Intracarotidea Cancer Cell iniezione per produrre modelli murini di cervello Metastasi
February 8th, 2017
Cervello metastasi è diventato un bisogno medico non soddisfatto urgente come la sua incidenza è aumentata mentre le opzioni terapeutiche sono rimaste palliative. La creazione di modelli animali sperimentali di metastasi cerebrali tramite iniezione arteriosa intracarotidea delle cellule tumorali facilita gli studi meccanicistici della biologia della malattia e la valutazione dei regimi di intervento innovative.
L'obiettivo generale di questa iniezione microchirurgica di cellule tumorali attraverso l'arteria carotide è quello di produrre modelli sperimentali coerenti di metastasi cerebrali in vivo nei topi. Quindi questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo delle metastasi cerebrali, ad esempio se una nuova terapia può mostrare efficacia nel trattamento delle metastasi cerebrali. Quindi il vantaggio principale di questa tecnica è che permette la produzione di metastasi cerebrali sperimentali in vivo con alta riproducibilità e bassa variabilità.
Generalmente gli individui nuovi a questa tecnica avranno difficoltà all'inizio perché è necessaria una discreta quantità di pratica per mantenere una mano ferma per iniettare cellule tumorali nell'arteria carotide di questi topi al microscopio. Iniziare questa procedura seminando le cellule tumorali con terreni DMEM F12 integrati con il 10% di FPS e coltivandole per uno o due giorni prima dell'iniezione. Il giorno dell'intervento chirurgico, rimuovere le cellule dall'incubatrice e raccoglierle quando raggiungono la confluenza dal 70% all'80% lavandole con terreno privo di siero.
Successivamente, incubare le cellule con tripsina allo 0,25% per uno o due minuti a 37 gradi Celsius. Successivamente, rimuovili dall'incubatore e aggiungi il 10% di FBS contenente terreno DMEM F12 alle celle per spegnere la chipsenazione. Centrifugare le celle a 80 volte G per tre minuti.
Quindi, rimuovere il terreno e lavare due volte le cellule senza siero per rimuovere il siero residuo. Quindi, contare le cellule con un emocitometro e risospenderle in HBSS. Quindi, mantenere le cellule in ghiaccio fino al momento dell'iniezione.
In questa procedura, anestetizzare il topo con un cocktail di ketamina/xilazina mediante iniezione intraperitoneale. Confermare l'anestesia completa pizzicando le zampe dell'animale e osservare la mancanza di risposta. Successivamente, rimuovere i peli del collo radendosi o utilizzando una piccola quantità di prodotto per la depilazione.
Quindi, posiziona il mouse su una lastra di vetro e fissalo con degli elastici. Detergere la pelle applicando alcol al 70% in iodio povidone. Ora, fai un'incisione nella pelle lunga circa un centimetro con un bisturi chirurgico.
Quindi, sezionare senza mezzi termini il muscolo con una pinza chirurgica per esporre l'arteria carotide sottostante. Separare l'arteria carotide dal nervo vago adiacente con una pinza chirurgica. Successivamente, posizionare due punti di sutura.
Uno distale e il prossimale al batuffolo di cotone e fare nodi sciolti. Stringere il nodo prossimale per bloccare il flusso sanguigno nel sito di iniezione. Successivamente, inumidire un batuffolo di cotone con un tampone e posizionarlo sotto l'arteria carotide del sito di iniezione previsto.
Quindi, procedere all'iniezione di cellule tumorali se l'arteria carotide sul batuffolo di cotone appare completamente pressurizzata con sangue rosso fresco. In questa fase, vorticare e aspirare 100 microlitri di cellule tumorali nella siringa. Sotto il microscopio da dissezione, inserire lentamente l'ago calibro 31 con smusso verso l'alto nel lume dell'arteria carotide, posizionandosi sopra il batuffolo di cotone.
Iniettare lentamente le cellule dalla siringa nell'arteria carotide. Il successo dell'iniezione può essere osservato dal cambiamento di colore dei vasi sanguigni e della muscolatura vicini quando le cellule tumorali tamponate vengono spinte in circolo. Al termine dell'iniezione, sollevare delicatamente la legatura distale per evitare il rigurgito.
Quindi, stringere rapidamente il nodo distale per completare il processo di iniezione. Dopo aver completato l'iniezione, stringere le legature e tagliare la sutura di seta in eccesso con le micro forbici. Sposta indietro il muscolo separato per coprire il sito della ferita e chiudi la pelle con due graffette.
Per il recupero, trasferire l'animale su un termoforo. Quindi, somministrare buprenorfina tramite iniezione sottocutanea come analgesia post-chirurgica. Una volta che riprende conoscenza e riprende il comportamento normale, riporta il topo nella sua posizione di alloggio.
Fornire all'animale cibo in gel per diversi giorni dopo l'intervento. Queste immagini mostrano che le cellule modificate del cancro al seno MDA MB231 sono state marcate con il gene reporter foraise sciolto ex-vivo. A partire da 24 ore dopo l'iniezione dell'arteria carotidea, lo sviluppo delle metastasi cerebrali è stato monitorato in modo non invasivo mediante imaging ripetuto del sistema di imaging in vivo.
