Confrontando il modello di carcinoma a cellule renali a celle chiare metastatico stabilito nel rene del topo e sulla membrana coroallantoica del pollo
8 febbraio 2020
Il carcinoma a cellule renali a cellule chiare metastatiche è una malattia senza un modello animale completo per un'indagine preclinica approfondita. Questo protocollo illustra due nuovi modelli animali per la malattia: il modello di topo ortotopicamente impiantato e il modello a membrana corioallantoica del pollo, che dimostrano entrambe metastasi polmonari simili a casi clinici.
Il carcinoma a cellule renali a cellule chiare o CCRCC è il sottotipo più comune di cancro ai reni. Localizzare CCRCC ha un esito favorevole con l'intervento chirurgico. Tuttavia, un terzo dei pazienti con CCRCC svilupperà metastasi distante al polmone.
Il che porta a un risultato molto scarso per i pazienti. Sfortunatamente, non è disponibile alcuna terapia per questa fase mortale. Poiché il meccanismo molecolare della metastasi rimane allusivo.
Lo scopo di questo protocollo è quello di introdurre e confrontare i due modelli animali recentemente stabiliti per il CCRCC metastatico. Il primo modello è il topo dell'impianto argomento. In questo modello di topo, CCRCC eterogeneo viene impiantato alla capsula renale del topo.
La crescita del tumore e la metastasi sono asset dopo 10 settimane. Il secondo modello è il modello a membrana corioallantoica del pollo o il modello CAM. In questo modello di pollo il CCRCC eterogeneo viene impiantato nell'uovo.
La crescita tumorale e le cellule tumorali circolanti sono asset dopo 10 giorni di impianto prima che l'embrione si schiuda. La metastasi polmonare è una risorsa dopo 24 giorni dall'impianto. Che è due settimane dopo la schiusa.
Questi due nuovi modelli saranno utili per studiare ulteriormente il meccanismo molecolare alla base della metastasi nel CCRCC. Si prega di notare che la procedura CAM non è presente in questo video. Il protocollo dettagliato per il modello CAM è descritto e girato in un altro articolo di Trove di Sharrow et al.
Dopo aver anestetizzato un topo, disinfettare la parte posteriore del mouse interamente con povidone-iodio per tre volte. Seguire con il 70% di etnolo una volta e asciugarlo con tamponi di cotone sterili. Quindi applicare tre medicazioni mediche sterili che coprano in sequenza l'intera schiena al fine di creare un campo chirurgico e immobilizzare il mouse.
Prima dell'operazione, gli operatori devono disinfettare le dita con povidone-iodio. Posizionare il mouse nella posizione prona. E, usa le dita per localizzare il rene sinistro appena sotto il fianco sinistro.
Utilizzare un paio di forcep smussate e forbici per aprire la pelle e lo strato muscolare nella posizione specificata. Utilizzare tamponi di cotone sterili e forcep per esternalizzare parzialmente il rene sinistro dall'addome. Caricare una siringa per insulina o una siringa Hamilton personalizzata con la sospensione della cellula tumorale preparata separatamente.
Iniettare 20 microlitri di sospensione cellulare sotto la capsula renale. Estrarre lentamente l'ago per solidificare la soluzione di matrice cellulare extra. Oltre a prevenire emorragie o perdite di cellule tumorali.
E poi, usa un batuffolo di cotone sterile per spingere di nuovo il rene nell'addome. Usa la sutura per cucire lo strato muscolare. Disinfettare la pelle con povidone-iodio.
E chiudi la pelle con le clip automatiche della ferita. La deposizione ortotopica ha piantato cellule tumorali cresciute con successo sui reni dei topi come confermato dalla BLI. Sebbene non ci fosse alcuna differenza nella crescita primaria, solo il tumore metastatico eterogeneo aveva una robusta metastasi al polmone.
