Bioluminescent modello murino epatica Tumori
17 luglio 2010
Questo articolo descrive una procedura per l'induzione di tumori al fegato ortotopico bioluminescenti nei topi, e la successiva analisi di crescita del tumore confinato al fegato utilizzando vivere tutto l'imaging luminescenza corpo.
Ciao a tutti. Mi chiamo Simon Regenron. Sono uno degli specializzandi in chirurgia presso il centro di ricerca sul cancro al fegato qui in Irlanda.
Oggi vi mostrerò una tecnica chirurgica per indurre metastasi epatiche. In un modello murino, il fegato è un sito comune di diffusione metastatica e una causa importante di mortalità correlata al cancro. Solo una piccola percentuale di pazienti è idonea alla resezione chirurgica in caso di malattia epatica avanzata.
Pertanto, sono necessarie nuove terapie per il trattamento di questa condizione. Molti modelli animali di metastasi epatiche non producono una malattia simile a quella riscontrata in ambito clinico. Il modello che vi mostrerò oggi è un modello clinicamente rilevante ed è relativamente facile da apprendere, con tassi di successo molto elevati.
Questo modello prevede la divisione della milza in due emimilze. Un'emimilza viene utilizzata per l'inoculo delle cellule tumorali. Queste cellule tumorali viaggiano attraverso la circolazione portale fino al fegato.
L'altro emisplene viene lasciato integro, mantenendone le proprietà immunologiche. La linea cellulare che sto utilizzando esprime in modo stabile la luciferasi, consentendo l'analisi bioluminescente della crescita tumorale in vivo. Pertanto, questo modello permetterà il monitoraggio non invasivo di terapie per le malattie epatiche.
Ok, procediamo con l'inizio della procedura di oggi. Gli strumenti necessari sono forbici da dissezione, pinza per ago, due piccoli rubinetti, bisturi taglia 10, sutura in polipropilene 5-0 per la chiusura della cute, sutura in PIA 4-0 per la chiusura dello strato peritoneale, legature in Vicryl 3-0 per la divisione della milza, soluzione salina, ago da insulina 29 gauge per l'iniezione dell'anestetico, ago da insulina 26 gauge per l'iniezione della sospensione tumorale, sospensione di cellule tumorali in mezzo privo di siero, anestetico iniettabile, pennarello per la cute, tamponi sterili precisi in garza Ine. Il modello murino che utilizzerò oggi è il topo nudo Athymic MF1.
Altri modelli, come i ceppi C 57 e BC, possono essere utilizzati con linee cellulari tumorali appropriate. In laboratorio si utilizza un tappetino riscaldante e un anestetico generale iniettabile. La profondità dell'anestesia viene valutata mediante la compressione del dito del piede.
Non dovrebbe verificarsi un riflesso di ritrazione delle dita del piede alla compressione delle dita stesse. Il topo di dimensioni medie è posizionato correttamente e fissato con nastro adesivo, e l'addome è preparato con Betadine e coperto in modo sterile. Viene praticata un'incisione sottocostale, si accede alla cavità addominale, si identifica il milza ed essa viene esteriorizzata.
La milza viene isolata dal resto del topo utilizzando una garza sterile pre-tagliata. Vengono passati due legami verticali tra i due peduncoli vascolari e annodati delicatamente. La milza viene divisa in due emimilze uguali.
Un emisplene viene utilizzato per l'inoculazione delle cellule tumorali. Le cellule tumorali vengono iniettate lentamente nell'emisplene per evitare perdite. Le cellule tumorali viaggiano attraverso la circolazione portale e raggiungono il fegato.
Dopo 10 minuti di incubazione, l'emisplene iniettato viene escisso e l'altro emisplene viene riposizionato nell'addome. Le suture assorbibili e una sutura continua vengono utilizzate per chiudere la cavità peritoneale, mentre una sutura in proline non assorbibile 5-0 viene utilizzata per la chiusura cutanea. Il recupero avviene secondo le procedure standard.
Lo sviluppo della malattia epatica può essere valutato nel tempo mediante imaging ivus 2D. Il topo viene anestetizzato come in precedenza e il substrato Lucifer viene somministrato per via intraperitoneale. Il topo viene posizionato sul piano della camera a 37 gradi.
L'acquisizione delle immagini viene eseguita per tre minuti e viene prodotta un'immagine sovrapposta del topo con la luminescenza rilevata. Tre settimane dopo il trattamento, si apre l'addome e si riscontra una malattia epatica diffusa. In conclusione, questa tecnica permette l'induzione della crescita di cellule tumorali metastatiche localizzate nel fegato; l'imaging luminescente consente la visualizzazione e la quantificazione della crescita tumorale e la sua applicazione nella valutazione delle risposte terapeutiche.
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Panoramica
Questo articolo descrive una tecnica chirurgica per indurre tumori epatici bioluminescenti ortotopici nei topi. La procedura consente l'analisi della crescita tumorale confinata al fegato mediante imaging luminiscente in vivo su tutto il corpo.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Oncologia
- Neuroscienze
- Tecniche chirurgiche
Sfondo
- Il fegato è un sito comune per la diffusione metastatica nei tumori.
- Le malattie epatiche avanzate limitano le opzioni di resezione chirurgica.
- Comprendere le metastasi epatiche è fondamentale per migliorare i risultati nei pazienti.
