Descriviamo un metodo più coerente e rapido per quantificare la metastasi polmonare nel modello di cancro al seno 4T1 utilizzando Fiji-ImageJ.
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Descriviamo un metodo più coerente e rapido per quantificare la metastasi polmonare nel modello di cancro al seno 4T1 utilizzando Fiji-ImageJ.
Il cancro al seno è una malignità devastante, che rappresenta 40.000 decessi femminili e il 30% delle nuove diagnosi di cancro femminile solo negli Stati Uniti nel 2019. La causa principale dei decessi correlati al cancro al seno è il peso metastatico. Pertanto, i modelli preclinici per il cancro al seno devono analizzare il carico metastatico per essere clinicamente rilevanti. Il modello di cancro al seno 4T1 fornisce un modello di topo spontaneamente metastasibile e quantificabile per il cancro al seno umano allo stadio IV. Tuttavia, la maggior parte dei protocolli 4T1 quantifica il carico metastatico contando manualmente le colonie macchiate sulle piastre di coltura tissutale. Mentre questo è sufficiente per i tessuti con un minore carico metastatico, l'errore umano nel conteggio manuale causa risultati incoerenti e variabili quando le piastre sono confluenti e difficili da contare. Questo metodo offre una soluzione basata su computer all'errore di conteggio umano. Qui, valutiamo il protocollo usando il polmone, un tessuto altamente metastatico nel modello 4T1. Le immagini di lastre macchiate di metilene blu vengono acquisite e caricate per l'analisi in Fiji-ImageJ. Fiji-ImageJ determina quindi la percentuale dell'area selezionata dell'immagine che è blu, rappresentando la percentuale della piastra con carico metastatico. Questo approccio basato su computer offre risultati più coerenti e rapidi rispetto al conteggio manuale o alla valutazione istopatologica per tessuti altamente metastatici. La coerenza dei risultati di Fiji-ImageJ dipende dalla qualità dell'immagine. Possono verificarsi lievi variazioni nei risultati tra le immagini, quindi si consiglia di prendere più immagini e mediare i risultati. Nonostante i suoi limiti minimi, questo metodo è un miglioramento nella quantificazione del carico metastatico nel polmone offrendo risultati coerenti e rapidi.
A una donna su otto verrà diagnosticato un cancro al seno nel corso della sua vita, eppure nonostante le molteplici opzioni di trattamento il cancro al seno è la seconda causa principale di decessi correlati al cancro nelle donneamericane 1. Queste donne non stanno morendo per il tumore primario nel seno. Invece, il carico metastatico è responsabile della mortalità di questa malattia in quanto comunemente si diffonde al polmone, all'osso, al cervello, al fegato e ai linfonodi2. Per questo motivo, i modelli di cancro al seno devono valutare la metastasi per contribuire a frenare la mortalità di questa malattia. Il modello di cancro al seno murino 4T1 è un protocollo superbo per raggiungere questo obiettivo. Il metodo qui descritto offre un miglioramento al modello 4T1 utilizzando Fiji-ImageJ per quantificare la metastasi polmonare, producendo risultati coerenti e rapidi.