La metastasi è stata confermata anche dall'immunoistochimica. Allo stesso modo, il numero di cellule tumorali circolanti era più elevato nei topi che portavano un tumore metastatico rispetto a quelli che portavano un tumore non metastatico. In concordanza con il modello del topo, il modello CAM non ha mostrato alcuna differenza di crescita tra tumori metastatici e non metastatici.
D'altra parte, il numero di cellule tumorali circolanti era significativamente più alto nelle uova con tumori metastatici. La metastasi istologicamente rilevabile è stata osservata nei polmoni del pollo tratteggiato. In conclusione, questo protocollo ha illustrato due nuovi modelli animali per CCRCC metastatico.
Sia il topo che i modelli di pollo hanno riassunto fedelmente la metastasi polmonare osservata in clinica. Questi due modelli preclinali saranno utili per espandere la comprensione del meccanismo molecolare alla base della metastasi. Oltre a scoprire nuovi trattamenti per CCRCC metastatico.
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Panoramica
Questo articolo presenta due nuovi modelli animali per il carcinoma renale a cellule chiare metastatico (CCRCC), affrontando la mancanza di modelli completi per indagini precliniche. I modelli comprendono un modello murino con impianto ortotopico e un modello sulla membrana corioallantoidea del pollo, entrambi in grado di dimostrare metastasi polmonari simili ai casi clinici.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Oncologia
- Modelli Animali
- Ricerca sulle Metastasi
Sfondo
- Il carcinoma renale a cellule chiare (CCRCC) è il sottotipo più comune di cancro del rene.
- Il CCRCC localizzato ha un esito favorevole con il trattamento chirurgico.
- Un terzo dei pazienti con CCRCC sviluppa metastasi a distanza, in particolare nel polmone.
- Attualmente non esiste una terapia efficace per questa fase avanzata della malattia.
Scopo dello studio
- Sviluppare e validare nuovi modelli animali per lo studio della metastasi del CCRCC.
- Facilitare indagini precliniche sui meccanismi della malattia.
- Migliorare la comprensione della metastasi polmonare nel CCRCC.
Metodi Utilizzati
- Impianto ortotopico di cellule tumorali nei topi.
- Utilizzo del modello di membrana corioallantoidea del pollo.
- Osservazione dello sviluppo di metastasi polmonari in entrambi i modelli.
- Confronto degli esiti dei modelli con casi clinici.
Risultati Principali
- Entrambi i modelli animali hanno dimostrato con successo la metastasi polmonare.
- I modelli rispecchiano da vicino i casi clinici di CCRCC.
- Questi modelli forniscono una piattaforma per ulteriori ricerche sulle strategie terapeutiche.
- Sono state ottenute informazioni sui meccanismi molecolari della metastasi.
Conclusioni
- I modelli appena sviluppati sono preziosi per studi preclinici del CCRCC.
- Migliorano la comprensione dei processi metastatici nel cancro del rene.
- La ricerca futura potrà sfruttare questi modelli per esplorare potenziali terapie.
Domande Frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Il carcinoma renale a cellule chiare metastatico (ccRCC) rappresenta ancora un’esigenza clinica insoddisfatta a causa della mancanza di terapie efficaci e della scarsa comprensione dei meccanismi metastatici. I modelli ortotopici nel topo e nella membrana corioallantoidea (CAM) del pollo qui descritti forniscono sistemi preclinici complementari per lo studio della metastasi polmonare, consentendo la validazione di bersagli e la riduzione del rischio meccanicistico nei percorsi di scoperta. Questi modelli supportano una maggiore affidabilità predittiva nello sviluppo terapeutico, riproducendo i pattern clinici di metastasi su piattaforme immunocompetenti ed economicamente sostenibili.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Valore scientifico: Consente l'analisi della tumorigenicità e del potenziale metastatico guidati dalla perdita di VHL in popolazioni eterogenee di ccRCC.
- Valore operativo: L'impianto ortotopico in topi immunocompetenti preserva le interazioni tumore-stroma fondamentali per la validazione degli obiettivi.
