Un modello di fetta di cervello Ex Vivo per studiare e indirizzare la crescita del tumore metastatico cerebrale del cancro al seno

Lorela Ciraku; Rebecca A. Moeller; Emily M. Esquea; Wiktoria A. Gocal; Edward J. Hartsough; Nicole L. Simone; Joshua G. Jackson; Mauricio J. Reginato

doi:10.3791/62617

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Articolo metodologico

Un modello di fetta di cervello Ex Vivo per studiare e indirizzare la crescita del tumore metastatico cerebrale del cancro al seno

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DOI:

10.3791/62617

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22 settembre 2021

Lorela Ciraku¹ , Rebecca A. Moeller¹ , Emily M. Esquea¹ , Wiktoria A. Gocal¹ , Edward J. Hartsough²^,⁴ , Nicole L. Simone³^,⁴ , Joshua G. Jackson² , Mauricio J. Reginato¹^,⁴

¹Department of Biochemistry and Molecular Biology, Drexel University College of Medicine, ²Department of Pharmacology and Physiology, Drexel University College of Medicine, ³Department of Radiation Oncology, Thomas Jefferson University, ⁴Sidney Kimmel Cancer Center, Thomas Jefferson University

In questo articolo

Sommario

Introduciamo un protocollo per misurare in tempo reale la risposta ai farmaci e alle radiazioni delle cellule metastatiche cerebrali del cancro al seno in un modello organotipico di fetta di cervello. I metodi forniscono un test quantitativo per studiare gli effetti terapeutici di vari trattamenti sulle metastasi cerebrali da cancro al seno in modo ex vivo all'interno dell'interfaccia del microambiente cerebrale.

Abstract

Le metastasi cerebrali sono una grave conseguenza del cancro al seno per le donne in quanto questi tumori sono difficili da trattare e sono associati a scarsi risultati clinici. I modelli murini preclinici di crescita metastatica cerebrale del cancro al seno (BCBM) sono utili ma sono costosi ed è difficile tracciare le cellule vive e l'invasione delle cellule tumorali all'interno del parenchima cerebrale. Qui viene presentato un protocollo per colture di fette di cervello ex vivo da topi xenografati contenenti sottolinee clonali di ricerca cerebrale per cancro al seno iniettato intracranicamente. Le cellule marcate con luciferasi MDA-MB-231BR sono state iniettate intracranicamente nel cervello dei topi femmina Nu / Nu e, dopo la formazione del tumore, i cervelli sono stati isolati, affettati e coltivati ex vivo. Le fette tumorali sono state fotografate per identificare le cellule tumorali che esprimono luciferasi e monitorare la loro proliferazione e invasione nel parenchima cerebrale per un massimo di 10 giorni. Inoltre, il protocollo descrive l'uso della microscopia time-lapse per visualizzare la crescita e il comportamento invasivo delle cellule tumorali dopo il trattamento con radiazioni ionizzanti o chemioterapia. La risposta delle cellule tumorali ai trattamenti può essere visualizzata mediante microscopia live-imaging, misurando l'intensità della bioluminescenza ed eseguendo l'istologia sulla fetta di cervello contenente cellule BCBM. Pertanto, questo modello di slice ex vivo può essere una piattaforma utile per la sperimentazione rapida di nuovi agenti terapeutici da soli o in combinazione con radiazioni per identificare farmaci personalizzati per indirizzare la crescita metastatica del cervello del cancro al seno di un singolo paziente all'interno del microambiente cerebrale.

Introduzione

Le metastasi cerebrali del cancro al seno (BCBM) si sviluppano quando le cellule si diffondono dal tumore mammario primario al cervello. Il cancro al seno è la seconda causa più frequente di metastasi cerebrali dopo il cancro del polmone, con metastasi che si verificano nel 10-16% dei pazienti¹. Sfortunatamente, le metastasi cerebrali rimangono incurabili poiché >80% dei pazienti muore entro un anno dalla diagnosi di metastasi cerebrali e la loro qualità di vita è compromessa a causa di disfunzioni neurologiche². C'è un urgente bisogno di identificare opzioni di trattamento più efficaci. I modelli di coltura monostrato b....