Descriviamo la creazione di tumori colorettali ortotopici attraverso l'iniezione di cellule tumorali o organoidi nel cecum dei topi e il successivo isolamento di cellule tumorali circolanti (CTC) da questo modello.
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Articolo metodologico
Descriviamo la creazione di tumori colorettali ortotopici attraverso l'iniezione di cellule tumorali o organoidi nel cecum dei topi e il successivo isolamento di cellule tumorali circolanti (CTC) da questo modello.
Nonostante i vantaggi di una facile applicabilità e di un rapporto costo-efficacia, i modelli del topo sottocutaneo presentano gravi limitazioni e non simulano accuratamente la biologia tumorale e la diffusione delle cellule tumorali. I modelli di topo ortotopico sono stati introdotti per superare queste limitazioni; Tuttavia, tali modelli sono tecnicamente impegnativi, specialmente negli organi cavi come il grande intestino. Al fine di produrre tumori uniformi che crescono e metastasiano in modo affidabile, le tecniche standardizzate per la preparazione e l'iniezione delle cellule tumorali sono critiche.
Abbiamo sviluppato un modello di topo orthotopico del cancro del colon-retto (CRC) che sviluppa tumori altamente uniformi e può essere utilizzato per studi di biologia tumorale e studi terapeutici. Le cellule tumorali da tumori primari, linee cellulari 2D (2D) o organoidi tridimensionali (3D) vengono iniettati nel cecum e, a seconda del potenziale metastatico delle cellule tumorali iniettate, formano tumori altamente metastatici. Inoltre,I CTC possono essere trovati regolarmente. Qui descriviamo la tecnica della preparazione delle cellule tumorali da entrambe le linee cellulari 2D e dagli organoidi 3D, nonché dal tessuto tumorale primario, le tecniche chirurgiche e di iniezione, nonché l'isolamento di CTC dai topi tumorali e suggerimenti per la risoluzione dei problemi.
Il cancro del colon-retto (CRC) è una delle cause più comuni della morte del cancro nei paesi occidentali. 1 Mentre il tumore primario può spesso essere ripreso, il verificarsi di metastasi distanti peggiora drasticamente la prognosi e spesso porta alla morte. 2 , 3 Il correlato biologico della metastasi è la circolazione delle cellule tumorali (CTC), che si staccano dal tumore, sopravvivono in circolazione, si attaccano all'epitelio nell'organo bersaglio, invadono l'organo e, in ultima analisi, superano le nuove lesioni. 4 Anche se i CTC sono noti per essere di rilevanza prognostica, 5 , 6 , 7 , 8 , 9 la loro biologia è solo in parte capita a causa della loro estrema rarità nel CRC. 10
I modelli del mouse sono un potente tOol per studiare vari aspetti della biologia del cancro. I modelli classici tumorali sottocutanei vengono prodotti mediante iniezione sottocutanea di cellule tumorali in topi riceventi, che possono essere immunocompetenti (se vengono utilizzate cellule tumorali murine singeniche) o immunodeficienti. I modelli tumorali sottocutanei sono poco costosi e producono dati veloci; La loro crescita del tumore a punto finale può essere facilmente misurata e non invasiva. Tuttavia, l'88% dei nuovi composti che hanno dimostrato un'attività antitumorale in tali modelli non riescono a studi clinici. 11 Ciò è in parte dovuto alle differenze tra le specie umane e topi; Tuttavia, gran parte di questo fallimento è dovuto al basso valore predittivo dei modelli del topo sottocutaneo.
I modelli di topo ortotopico, in cui le cellule tumorali vengono iniettate nell'organo d'origine e quindi crescono nel loro microambiente originale, sono quindi sempre più utilizzate nella ricerca sul cancro. 11 , 12 , 13 , 14 I modelli ortotopici non solo simulano le condizioni di crescita tumorale locale; Come risultato del sito anatomicamente corretto della crescita tumorale, i modelli ortotopici del mouse permettono anche una simulazione realistica di metastasi e sono quindi utilizzati per studiare la biologia CTC 8 , 15 , 16 o la loro risposta a diversi trattamenti in CRC. 13 , 17
Uno svantaggio maggiore dei modelli di topi ortotopici è la loro complessità tecnica. A seconda dell'organo in cui le cellule devono essere iniettate, la curva di apprendimento finché lo sperimentatore non è in grado di indurre tumori riproducibili è piuttosto lunga. Ciò vale in particolare per i modelli del cancro del colon-retto, in quanto le cellule tumorali devono essere iniettate nella parete intestinale, che spesso provoca perforazioni, perdite di cellule tumorali o perdita cellulare tumorale endoluminale. Questo unL'obiettivo è quello di descrivere il metodo di preparazione cellulare dai campioni di tessuto primario, dalle linee cellulari 2D e dalla cultura organoidea 3D e dalla loro iniezione nel cecum dei topi. La tecnica qui descritta porta a tumori altamente uniformi e, a seconda della biologia tumorale della linea cellulare utilizzata per l'iniezione, la riproducibile formazione di metastasi distinte e CTC nei topi riceventi. 15
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Gli esperimenti animali presentati qui sono stati riesaminati e consentiti in maniera indipendente da un comitato istituzionale e governativo per la cura degli animali e sono stati condotti secondo le linee guida dell'Associazione federale delle scienze animali animali (FELASA). Tutte le misure possibili sono state prese per ridurre al minimo la sofferenza, inclusa l'anestesia e l'analgesia o, se necessario, l'eutanasia precoce.
