אנו מתארים מודל עכבר xenograft של גרורות במוח של סרטן השד שנוצרו באמצעות הזרקת ורידים בזנב של קו תאי סרטן שד דלקתי מוגבר אנדוגניים HER2.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
אנו מתארים מודל עכבר xenograft של גרורות במוח של סרטן השד שנוצרו באמצעות הזרקת ורידים בזנב של קו תאי סרטן שד דלקתי מוגבר אנדוגניים HER2.
התפשטות גרורתית למוח היא ביטוי שכיח והרסני של סוגים רבים של סרטן. בארצות הברית לבדה, כ-200,000 חולים מאובחנים עם גרורות במוח מדי שנה. הושגה התקדמות משמעותית בשיפור תוצאות ההישרדות של חולות עם סרטן שד ראשוני וממאירויות סיסטמיות; עם זאת, הפרוגנוזה העגומה עבור חולים עם גרורות קליניות במוח מדגישה את הצורך הדחוף לפתח סוכנים טיפוליים חדשניים ואסטרטגיות נגד מחלה קטלנית זו. היעדר מודלים ניסיוניים מתאימים היה אחד המכשולים העיקריים המעכבים את התקדמות ההבנה שלנו של גרורות מוחיות, ביולוגיה וטיפול. במאמר זה אנו מתארים מודל עכברי של גרורות במוח שנוצרו באמצעות הזרקת וריד זנב של קו תאים אנדוגני מוגבר HER2 שמקורו בסרטן שד דלקתי (IBC), צורה נדירה ואגרסיבית של סרטן השד. התאים סומנו בלוציפראז גחלילית ובחלבון פלואורסצנטי ירוק כדי לנטר גרורות במוח, וכומתו עומס גרורתי על ידי דימות ביולומינסצנטי, סטריאומיקרוסקופיה פלואורסצנטית והערכה היסטולוגית. עכברים מפתחים גרורות במוח באופן יציב ועקבי, מה שמאפשר חקירה של מתווכים מרכזיים בתהליך הגרורתי ופיתוח בדיקות פרה-קליניות של אסטרטגיות טיפול חדשות.
גרורות במוח הן סיבוך שכיח וקטלני של ממאירויות מערכתיות. רוב גרורות המוח מקורן בגידולים ראשוניים של הריאה, השד או העור, אשר ביחד מהווים 67-80% מהמקרים 1,2. ההערכות לגבי היארעות גרורות במוח נעות בין 100,000 ל-240,000 מקרים, ומספרים אלה עשויים להיות מוערכים בחסר מכיוון שנתיחה לאחר המוות נדירה עבור חולים שמתו מסרטן גרורתי3. לחולים עם גרורות במוח יש פרוגנוזה גרועה יותר והישרדות כללית נמוכה יותר ביחס לחולים ללא גרורות במוח4. אפשרויות הטיפול הנוכחיות בגרורות במוח הן פליאטיביות ברובן ואינן מצליחות לשפר את תוצאות ההישרדות עבור רוב החולים5. לפיכך, גרורות במוח נותרו אתגר, והצורך נותר דחוף כדי להבין טוב יותר את המנגנונים של התקדמות גרורות במוח כדי לפתח טיפולים יעילים יותר.
השימוש במודלים ניסיוניים סיפק תובנות חשובות לגבי מנגנונים ספציפיים של התקדמות גרורתית של סרטן השד למוח ואיפשר להעריך את יעילותן של גישות טיפוליות שונות 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 . עם זאת, מעט מאוד מודלים יכולים לשחזר באופן מדויק ומלא את המורכבות של התפתחות גרורות במוח. מספר מודלים ניסיוניים in vivo נוצרו באמצעות חיסון תאים סרטניים לעכברים על ידי נתיבי מתן שונים, כולל אורתוטופיים, וריד זנב, תוך לבבי, עורקי תוך קרוטיד וזריקות תוך מוחיות. לכל טכניקה יתרונות וחסרונות, כפי שנסקר במקום אחר3. עם זאת, אף אחד מהמודלים האלה של עכברים לא יכול לשכפל באופן מלא את ההתקדמות הקלינית של גרורות במוח.
גרורות במוח שכיחות במיוחד בחולות עם סרטן שד דלקתי (IBC), גרסה נדירה אך אגרסיבית של סרטן שד ראשוני. IBC מהווה 1% עד 4% ממקרי סרטן השד, אך הוא אחראי ל -10% לא פרופורציונליים ממקרי המוות הקשורים לסרטן השד בארצות הברית17,18. IBC ידוע לשלוח גרורות במהירות; ואכן, לשליש מחולי IBC יש גרורות מרוחקות בזמן האבחנה19,20. ספציפית לגרורות במוח, חולים עם IBC יש שכיחות גבוהה יותר של גרורות במוח מאשר חולים עם IBC שאינו IBC21. לאחרונה, הדגמנו כי קו התאים MDA-IBC3, הנגזר מנוזל ההיתוך הפלאורלי הממאיר של חולה עם ER-/PR-/HER2+ IBC המשחזר מאפייני IBC בקסנוגרפטים של עכברים, הוא בעל נטייה מוגברת לפתח גרורות במוח ולא גרורות ריאה בעכברים כאשר מוזרק על ידי וריד הזנב, מה שהופך את קו התאים הזה למודל טוב לחקר התפתחות גרורות במוח16.