- Valore scientifico: Facilita la validazione funzionale di geni e vie associate alla metastasi mediante saggi di colonizzazione polmonare in vivo.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Genera conteggi quantificabili di cellule tumorali circolanti (CTC) come lettura farmacodinamica per lo screening di composti.
- Valore operativo: Il modello CAM offre una crescita tumorale rapida ed economicamente efficiente (10 giorni) per la standardizzazione di saggi ad alto rendimento.
- Valore scientifico: Permette la valutazione dell'intravasazione mediante il rilevamento di CTC sia nei sistemi del topo che in quelli CAM, consentendo la valutazione precoce di composti.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: I modelli riproducono la metastasi polmonare clinica, fornendo sistemi pertinenti alla malattia per la scoperta e la validazione di biomarcatori.
- Valore operativo: Il modello CAM esteso in polli schiusi (24 giorni) consente la rilevazione di micrometastasi mediante immunohistochimica per studi longitudinali.
- Valore scientifico: Permette l'allestimento di xenotrapianti derivati da pazienti (PDX) a partire da popolazioni tumorali eterogenee, garantendo continuità preclinica.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
I modelli integrano diverse fasi della scoperta: i modelli murini ortotopici supportano la verifica delle ipotesi e la convalida dei percorsi metabolici nella fase iniziale della scoperta, mentre il CAM consente uno sviluppo rapido dei saggi e la preparazione alla selezione ad alto rendimento. Entrambi i sistemi generano risultati quantitativi come il carico tumorale, i livelli di CTC e la quantificazione delle lesioni metastatiche, fornendo informazioni per decisioni di avanzamento o interruzione del progetto. I modelli fungono da piattaforme riutilizzabili per la riduzione del rischio associato al bersaglio e per l'allineamento dei biomarcatori traslazionali, riducendo il rischio biologico nell'identificazione dei composti promettenti.
- Biologia della scoperta: Convalida bersagli terapeutici mediante la valutazione della crescita tumorale e della metastasi polmonare in ospiti immunocompetenti.
- Screening: Fornisce sistemi standardizzati e riproducibili per il monitoraggio farmacodinamico basato sulle CTC in campagne di screening di composti.
- Analisi: Permette il confronto quantitativo del carico metastatico mediante imaging bioluminescente (BLI) e risultati di immunohistochimica (IHC).
- Ricerca traslazionale: Collega la scoperta alla validazione preclinica attraverso modelli tumorali eterogenei compatibili con PDX.
- Utilizzo aziendale: Stabilisce una capacità scalabile e interoperabile per la generazione di modelli di metastasi in diverse aree terapeutiche.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica nella ricerca sulle metastasi fornendo modelli di metastasi polmonare clinicamente rilevanti.
- Valore operativo: Il modello CAM riduce tempo, manodopera e costi rispetto ai tradizionali modelli murini, pur consentendo una solida formazione tumorale e l'intravasazione.
- Valore strategico: Migliora la selezione del portafoglio permettendo una valutazione precoce del potenziale metastatico e dell'efficacia terapeutica.
- Impatto sul portafoglio: Supporta decisioni di avanzamento proporzionate al rischio attraverso endpoint quantitativi di metastasi nella validazione preclinica.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nelle tecniche chirurgiche ortotopiche e nella preparazione delle cellule tumorali per l'innesto in modelli murini.
- È dipendente da infrastrutture chirurgiche sterili e protocolli di anestesia per procedure su topi.
- Necessita dell'accesso a uova fecondate e strutture di incubazione per l'esecuzione del modello CAM.
- Richiede la standardizzazione della preparazione della sospensione di cellule tumorali e dei volumi di iniezione (20 µL) nei diversi modelli.
- Si basa sulla validazione istopatologica mediante BLI e IHC per il rilevamento di metastasi, richiedendo risorse per imaging e patologia.
