הזרקה תוך ורידי של תאים סרטניים משמשת לעתים קרובות במחקר גרורות, אבל נטל הגידול גרורתי יכול להיות קשה לנתח. כאן, אנו מדגימים מודל הזרקת וריד זנב של גרורות וכוללים גישה חדשנית לניתוח נטל גידול הריאות גרורתי שנוצר.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הזרקה תוך ורידי של תאים סרטניים משמשת לעתים קרובות במחקר גרורות, אבל נטל הגידול גרורתי יכול להיות קשה לנתח. כאן, אנו מדגימים מודל הזרקת וריד זנב של גרורות וכוללים גישה חדשנית לניתוח נטל גידול הריאות גרורתי שנוצר.
גרורות, הגורם העיקרי לתחלואה ותמותה עבור רוב חולי הסרטן, יכול להיות מאתגר למודל פרה-אקליני בעכברים. מעט מודלים ספונטניים של גרורות זמינים. לכן, מודל גרורות ניסיוני מעורבים הזרקת וריד זנב של קווי תאים מתאימים הוא עמוד התווך של מחקר גרורות. כאשר תאים סרטניים מוזרקים לווריד הזנב לרוחב, הריאה היא האתר המועדף עליהם של קולוניזציה. מגבלה פוטנציאלית של טכניקה זו היא כימות מדויק של נטל גידול הריאות גרורתי. בעוד כמה חוקרים לספור macrometastases של גודל מוגדר מראש ו / או לכלול micrometastases בעקבות חתך של רקמות, אחרים קובעים את האזור של נגעים גרורתיים ביחס לאזור הרקמה הרגיל. שתי שיטות הכימות האלה יכולות להיות קשות מאוד כאשר הנטל גרורתי גבוה. להלן, אנו מדגימים מודל הזרקה תוך ורידי של גרורות ריאות ואחריו שיטה מתקדמת לכימות נטל הגידול גרורתי באמצעות תוכנת ניתוח תמונה. תהליך זה מאפשר לחקור פרמטרים מרובים של נקודת קצה, כולל גודל גרורות ממוצע, מספר גרורות כולל ואזור גרורות כולל, כדי לספק ניתוח מקיף. יתר על כן, שיטה זו נבדקה על ידי לוח פתולוג וטרינרי מוסמך על ידי המכללה האמריקאית לפתולוגים וטרינריים (SEK) כדי להבטיח דיוק.
למרות היותו תהליך מורכב מאוד ולא יעיל1, גרורות הוא תורם משמעותי לתחלואה ותמותה של חולי סרטן2. למעשה, רוב מקרי המוות הקשורים לסרטן מיוחסים להתפשטות גרורתית של מחלות3,4. על מנת שתאי הגידול יצאו גרורות בהצלחה, עליהם להתנתק מהאתר הראשי, לפלוש דרך סטרומה סמוכה, לחדור למחזור הדם או ללימפטיקה, לנסוע למיטה נימית של אתר משני, להזרים לרקמה המשנית, ולהתרבות או לגדול כדי ליצור נגעים גרורתיים5. השימוש במודלים של עכברים היה קריטי לקידום ההבנה של המנגנונים המולקולריים האחראים על זריעה גרורתית וצמיחה6,7. כאן, אנו מתמקדים גרורות סרטן השד, אשר הן מודלים עכבר מהונדסים גנטית, כמו גם שיטות השתלה משמשים לעתים קרובות – כל אחד עם סט משלהם של יתרונות ומגבלות.
מודלים של גידולי החלב מהונדסים גנטית עושים שימוש ביזמים ספציפיים לבלוטת החלב, כולל MMTV-LTR (חוזרים על טרמינל ארוך של וירוס החלב של העכבר) ו- WAP (חלבון חומצי מי גבינה), כדי להניע ביטוי של טרנסג'נים באפיתל החלב8. אונקוגנס כולל אנטיגן T בינוני פוליומה (PyMT), ErbB2 / Neu, c-Myc, Wnt-1, ווירוס simian 40 (SV40) באו לידי ביטוי באופן זה9,10,11,12,13, ובעוד מודלים גנטיים אלה שימושיים לחקר חניכת גידול ראשוני והתקדמות, מעטים בקלות גרורות לאיברים רחוקים. יתר על כן, מודלים אלה של עכבר גנטי הם לעתים קרובות יותר זמן ועלות אוסרת מאשר מודלים גרורות ספונטניות או ניסיוניות. בהתחשב בהגבלתם של רוב המודלים של גידולי האם מהונדסים גנטית לחקר גרורות, טכניקות השתלה הפכו לשיטות אטרקטיביות לחקר תהליך מורכב זה. זה כולל אורתוטופיה, וריד זנב, תוך לב, הזרקה תוך גולגולתית של קווי תאים מתאימים.