Il modello 4T1 è ben consolidato, con la maggior parte dei laboratori che utilizzano protocolli come quelli descritti da Pulaski e Ostrand-Rosenberg nel 20013. La linea cellulare 4T1 è resistente alla 6-tioguanina (6TG) e rappresentativa dello stadio IV, tumore al seno triplo negativo3,4,5. È clinicamente rilevante in quanto è un modello ortotopico e si metastasi spontaneamente agli stessi organi del cancro al senoumano 3,4. Le cellule 4T1 si metastasi spontaneamente ad una velocità prevedibile in base alla quantità di cellule iniettate3,4. È importante sottolineare che le differenze genetiche tra i topi qui utilizzati hanno causato una variabilità inter-individuale prevista nel carico metastatico. Per valutare la metastasi, i tessuti vengono raccolti per raccogliere e quantificare le cellule tumorali in siti distanti utilizzando la selezione 6TG e la colorazione blu di metilene. Il risultato è una raccolta di piastre di coltura tissutale con punti blu che rappresentano colonie metastatiche. Tuttavia, il protocollo di Pulaski e Ostrand-Rosenberg quantifica le colonie metastatiche contandole manualmente, e quindi questo è stato il mezzo standard per valutare la metastasi in questo modello. Mentre questo è facile per i tessuti con basso carico metastatico, tessuti come i polmoni sono spesso carichi di metastasi. Poiché le placche polmonari possono essere altamente confluenti, quantificare con precisione e precisione le colonie metastatiche attraverso il conteggio manuale è difficile e incline all'errore umano. Per quantificare meglio il carico metastatico, descriviamo l'utilizzo di Fiji-ImageJ per una soluzione basata su computer all'errore di conteggio umano. L'analisi istopatologica con colorazione ematossilina ed eosina (H&E) è un altro mezzo per quantificare le metastasi polmonari, ed è interessante notare che è stato anche migliorato con il software Fiji-ImageJ6,7. Tuttavia, poiché l'analisi istopatologica osserva una singola fetta del polmone, può essere imprecisa e non rappresentativa. Questo perché il modello 4T1 causa diverse lesioni metastatiche in tutto l'organo che non sono distribuite uniformemente. Mentre le tendenze generali tra l'analisi istopatologica e il conteggio manualepossono essere simili 8, i singoli valori possono differire e quindi l'analisi istopatologica non dovrebbe essere utilizzata come unico mezzo di quantificazione. Dimostriamo il beneficio rispetto all'analisi istopatologica e le incongruenze nel conteggio manuale tra i diversi contatori, dimostrando allo stesso tempo la coerenza dell'utilizzo di Fiji-ImageJ. Inoltre, mostriamo che questo metodo può ridurre il tempo di incubazione da 10-14 giorni a 5 giorni, il che significa che i ricercatori possono analizzare i dati del loro studio molto prima rispetto a quando si affidano al conteggio manuale.
Questo metodo è un insieme di semplici regolazioni del protocollo3di Pulaski e Ostrand-Rosenberg . Poiché il modello 4T1 è ampiamente utilizzato e poiché la metastasi polmonare è un parametro critico da misurare nei modelli preclinici, crediamo che questo metodo possa essere ampiamente utilizzato ed è altamente prezioso per i ricercatori sul cancro al seno. Le uniche forniture aggiuntive necessarie sono una fotocamera e l'accesso a un computer con Fiji-ImageJ, un software libero utilizzato frequentemente nell'analisi delle immagini9. Questo metodo si concentra specificamente sulla metastasi polmonare, ma potrebbe essere utilizzato per altri tessuti con un significativo carico metastatico.
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Tutti i metodi qui descritti sono stati approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) di Virginia Tech e in conformità con la National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. L'esecuzione di questo protocollo richiede l'autorizzazione delle istituzioni appropriate e il rispetto di tutte le linee guida appropriate.
1. Coltura cellulare
2. Iniezioni
3. Monitoraggio
4. Necropsia
5. Lavorazione dei tessuti
NOTA: Tutti i passaggi di questa sezione devono essere eseguiti con tecnica sterile.
6. Piastre di colorazione
7. Analisi delle immagini
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Questo metodo contiene semplici regolazioni dal protocollo3 Pulaski e Ostrand-Rosenberg 4T1 e può essere visualizzato nella figura 1. Quando 3 ricercatori separati hanno contato manualmente colonie metastatiche per 12 piastre polmonari (diluizione 1:10), i risultati sono stati molto incoerenti tra diversi contatori(Figura 2A). Tutti i ricercatori sono stati indirizzati a "contare le colonie metastatiche che appaiono come punti blu", ma le...
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Come dimostrato, il conteggio manuale delle colonie metastatiche su ogni piastra polmonare può essere un metodo impreciso e impreciso per quantificare la metastasi polmonare, dimostrando la necessità di un migliore mezzo di quantificazione (Figura 2). L'analisi istopatologica differiva leggermente sia dal conteggio manuale che dall'analisi Fiji-ImageJ (Figura 2B e 4D), probabilmente perché le diapositive H&E non sono un campione rappresentativo ...
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Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questo lavoro è stato supportato dal Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine (IA), dal Virginia Tech Institute for Critical Technology and Applied Science Center for Engineered Health (IA) e dai National Institutes of Health R21EB028429 (IA).