במאמר זה נתאר את ההליכים ליצירת גרורות במוח באמצעות הזרקת תאי MDA-IBC3 לווריד הזנב ולהערכת העומס הגרורתי באמצעות מיקרוסקופ סטריאופלואורסצנטי והדמיית לוציפראז. שיטה זו שימשה לגילוי מתווכים מרכזיים של גרורות סרטן השד למוח ולבדיקת היעילות של התערבויות טיפוליות 16,22,23. החיסרון של טכניקה זו הוא שהיא אינה משחזרת את כל השלבים בתהליך הגרורתי במוח. עם זאת, יתרונותיו העיקריים כוללים חוסן ויכולת שחזור, מעורבות של הביולוגיה הרלוונטית של גרורות של intravasation, חציית הריאות ו extravasation לתוך המוח, ואת הפשטות היחסית שלה במונחים של טכניקה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השיטה המתוארת כאן אושרה על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של מרכז הסרטן MD Anderson ועומדת בהנחיות המכונים הלאומיים לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. זרימת העבודה הסכמטית, עם כל השלבים הכלולים, מוצגת כאיור 1.
1. הכנת תאים
הערה: קו התאים MDA-IBC3 (ER-/PR-/HER2+), שנוצר במעבדה24 של ד"ר וודוורד, הומר ביציבות עם פלסמיד חלבון פלואורסצנטי ירוק לוציפראז (Luc-GFP).
2. הזרקת ורידים זנב
3. הערכת עומס גרורות במוח
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עם הרציונל שתאים מסומנים מאפשרים ניטור והדמיה של גרורות במוח במודלים פרה-קליניים של עכברים, תייגנו תאי MDA-IBC3 עם Luc ועם GFP כדי לנטר גרורות במוח ולכמת את העומס הגרורתי באמצעות הדמיה ביולומינסנטית וסטריאומיקרוסקופיה פלואורסצנטית. הזרקת תאי MDA-IBC3 המסומנים לוורידי הזנב של עכברי SCID/בז' מדוכאי חיסון הביאה לאחוזים גבוהים של עכברים לפתח גרורות במוח (כלומר, 66.7% עד 100%)16,23,25. נגעים גרורתיים במוח יכולים להתגלות כבר 8 שבועות ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול כולל מספר שלבים קריטיים. תאים צריכים להישמר על קרח לא יותר משעה אחת כדי לשמור על כדאיות. יש להשתמש ברפידות כותנה אלכוהוליות כדי לנגב את זנבות העכברים לפני ההזרקה, תוך הקפדה לא לנגב חזק מדי או לעתים קרובות מדי כדי למנוע פגיעה בעור הזנב. ודא שאין בועות אוויר בתרחיף התא, כדי למנוע מעכברים למות מאמבולי כלי דם. שמור על זווית הזרקה של 45° או פחות כדי למנוע פירסינג בכלי הדם בזנבות והכנס לפחות 1/3 מהמחט לווריד הזנב כדי להבטיח הזרקה מוצלחת של כל התאים. ניתן להתאים את הנפח הכולל של התאים המוזרקים בהתאם למשקל העכברים, אך ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים.