למרות מספר שורות תא סרטן השד בקלות גרורות בעקבות הזרקה אורתוטופית לתוך כרית שומן חלב14,15, עקביות ושחזור של נטל הגידול גרורתי יכול להיות אתגר, ואת משך המחקרים האלה יכול להיות בסדר של מספר חודשים. להערכת גרורות ריאות, בפרט, הזרקה תוך ורידי לתוך הווריד הזנב היא לעתים קרובות שיטה לשחזור ויעילה יותר עם התפשטות גרורתית המתרחשת בדרך כלל בתוך טווח של כמה שבועות. עם זאת, מאז מודל הזרקה תוך ורידי עוקף את השלבים הראשוניים של מפל גרורתי, יש לנקוט זהירות בפירוש התוצאות של מחקרים אלה. בהדגמה זו, אנו מראים הזרקת וריד זנב של תאי גידול מאמרי יחד עם שיטת ניתוח מדויקת ומקיפה.
למרות שקהילת המחקר התקדמה משמעותית בהבנת התהליך המורכב של גרורות סרטן השד, ההערכה היא כי מעל 150,000 נשים יש כיום סרטן שד גרורתי16. מתוך אלה עם סרטן השד בשלב IV, >36% מהחולים יש גרורות ריאות17; עם זאת, התבנית הספציפית לאתר והשכיחות של גרורות יכולות להשתנות בהתאם לתת-סוג מולקולרי18,19,20,21. חולים עם גרורות ריאות הקשורות לסרטן השד יש הישרדות חציונית של רק 21 חודשים המדגיש את הצורך לזהות טיפולים יעילים סמנים ביולוגיים חדשניים עבור מחלה זו17. השימוש במודלים גרורתיים ניסיוניים, כולל הזרקה תוך ורידי של תאים סרטניים, ימשיך לקדם את הידע שלנו על אתגר קליני חשוב זה. בשילוב עם פתולוגיה הדמיה דיגיטלית ואת השיטה של ניתוח נטל גידול ריאות גרורתי המתואר בפרוטוקול זה, זריקות וריד זנב הם כלי רב ערך לחקר גרורות סרטן השד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השימוש בבעלי חיים פעל על פי תקנות משאבי בעלי חיים של המעבדה האוניברסיטאית (ULAR) במסגרת הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים (IACUC)-שאושרה פרוטוקול 2007A0120-R4 (PI: ד"ר ג'ינה סייזמור).
1. הזרקת וריד זנב של תאים סרטניים בשד
2. קיבוע רקמת ריאה וניתוח נטל גידול ריאות גרורתי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אם משתמשים בתאים לא מתובלים להזרקת ורידים בזנב, ייתכן שיהיה קשה לאשר קולוניזציה של ריאות עד (1) זמן הנמק אם ניתן לצפות במקרומטסטאזים או (2) בעקבות ניתוח היסטולוגי אם קיימים גרורות מיקרוסקופיות. עם נטל גידול גרורתי נרחב בריאות, לעכברים תהיה נשימה מאומצת. כמו בכל מחקר גידול, עכברים צריכים להיות במעקב קפדני לאורך כל המחקר. השימוש בתאים מסומנים הוא דרך קלה לאשר הזרקת וריד זנב מוצלחת; מכאן השימוש בתאי מד"א-MB-231 מתויגים לוציפראז בהדגמה. עם זאת, בהדמיית vivo לא תמיד אפשרי או הכרחי בהתאם לעיצוב הניסיוני וגורמים אחרים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ככל שהחוקרים ממשיכים להשתמש בהזרקה תוך ורידי של תאים סרטניים כמודל ניסיוני לגרורות, חסרים פרקטיקות סטנדרטיות לניתוח נטל הגידול גרורתי שנוצר. במקרים מסוימים, הבדלים משמעותיים בנטל הגידול גרורתי על מניפולציה של קווי תאים מסוימים ו /או שימוש בתרכובות כימיות ניתן לראות מקרוסקופית. עם זאת, במקרים אחרים, הבדלים עדינים זריעה גרורתית וצמיחה ניתן להתעלם או לפרש לא נכון ללא ניתוח פתולוגי יסודי. מחקר זה מקדם פרוטוקולי הזרקת ורידים זנב שפורסמו בעבר על ידי הכללת שיטה מקיפה של ניתוח נטל גידול ריאות גרורתי. חשוב לציין, שיטה זו של ניתוח...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
הנתונים הייצוגית מומנו באמצעות המכון הלאומי לסרטן (K22CA218549 ל- S.T.S). בנוסף לסיועם בפיתוח שיטת הניתוח המקיפה המדווחת כאן, אנו מודים למרכז הסרטן המקיף של אוניברסיטת אוהיו ולמשאב המשותף של פנוטיפינג עכבר (מנהל – קריסטה לה פרל, DVM, PhD) על שירותי היסטולוגיה ואימונוהיסטוכימיה ולליבת ההדמיה הפתולוגית לפיתוח וניתוח אלגוריתמים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| רפידות הכנה לאלכוהול | פישר סיינטיפיק | 22-363-750 | <חזק>לניקוי זנב לפני הזרקה |