1. Preparazione delle cellule e degli organoidi
NOTA: utilizzare un volume di 20 μL con 100.000 celle per ogni iniezione. Utilizzare la matrice della membrana basamento (BMM) per evitare perdite e assicurare l'iniezione standardizzata. Al fine di garantire risultati riproducibili, eseguire test di autenticazione delle linee cellulari ( ad esempio , tramite profilatura STR) a intervalli regolari.
2. Modello ortotopico del mouse
3. Isolamento delle cellule tumorali circolanti da campioni di sangue intero
NOTA: Ottenere il sangue mediante puntura cardiaca transcutanea su topi anestetizzati, seguita da eutanasia. Idealmente, 1.000 μL di sangue vengono prelevati in una siringa pre-riempita con 100 μL di un anticoagulante (acido etilendiammetraceico (EDTA) o eparina). Utilizzare una EpCAM anti-umana (adesione delle cellule epitelialiMolecola) per identificare i CTC. Questo funziona molto bene se le linee cellulari epiteliali umane vengono utilizzate nel modello del mouse. Per altri apparecchi potrebbero essere necessari diversi anticorpi.
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La generazione di tumori colorettali di successo e riproducibile in questo modello dipende in maniera critica da un'iniezione precisa delle cellule senza perdite o perdite. Se questo è stato raggiunto, questo modello è estremamente affidabile e molto raramente si traduce in una diffusione peritoneale artificiale. La cinetica di crescita dei tumori così come i loro modelli di disseminazione dipendono dalla biologia degli organoidi e delle cellule usate. 15 Ment...
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Nonostante la loro attività preclinica dimostrata nei modelli del topo sottocutaneo, la grande maggioranza dei nuovi composti non riesca a sperimentare cliniche e non raggiunge mai la clinica. 11 Questa evidente insufficienza dei modelli del topo sottocutaneo per simulare accuratamente i modelli di biologia e crescita dei tumori ha portato allo sviluppo di modelli ortotopici a base di iniezione di cellule tumorali direttamente nell'organo originale.
I modelli di t...
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Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questo lavoro è stato sostenuto dalla fondazione della ricerca tedesca (WE 3548 / 4-1) e Roland-Ernst-Stiftung für Gesundheitswesen (1/14).
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Terreni e componenti per colture cellulari | |||
| Advanced DMEM F12 | Invitrogen | 12634010 | DMEM/ F12 +++ medium |
| HEPES (1 M) | Life Technologies GmbH | 15630056 | DMEM/ F12 +++ medium |
| Glutamax-I Supplement (200 mM) | Life Technologies GmbH | 35050038 | DMEM/ F12 +++ |
| medium Penicillina/ Streptomicina (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | DMEM/ F12 +++ medium |
| DMEM | Life Technologies GmbH | 61965026 | terreno di base di linee cellulari 2D (DMEM/10% FCS) |
| Siero fetale di vitello (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | terreno di base di linee cellulari 2D (DMEM/10% FCS) |
| TrypLE Express tampone di dissociazione enzimatica | Life Technologies GmbH | 12604021 | |
| Matrice di membrana basale Matrigel (BMM, senza rosso fenolo) | CORNING B.V. Life Sciences | 356231 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Life Technologies GmbH | 14190169 | |
| Trypsin-EDTA (0,25%, Phenol-Red) | Life Technologies GmbH | 25200072 | |
| piastre a 6/48 pozzetti con coperchio | Pallone per colture cellulari CORNING | 3516/3548 | |
| 75 cm², 250 mL | VWR International GmbH | 734-2066 | |
| pallone per colture cellulari 150 cm², 600 mL | Corning B.V. Life Sciences | 355001 | |
| Eppendorf provette 1,5 mL / 2 mL | Sarstedt AG & Co. | 72.706.400/ 72.695.400 | |
| Provette da centrifuga da 15 mL, 50 mL | Greiner-Bio-One GmbH | 188271/227270 | |
| TC10 Vetrini di conteggio (per contatrice TC20) | Bio-Rad Laboratories GmbH | 1450016 | |
| Pipette Pasteur (vetro, 150 mm) | Fisher Scientific GmbH | 11546963/ FB50251 | estratte sottilmente con un bruciatore bunsen |
| delicatamenteDissociatore MACS | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | per la preparazione del tessuto tumorale primario |