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Camera per anestesia | Vedi commenti | Vedi commenti Usa materiali | approvati nelle politiche del tuo istituto |
| Agente anestetico | Vedi commenti | Vedi commenti Usa materiali | approvati nelle politiche del tuo istituto |
| BALB/c Topi femmina | The Jackson Laboratory | 000651 | |
| Forbici smussate | Roboz | RS-6700 | |
| Calcolatrice | Qualsiasi | Qualsiasi | |
| Fotocamera | Qualsiasi | Qualsiasi Minimo 8 megapixel | |
| Centrifuga | Qualsiasi | Qualsiasi | Deve essere in grado di 125 x g e 300 x g |
| Configurazione dell'eutanasia di CO2 | Vedi commenti | Vedi commenti | Utilizzare materiali approvati nelle politiche della tua istituzione |
| Cella frigorifera, frigorifero, cella frigorifera | Qualsiasi | Qualsiasi | |
| Computer con Fiji-ImageJ | Qualsiasi | Qualsiasi | Deve essere in grado di eseguire Fiji-ImageJ |
| Camera di conteggio | Fisher Scientific | 02-671-10 | |
| Forbici curve | Roboz | RS-5859 | |
| Acqua distillata | Qualsiasi | Qualsiasi | |
| Elastase | MP Biomedicals | 100617 | |
| Bilancia elettronica | Qualsiasi | Qualsiasi | |
| Siero fetale bovino (FBS) | R& D Systems | S11150 | |
| Pinze | Roboz | RS-8100 | |
| Ice | N/A | N/A | |
| Incubatrice | Vedi commenti | Vedi commenti | Deve essere in grado di raggiungere il 5% di CO2 e 37 ° C |
| Metanolo | Fisher Scientific | A412SK-4 | |
| Blu di metilene | Sigma-Aldrich | 03978-250ML | |
| Penicillina Streptomicina | ATCC | 30-2300 | |
| Perni o aghi | Qualsiasi | Qualsiasi Per bloccare i topi durante l'autopsia | |
| Calibri in plastica | VWR | 25729-670 | |
| RMPI-1640 Medium | ATCC | 30-2001 | |
| Bilanciere o rotella | rotante Qualsiasi | Qualsiasi | |
| Forbici affilate | Roboz | RS-6702 | |
| Filtro sterile monouso con membrana in PES | ThermoFisher Scientific | 568-0010 | |
| T-150 Flaconi | Fisher Scientific | 08-772-48 | |
| T-25 Flaconi | Fisher Scientific | 10-126-10 | |
| Palloni T-75 | Fisher Scientific | 13-680-65 | |
| Bicchiere in plastica a tre angoli | Fisher Scientific | 14-955-111F | Utilizzato per pesare i topi |
| Blu di tripano | VWR | 97063-702 | |
| Tripsina-EDTA | ATCC | 30-2101 | |
| Collagenasi di tipo IV | Sigma-Aldrich | C5138 | |
| Piastre per coltura tissutale da 3,5 cm | Nunclon | 153066 | |
| siringa da 1 mL | BD | 309659 | |
| provette per microcentrifuga da 1,7 mL | VWR | 87003-294 | |
| piastre per coltura tissutale da 10 cm | Fisher Scientific | 08-772-22 | |
| piastra da 12 pozzetti | Corning | 3512 | |
| provetta per centrifuga da 15 mL | Fisher Scientific | 14-959-70C | |
| 1X Soluzione salina tamponata con phostfato di Dulbco (DPBS) | Fisher Scientific SH30028FS | ||
| 1X Hank' s Soluzione salina bilanciata (HBSS) | Thermo Scientific | SH3026802 | |
| aghi da 27 g 1/2 pollici | Fisher Scientific | 14-826-48 | |
| 4T1 (ATCC® CRL&timido; 2539™) | ATCC | CRL-2539 | |
| Provetta da centrifuga da 50 mL | Fisher Scientific | 14-959-49A | |
| 6-Tioguanina | Sigma-Aldrich | A4882 | |
| 70 μ Filtro cellulare M | Fisher Scientific | 22-363-548 | |
| 70% etanolo | Sigma Aldrich | E7023 | Diluire al 70% con acqua deionizzata |
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