אנו מודים לכריסטין פ. ווגן, MS, ELS, מהמחלקה לאונקולוגיה של קרינה של MD Anderson על העריכה המדעית של כתב היד, ולקרול מ. ג'ונסטון מהמחלקה להיסטולוגיה כירורגית של MD Anderson על העזרה עם צביעת המטוקסילין ואאוזין. אנו מודים לליבת הרפואה והכירורגיה הווטרינרית ב- MD Anderson על תמיכתם במחקרים בבעלי חיים. עבודה זו נתמכה על ידי המענקים הבאים: Susan G. Komen Career Catalyst Research grant (CCR16377813 ל-BGD), מענק Research Scholar של האגודה האמריקאית לסרטן (RSG-19-126-01 ל-BGD), והתוכנית לחקר סרטן השד הנדירה והאגרסיבית של מדינת טקסס. נתמך גם בחלקו על ידי מענק תמיכה של מרכז הסרטן (ליבה) P30 CA016672 מהמכון הלאומי לסרטן, המכונים הלאומיים לבריאות, למרכז הסרטן MD Anderson באוניברסיטת טקסס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <תרבית תאים חזקה> | |||
| 1000 ומיקרו; L קצה פיפטה מסונן | Genesee Scientific | 23430 | |
| 10 מ"ל פיפטות סרולוגיות | Genesee Scientific | 12-112 | |
| אנטיביוטיקה-אנטי-מיקוטיקה | תרמו פישר סיינטיפיק | 15240062 | צינורות |
| צנטריפוגה 1% 15 מ"ל בתפזורת | Genesee Scientific | 28103 | |
| Corning 500 מ"ל Hams F-12 בינוני [+] L-גלוטמין | GIBICO Inc. ארה"ב | MT10080CV | |
| Countess II מונה תאים אוטומטי (Invitrogen) | Thermo Fisher Scientific | AMQAX1000 | |
| 1x DPBS | Thermo Fisher Scientific | 21-031-CV | |
| Eppendorf centufuge 5810R | Eppendorf | ||
| סרום בקר עוברי (FBS) | GIBICO Inc. ארה"ב | 16000044 | 10% |
| Fisherbrand מסנני תאים סטריליים (40 μ m) | תרמו פישר סיינטיפיק | 22-363-547 | |
| הידרוקורטיזון | סיגמא-אולדריץ' | H0888 | 1 ומיקרו; גרם/מ"ל |
| אינסולין | תרמו פישר סיינטיפיק | 12585014 | 5 ומיקרו; גרם/מ"ל |
| Invitrogen שקופיות תא ספירת תאים של רוזנת | תרמו פישר סיינטיפיק | C10228 | |
| קווי תאים MDA-IBC3 | הסרטן MD Anderson | שנוצר על ידי המעבדה של ד"ר וודוורד24 | |
| Luciferase– חלבון פלואורסצנטי ירוק (Luc– GFP) מערכת פלסמיד | Biosciences | BLIV713PA-1 | |
| מיקרו-צינורות שקופים סטריליים 1.7 מ"ל | Genesee Scientific | 24282S | |
| Olympus 10 µ L להגיע לקצה מחסום, כריכה נמוכה, מתלה, סטרילי | Genesee Scientific | 23-401C | |
| צלוחיות שטופלו ב-TC (T75), 250 מ"ל, Vent | Genesee Scientific | 25-209 | |
| Trypan Blue Stain (0.4%) לשימוש עם Countess Automated Cell Counter | Thermo Fisher Scientific | T10282 | |
| Trypsin-EDTA (0.25%), פנול אדום | Thermo Fisher Scientific | 25200114 | |
| <הזרקת וריד זנב חזק> | |||
| C.B-17 / IcrHsd-Prkdc scid Lyst bg-J - SCID / בז | Envigo | SCID / עכברי | |
| בז' BD מזרק אינסולין עם מחט BD אולטרה עדינה 0.5 מ"ל 30Gx1/2 אינץ' (12.7 מ"מ) | BD | 328466 | |
| Plas Labs מרסן מכרסמים בסגנון ברום | Plas Labs 551BSRR | 01-288-32A | הזמנה מ-Thermo Fisher Scientific |
| Volu Solספק שותף גיוון אתנול 95% SDA (190 הוכחה) | Thermo Fisher Scientific | 50420872 | 70% משומש |
| <חזק>הדמיה | |||
| BD מינון U-100 מזרקי אינסולין | BD | 329461 | |
| יחידות מסנן PES חד פעמיות 0.45 ומיקרו; m | Fisherbrand | FB12566501 מערכת סינון לעיקור D-luciferin | |
| D-Luciferin Biosynth | L8220-1g | ריכוז מלאי = 47.6 מ"מ (15.15 מ"ג/מ"ל); ריכוז שימוש = 1.515 מ"ג/מ"ל | |
| 1.7 מ"ל מיקרו-צינור ענבר | Genesee Scientific | 24-282AM | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | NDC-14043-704-06 | חומר הרדמה נוזלי לשימוש במכשיר אידוי הרדמה |
| IVIS 200 | PerkinElmer | להדמיית לוציפראז, הדמיה של עד 5 עכברים בו זמנית, עם מכונת הרדמה | |
| מיכלי פלסטיק עם מכסים | פישרברנד | 02-544-127 | |
| קלטות טישו | תרמו סיינטיפיק | 1000957 | |
| Webcol הכנת אלכוהול | Covidien | 6818 | |
| <חזק>הדמיית סטריאומיקרוסקופ חזקה | |||
| סטריאומיקרוסקופ AZ100 | ניקון | דגם AZ-STGE | תוכנה NIS-ELEMENT |
| פורמלין 10% | פישר כימיקל | SF100-4 | |
| TC כלים מטופלים 100x20 מ"מ | Genesee Scientific | 25202 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.