| דיסקציה | פישר סיינטיפיק | 08-951-5 | <חזק>לדיסקציה של עכבר וניפוח רקמת ריאה |
| DMEM עם L-גלוטמין, 4.5 גרם/ליטר גלוקוז ונתרן פירובט | פישר סיינטיפיק | MT10013CV | בסיס מדיה לתרבית תאים עבור קווי תאים MDA-MB-231 ו-MVT1 |
| תמיסת מלח חוצצת פוספט של Dulbecco 1x | Fisher Scientific | MT21030CV | המשמשת להשעיית תאי גידול להזרקת |
| אתנול (תמיסה של 70%) | OSU | המשמש למזעור פרוות העכבר במהלך הדיסקציה; היזהר - צבע כחול דליק | |
| של אוון | Millipore Sigma | E2129 | משמש ב-1% ב-PBS סטרילי לתרגול בשיטת הזרקת וריד זנב; היזהר - מגיב מסוכן |
| סרום בקר עוברי | Millipore Sigma | F4135 | תוסף מדיה לתרבית תאים; משמש ב-10% במלקחיים DMEM |
| פישר סיינטיפיק | 10-270 | לדיסקציה וניפוח רקמות ריאה | |
| עכברי FVB/NJ | מעבדת ג'קסון | 001800 | זן עכבר סינגני לתאי MVT1 |
| המציטומטר (Bright-Line) | Millipore Sigma | Z359629 | לשימוש בתרבית תאים להשגת ספירת תאים |
| מזרק אינסולין (28 גרם) | פישר סיינטיפיק | 14-829-1B | להזרקות וריד זנב (BD 329424) |
| תאי MDA-MB-231 | ATCC | קו תאי סרטן שד אנושי | |
| MVT1 תאי | גידול עכבר מחטי תאי גידול חלב | ||
| (26 גרם) | פישר סיינטיפיק | 14-826-15 | המשמש לניפוח העכבר ריאות |
| פורמלין ניטרלי בופר (10%) | Fisher Scientific | 245685 | משמש כמקבע רקמות ולניפוח רקמת ריאה; היזהר - מגיב מסוכן |
| NOD. עכברי Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) | מעבדת ג'קסון | 005557 מתוחזקת על ידי OSUCCC Target Validation Shared | |
| Resource Penicillin Streptomycin 100x | ThermoFisher | 15140163 תוסף מדיה לתרבית תאים גזה | |
| סטרילית | פישר סיינטיפיק | NC9379092 | למריחת לחץ על זנב העכבר אם מתרחש דימום |
| מזרק (5 מ"ל) | פישר סיינטיפיק | 14-955-458 | משמש לניפוח רקמת ריאות של עכבר |
| מסנן וריד זנב | Braintree Scientific, Inc. | TV-150 STD | המשמש לריסון עכבר להזרקות וריד זנב |
| טריפן כחול (0.4%) | ThermoFisher | 15250061 | משמש בתרבית תאים להערכת כדאיות |
| טריפסין-EDTA 0.25 | ThermoFisher | 25200-114 | משמש בתרבית תאים לניתוק תאי גידול מהצלחת |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
An erratum was issued for: Pathological Analysis of Lung Metastasis Following Lateral Tail-Vein Injection of Tumor Cells. The author list was updated.
The author list was updated from:
Katie A. Thies1, Sue E. Knoblaugh2, and Steven T. Sizemore1
1Department of Radiation Oncology, Arthur G. James Comprehensive Cancer Center and Richard L. Solove Research Institute, The Ohio State University Medical Center
2Department of Veterinary Biosciences, Comparative Pathology and Digital Imaging Shared Resource, The Ohio State University
to:
Katie A. Thies1, Sarah Steck1, Sue E. Knoblaugh2, and Steven T. Sizemore1
1Department of Radiation Oncology, Arthur G. James Comprehensive Cancer Center and Richard L. Solove Research Institute, The Ohio State University Medical Center
2Department of Veterinary Biosciences, Comparative Pathology and Digital Imaging Shared Resource, The Ohio State University