La quantificazione dei dati di imaging indica un calo iniziale del carico tumorale dopo l'iniezione dell'arteria carotidea, seguito da una crescita esponenziale delle metastasi cerebrali fino a quando l'animale non è più abbondante. Quindi, ciò che è padroneggiato questa tecnica può essere eseguita in meno di 10 minuti per ogni iniezione di topo se viene eseguita correttamente. Quindi, durante l'esecuzione di questa procedura, la cosa più importante da ricordare è che è necessario assicurare, studiare e garantire il posizionamento dell'arteria carotide sopra il batuffolo di cotone prima di procedere all'iniezione delle cellule tumorali.
A seguito di questa procedura, possono essere eseguiti altri metodi, come i trattamenti terapeutici per rispondere ad altre domande. Ad esempio, se un nuovo farmaco sarebbe efficace nell'inibire le metastasi cerebrali è superato. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo delle metastasi cerebrali per esplorare questioni di base o traslazionali in un modello sperimentale in vivo nei topi.
Quindi, dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come iniettare le cellule tumorali nell'arteria carotide dei topi per produrre un modello sperimentale di metastasi cerebrali in vivo.
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Panoramica
Questo articolo discute una tecnica microchirurgica per creare modelli sperimentali di metastasi cerebrale in vivo nei topi attraverso l'iniezione intracarotide di cellule tumorali. Il metodo mira a migliorare la riproducibilità e l'affidabilità degli studi sulle metastasi cerebrali, affrontando un'esigenza critica nella ricerca sul cancro.
Componenti principali dello studio
Area della scienza
- Neuroscienze
- Biologia del cancro
- Modelli sperimentali
Sfondo
- La metastasi cerebrale è una sfida medica significativa con opzioni di trattamento limitate.
- I modelli esistenti spesso mancano di riproducibilità e coerenza.
- L'iniezione intracarotide fornisce un approccio innovativo per studiare la metastasi cerebrale.
- Comprendere la metastasi cerebrale può portare a migliori strategie terapeutiche.
Obiettivo dello studio
- Sviluppare un metodo affidabile per creare modelli di metastasi cerebrale nei topi.
- Facilitare la valutazione di nuove interventi terapeutici.
- Affrontare l'urgente necessità di trattamenti efficaci per la metastasi cerebrale.
Metodi utilizzati
- Iniezione microchirurgica di cellule tumorali attraverso l'arteria carotide.
- Preparazione delle cellule tumorali utilizzando il terreno DMEM F12 con 10% di FBS.
- Raccolta delle cellule al 70-80% di confluenza prima dell'iniezione.
- È necessaria pratica per ottenere un controllo della mano stabile durante la procedura.
Principali risultati
- La tecnica consente un'elevata riproducibilità nella creazione del modello.
- La bassa variabilità nei risultati migliora l'affidabilità degli studi.
- Facilita il test di nuove terapie per la metastasi cerebrale.
- Fornisce una piattaforma per studi meccanici sulla biologia della metastasi cerebrale.
Conclusioni
- Il metodo di iniezione intracarotide è uno strumento prezioso per la ricerca nelle neuroscienze.
- Affronta l'esigenza critica di modelli efficaci di metastasi cerebrale.
- Studi futuri possono sfruttare questa tecnica per migliorare le strategie terapeutiche.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Establishing reproducible in vivo models of brain metastasis is critical for preclinical evaluation of oncology therapeutics, where current models suffer from high variability and poor brain-specific engraftment. The intracarotid injection technique addresses this gap by enabling consistent tumor delivery to the cerebral circulation, supporting mechanistic de-risking and target validation in brain metastasis research. This approach enhances predictive confidence in lead identification and preclinical screening workflows by reducing biological noise in metastasis outgrowth studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in a biologically relevant brain metastasis model with reduced variability.
- Operational Value: Supports functional target validation by providing consistent tumor engraftment for pathway de-risking.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream compound evaluation with reproducible brain metastasis formation.
- Operational Value: Standardizes tumor cell delivery to improve assay reproducibility and scalability in preclinical screening.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Maintains disease relevance through intracarotid delivery that mimics arterial tumor spread to the brain.
- Operational Value: Facilitates translational biomarker alignment by enabling longitudinal monitoring of brain metastasis burden via imaging.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, specifically enabling reliable brain metastasis model generation for therapeutic assessment.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by providing a consistent model for studying brain metastasis biology.
- Screening: Enhances assay readiness through reproducible tumor cell injection and standardized post-operative recovery.
- Analytics: Enables quantitative dependent variable measurements via longitudinal in vivo imaging of tumor burden over time.
- Translational Research: Connects discovery to preclinical continuity by modeling brain metastasis outgrowth relevant to human disease progression.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable microsurgical capability for generating brain metastasis models across multiple oncology projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing variability in brain metastasis model generation.
- Operational Value: Improves standardization and reproducibility of in vivo metastasis studies across laboratories.
- Strategic Value: Supports better go/no-go decisions by providing reliable preclinical data on brain-targeted therapeutics.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of brain metastasis programs through consistent model performance.
Implementation Considerations
- Requires microsurgical expertise and steady hand control for carotid artery cannulation.
- Dependent on sterile surgical instrumentation, dissection microscopes, and suture materials.
- Necessitates standardized cell preparation protocols including trypsinization, washing, and resuspension in HBSS.
- Requires adaptation of post-operative care including analgesia and thermal support for mouse recovery.
- Limited by the technical learning curve associated with vascular access in small animal models.