- Le tecniche di imaging in tempo reale potenziano lo studio della dinamica tumorale.
Scopo dello studio
- Dimostrare un metodo per indurre tumori epatici in un modello murino.
- Facilitare lo studio della crescita e del comportamento tumorale.
- Fornire una piattaforma per future ricerche sul cancro.
Metodi Utilizzati
- Induzione di tumori epatici bioluminescenti nei topi.
- Imaging luminoso in vivo su tutto il corpo per l'analisi del tumore.
- Tecniche chirurgiche per l'induzione del tumore.
- Monitoraggio della crescita tumorale nel tempo.
Risultati principali
- Induzione con successo di tumori epatici nel modello murino.
- Monitoraggio efficace della crescita tumorale mediante tecniche di imaging.
- Conoscenze approfondite sulla progressione delle metastasi epatiche.
- Potenziali applicazioni per interventi terapeutici.
Conclusioni
- La tecnica chirurgica fornisce un modello affidabile per lo studio dei tumori epatici.
- L'imaging in vivo è uno strumento prezioso per monitorare la dinamica tumorale.
- Ulteriori ricerche possono basarsi su questo modello per esplorare opzioni terapeutiche.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Questo modello consente ai team di ricerca e sviluppo dell'industria biofarmaceutica di stabilire metastasi epatiche ortotopiche mediante cellule tumorali esprimenti luciferasi, fornendo un sistema clinicamente rilevante per la valutazione di interventi terapeutici. L'imaging bioluminescente permette un monitoraggio non invasivo e longitudinale del carico tumorale, supportando la riduzione del rischio meccanicistico e una maggiore affidabilità predittiva nell'identificazione dei composti promettenti. L'approccio chirurgico garantisce un innesto tumorale riproducibile attraverso la circolazione portale, facilitando una valutazione preclinica standardizzata di terapie contro le metastasi epatiche.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Valore scientifico: Consente l'analisi dei meccanismi di sopravvivenza e crescita delle cellule tumorali metastatiche in un microambiente specifico del fegato.
- Valore operativo: Fornisce un modello chirurgico riproducibile per un'induzione tumorale costante tra i diversi gruppi di studio.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Valore scientifico: Genera segnali bioluminescenti quantificabili correlati al carico di cellule tumorali vitali per la valutazione della risposta alla dose.
- Valore operativo: Consente protocolli di imaging standardizzati mediante l'uso di IVIS per lo screening longitudinale dell'efficacia terapeutica.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Modella la progressione delle metastasi epatiche in modo rilevante per la patologia umana, consentendo la valutazione delle interazioni con il microambiente tumorale.
- Valore operativo: Permette la rilevazione precoce della necrosi tumorale indotta dal trattamento mediante riduzione del segnale bioluminescente, fornendo indicazioni per decisioni di prosecuzione o interruzione del trattamento.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il modello si integra nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio fino ai test di efficacia preclinica, sostenendo lo sviluppo di terapie per la metastasi epatica.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sui meccanismi di metastasi mediante cellule tumorali marcate con luciferasi in un contesto ortotopico epatico.
- Screening: Permette modelli tumorali pronti per saggi con letture bioluminescenti standardizzate per la valutazione di librerie di composti.
- Analisi: Fornisce misurazioni quantitative della crescita tumorale tramite imaging IVIS, facilitando il confronto statistico tra gruppi trattati.
- Ricerca traslazionale: Collega le scoperte della ricerca alla validazione preclinica attraverso fenotipi di metastasi epatica clinicamente rilevanti.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma chirurgica e di imaging riutilizzabile per diversi programmi oncologici mirati alle metastasi epatiche.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduzione del rischio meccanicistica delle ipotesi relative alle metastasi epatiche mediante la visualizzazione diretta della crescita tumorale e della risposta al trattamento.
- Valore operativo: Una procedura chirurgica e un flusso di lavoro di imaging standardizzati garantiscono la riproducibilità tra diversi siti e studi.
- Valore strategico: Consente decisioni tempestive di prosecuzione o interruzione dello sviluppo basate sui dati, quantificando l’impatto terapeutico sul carico tumorale.
- Impatto sul portafoglio: Favorisce la priorizzazione dei candidati per le metastasi epatiche in base a endpoint bioluminescenti predittivi, adeguata al livello di rischio.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nelle tecniche chirurgiche murine, inclusa la mobilizzazione del milza e la resezione emi-splenica.
- Dipende dall'infrastruttura di imaging IVIS e dalla somministrazione del substrato della luciferasi per il rilevamento bioluminescente.
- Necessita della standardizzazione del volume di inoculo delle cellule tumorali e dei tempi di incubazione tra i diversi gruppi sperimentali.
- Richiede pratiche chirurgiche asettiche per mantenere l'integrità del modello e ridurre la variabilità.
- Limitato ai modelli di topo immunocompromessi (ad esempio, nude atimici) per l'impianto di cellule tumorali umane, il che potrebbe influenzare le valutazioni terapeutiche legate al sistema immunitario.
Domande frequenti sulla biofarmaceutica
Chapters in this video
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Title
0:05
Introduction
1:24
Materials
2:12
Preparation of the Mouse
2:49
Abdominal Incision
2:58
Exposureand Division of Spleen
3:17
Injection of Cells into One Hemi-Spleen
3:50
Excision of Injection Hemi-Spleen
3:55
Abdominal Closure
4:13
Whole Body Imaging