| MACSmix Tube Rotator | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | per la preparazione del tessuto tumorale primario |
| delicate MACS C Tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | per la preparazione del tessuto tumorale primario |
| Kit di dissociazione del tumore umano | Miltenyi Biotec | 130-095-929 | per la preparazione |
| del tessuto tumorale primarioFalcon 70 µ m Cell Strainer | Corning B.V. Life Sciences | 352350 | per la preparazione del tessuto tumorale primario |
| Name | Company | Numero di catalogo | Comments |
| Surgical Equipment | |||
| Sevoflurane | AbbVie Germany GmbH & Co. KG-Ossigeno | ||
| medicale | Air Liquide Medical | ||
| Temgesic-Bepanthen | |||
| - unguento oftalmico | Bayer Vital GmbH | 10047757 | |
| Soluzione salina normale 0,9% (E154) | Serumwerk Bernburg AG | 10013 | |
| Aqua ad injectabilia | Braun | 235144 | |
| Siringa da 1 ml (senza volume morto) - Injekt-F SOLO | Braun/neoLab | 194291661 | |
| 30G ago per iniezione | BECTON DICKINSON | 304000 | |
| tamponi di cellulosa | Lohmann & Rauscher Deutschland | 13356 | |
| Micro-Adson Forcipe | FST - Fine Science Tools | 11018-12 | |
| Forbice dell'iride - ToughCut | FST - Fine Science Tools | 14058-11 | |
| Porta aghi Olsen-Hegar | FST - Fine Science Tools | 12002-12 | |
| AutoClip Kit | FST - Fine Science Tools | 12020-00 | |
| PDS Z1012H 6/0 C1 (chirurgico sutura) | Johnson & Johnson Medical GmbH | Z1012H | |
| Macchina per anestesia da tavolo per la ricerca con risciacquo O2 e vaporizzatore di sevoflurano | Pompa UltraMicro Parkland Scientific | V3000PS/PK | |
| con controller Micro4 | World Precision Instruments | UMP3-4 | per iniezione ortotopica altamente controllata |
| Interruttore a pedale per controller SYS-Micro4 | World Precision Instruments | 15867 | attrezzatura per iniezione ortotopica ad alto controllo |
| Micromanipolatore manuale a tre assi | World Precision Instruments | Attrezzatura M325 | per iniezione ortotopica ad alto controllo |
| Supporto magnetico per micromanipolatore | World Precision Instruments | M10 | per iniezione ortotopica ad alto controllo |
| Piastra di base in acciaio per supporto magnetico M10 | World Precision Instruments | 5479 | attrezzatura per iniezione ortotopica altamente controllata |
| Hot Plate 062 | Labotect | 13854 | |
| Isis - Rasoio per capelli | AESCULAP - Braun-Microscopio | ||
| chirurgico binoculare | Parkland Scientific | VS-2Z | |
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Comments |
| CTC isolation | |||
| EDTA | Roth | 8040.1 | |
| Gradiente di densità medio – Ficoll | StemCell - Lymphoprep | 7801 | |
| Alexa Fluor 488 anti-umano CD326 (EpCAM) Clone di anticorpi 9C4 | BioLegend | 324210 | |
| Alexa Fluor 488 anti-topo CD326 (EpCAM) Clone di anticorpi G8.8 | BioLegend | 118210 | |
| Petri Dish, 60 x 15 mm, 21 cm², Vent | Greiner bio-one | 628102 | |
| Microscopio per colture cellulari a fluorescenza | Leica | ||
| Transferman 4r Micromanipolatore | Eppendorf | ||
| CellTram Air | Pompa di aspirazione Eppendorf | collegata al micromanipolatore | |
| Dmz Universal Microelectrode Puller | Dagan Corporation | necessaria per la produzione di microcapillari per l'aspirazione di singole cellule | |
| Capillari in vetro prismatico | Dagan Corporation | ||
| PAP pen | Abcam | ab2601 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline Life | Technologies GmbH | 14190169 | tampone di prelievo |
| Fetale Siero di vitello (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | tampone di prelievo |
| Penicillina/Streptomicina (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | tampone di prelievo |
| EDTA | Roth | 8040.1 | tampone di prelievo |
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Comments |
| >Immunoistochimica | |||
| Clone di anticorpi CD326 (EpCAM) purificato 9C4 | BioLegend | 324201 | EpCAM immunoistochimica (cfr, fig. 2C) |
| HRP coniglio anti-topo IgG | Abcam | ab97046 | EpCAM immunoistochimica (cf, fig 2C) |
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