microlitres de suspension dans une seringue Hamilton de 10 microlitres et placez-la dans le cadre stéréotaxique à l’aide du support approprié. Placez soigneusement l’aiguille de la seringue au-dessus du trou de frais, en veillant à ce que le biseau soit orienté vers la gauche pour assurer la consistance de l’injection. Insérez l’aiguille verticalement dans le tissu cérébral à une profondeur de 3,5 millimètres.

Une fois la profondeur requise atteinte, retirez lentement l’aiguille de 0,5 millimètre pour aider à prévenir le reflux de la suspension cellulaire et injectez trois microlitres de suspension de cellules tumorales lentement sur une minute. Après l’injection, maintenez l’aiguille en place pendant deux minutes supplémentaires afin de permettre aux cellules et à la matrice extracellulaire de se stabiliser et de minimiser le reflux. Ensuite, retirez prudemment la seringue et retirez la souris du cadre stéréotaxique.

Rincez doucement le crâne avec une solution stérile de chlorure de sodium à 0,9 %, puis scellez le trou de la fraise avec de la cire osseuse. Fermez l’incision du cuir chevelu à l’aide de trois à quatre points de suture attachant chaque suture avec trois nœuds serrés placés près des bords de la plaie pour une cicatrisation optimale. Marquez les oreilles de la souris à l’aide d’un motif de perforation approprié correspondant au numéro d’identification désigné.

Ensuite, réappliquez la pommade oculaire si nécessaire pour éviter le séchage cornéen pendant la récupération, puis remettez la souris dans une bouillotte pré-chaude maintenue à 37 à 38 degrés Celsius pour faciliter la récupération après anesthésie. Nettoyez et désinfectez soigneusement la seringue Hamilton en rinçant l’aiguille et le canon trois fois de suite, d’abord avec de l’eau distillée, puis à 70 % d’éthanol, et enfin avec une solution stérile de chlorure de sodium à 0,9 %. Après rinçage, conservez la seringue Hamilton sur de la glace jusqu’à sa prochaine utilisation.

Enfin, administrez un analgésique par voie sous-cutanée alors que la souris est encore sous anesthésie afin d’assurer un soulagement immédiat de la douleur postopératoire. Les souris domestiques individuellement pendant la convalescence pendant une courte période, ne dépassant pas une heure, afin d’éviter les blessures dues aux interactions entre animaux éveillés et en convalescence. Si des signes de détresse ou de comportement anormal sont observés pendant la période de surveillance, évaluez la fonction neurologique à l’aide du test du fil suspendu pour évaluer la force de prise et la coordination.

Suspendez une souris sur un fil horizontal et enregistrez si elle atteint une plateforme d’évasion dans les 60 secondes. Une souris en mauvaise santé ne parvient pas à atteindre la plateforme et tombe du fil. Après l’euthanasie et la collecte des tissus animaux, évaluez le schéma histologique de croissance de la métastase et les caractéristiques associées sur les lames de tissu numérique.

Des images macroscopiques ont confirmé l’absence de croissance tumorale chez les souris de la valve de contrôle C injectées par ECM, tandis que des lésions métastatiques visibles étaient présentes chez les souris injectées avec des suspensions de cellules tumorales en ECM. Les souris injectées avec des cellules 4T1 ou 410.4 de cancer du sein présentaient une charge métastatique significativement plus élevée que les témoins injectés par ECM, sans différence significative entre les deux lignées cellulaires tumorales. L’analyse de survie de Kaplan Meyer a démontré que les souris injectées avec 410,4 cellules tumorales avaient une survie globale significativement plus longue que celles injectées avec des cellules 4T1.

L’analyse histologique a montré que les métastases cérébrales 4T1 et 410,4 présentaient des schémas de croissance distincts, 4T1 montrant une croissance infiltrative épithéliale en forme de filament. Une injection stéréotaxique incorrecte a entraîné une croissance tumorale dans le crâne et des méninges due à une fuite de suspension cellulaire, tandis qu’une injection intracorticale appropriée a entraîné une métastase parenchymatose suivie d’une dissémination méningée. Nous avons démontré que les schémas de croissance des métastases cérébrales influencent le pronostic et la mort neurologique, ce qui soutient la pertinence pour orienter la prise de décision clinique.

Ce protocole est particulièrement utile pour étudier la colonisation métastatique tardive, en abordant des aspects cliniquement pertinents comme la dynamique de croissance et la dissémination secondaire. Contrairement à d’autres méthodes, le modèle stéréotaxique assure la colonisation spécifique du cerveau et préserve la complexité totale du système, permettant des études à long terme sur la progression tumorale et la réponse thérapeutique. En fournissant une plateforme cliniquement reproductible et pertinente, notre modèle contribue à comprendre les mécanismes de colonisation cérébrale et à explorer de nouvelles stratégies thérapeutiques.