Modello di carcinogenesi cutanea indotta dalla sostanza chimica utilizzando Dimethylbenz[a]Anthracene e 12-O-Tetradecanoyl Phorbol-13-Acetate (DMBA-TPA)
19 dicembre 2019
La carcinogenesi cutanea a due stadi è indotta da due sostanze chimiche applicate topicamente. Un mutagen 7,12-dimethylbenz[a]anthracene) provoca mutazioni nelle cellule epidermiche e una continua applicazione dello stimolatore di crescita generale 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-acetato accelera la formazione di papilloma cutaneo.
Questo modello di cancro della pelle in due fasi consente lo studio del ruolo dell'infiammazione nel cancro della pelle e consente allo studio l'iniziazione del tumore come processo separato dalla progressione tumorale. La formazione tumorale in questo modello è indotta chimicamente e consente l'uso di ceppi knockout per studiare gli effetti di fattori ambientali o candidati terapeutici. Il modello è adatto per studiare il ruolo del sistema immunitario e l'angiogenesi nel cancro.
Dimostra una patologia della malattia simile al carcinoma a cellule squamose nei pazienti umani. Sebbene questo metodo sia relativamente facile da condurre, è essenziale un tempismo accurato. È anche importante adottare misure di sicurezza appropriate durante la manipolazione del DMBA, che è cancerogeno.
Prima di iniziare l'esperimento, ospita eventuali topi aggressivi di sette o nove settimane in gabbie separate per evitare combattimenti e lesioni cutanee. Per l'induzione del papilloma cutaneo, prima radere le pelli della schiena degli animali da esperimento e pesare i topi individualmente. 48 ore dopo la rasatura, utilizzare una pipetta per applicare 50 microgrammi di DMBA in 200 microlitri di acetone sull'area rasata di ogni topo anestetizzato.
Per la promozione del papilloma cutaneo, sette giorni dopo l'applicazione DMBA trattare la pelle con cinque microgrammi di TPA in 200 microlitri di acetone due volte a settimana fino alla fine dell'esperimento. Esamina gli animali per papillomi e fotografa e registra le dimensioni di ogni singolo papilloma su una mappa ogni settimana. Una massa palpabile di diametro superiore a un millimetro è considerata un papilloma se rimane più lunga di una settimana.
Quando la risposta tumorale raggiunge un plateau, raccogliere il materiale campione appropriato dagli animali 24 ore dopo l'ultima applicazione TPA e raccogliere pezzi di pelle a pieno spessore per l'analisi immunoistochimica. Utilizzare un punzone di biopsia per raccogliere pezzi di pelle da campioni di papilloma e pelle non papilloma per l'espressione genica e o anaylses proteici e utilizzare un bisturi per raccogliere pezzi da papilloma e pelle non papilloma per l'analisi immunoistochimica. Quindi raccogliere i linfonodi drenanti della pelle e un pezzo della milza per l'analisi citometrica del flusso come desiderato.
Una differenza statisticamente significativa nel tempo libero del papilloma e nel numero di papillomi tra i gruppi sperimentali è tipicamente osservata nel modello tumorale TPA DMBA. Le analisi istologiche sono adatte per studiare la struttura dei papillomi, la morfologia della pelle o l'infiltrazione di cellule immunitarie di interesse. È essenziale applicare il DMBA e il TPA in modo uniforme sulla pelle e applicare il TPA a intervalli costanti.
È anche importante contare regolarmente i papillomi. I meccanismi che influenzano il numero e il tempo della formazione tumorale possono essere studiati utilizzando diversi metodi, tra cui immunoistochimica, citometria del flusso, PCR quantitativa e analisi proteica. Questa tecnica convenzionale può essere facilmente adattata e applicata per studiare gli effetti di diversi geni, fattori ambientali o terapie di interesse sull'iniziazione e la progressione del tumore.
È necessaria cautela quando si esegue la tecnica poiché il DMBA è cancerogeno e l'acetone evapora rapidamente. Si consiglia una maschera respiratoria adatta e l'uso dell'armadio a flusso.
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Panoramica
Questo studio presenta un modello di carcinogenesi cutanea a due stadi che consente ai ricercatori di indagare il ruolo dell'infiammazione nel cancro della pelle. Il modello utilizza un agente mutageno e uno stimolatore della crescita per indurre la formazione di tumori, fornendo informazioni sull'insorgenza e sulla progressione tumorale.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Oncoologia
- Carcinogenesi
- Infiammazione
Sfondo
- La carcinogenesi cutanea a due stadi coinvolge un agente mutageno e un fattore stimolatore della crescita.
- Il modello è rilevante per lo studio del carcinoma a cellule squamose.
- Una tempistica accurata e misure di sicurezza sono fondamentali nella configurazione sperimentale.
- Stirpi knockout possono essere utilizzate per esplorare fattori ambientali e terapeutici.
Scopo dello studio
- Studiare i meccanismi di inizio e progressione del tumore.
- Valutare il ruolo del sistema immunitario nel cancro della pelle.
- Valutare l'angiogenesi nel contesto di tumori indotti chimicamente.
Metodi Utilizzati
- Applicazione topica di 7,12-dimetilbenz[a]antracene (DMBA).
- Applicazione continua di 12-O-tetradecanoil forbole-13-acetato (TPA).
- Utilizzo di ceppi knockout per studi sui fattori ambientali.
- Monitoraggio della formazione e progressione del tumore nel tempo.
Risultati principali
- Il modello riproduce con successo la patologia del carcinoma a cellule squamose umano.
- L'infiammazione svolge un ruolo significativo nello sviluppo del tumore.
- Una tempistica accurata è essenziale per la riproducibilità dei risultati.
- I protocolli di sicurezza sono necessari quando si manipolano sostanze cancerogene.
Conclusioni
- Il modello a due stadi è efficace per lo studio dei meccanismi del cancro della pelle.
- Fornisce una piattaforma per testare candidati terapeutici.
- Ulteriori ricerche possono migliorare la comprensione della biologia del cancro.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale Esecutiva
Il modello di carcinogenesi cutanea a due stadi DMBA-TPA fornisce una piattaforma affidabile per analizzare l'insorgenza e la progressione tumorale nella ricerca oncologica preclinica. La sua riproducibilità e le misurazioni quantitative supportano l'analisi meccanicistica delle vie infiammatorie e della promozione tumorale mediata dal sistema immunitario, consentendo decisioni basate sui dati riguardo all'avanzamento o meno di progetti nella fase iniziale di scoperta e nella priorizzazione di portafogli per programmi di dermatologia e immuno-oncologia.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Valore scientifico: Consente l'analisi dell'insorgenza rispetto alla progressione tumorale mediante insulti chimici separati temporalmente.
- Valore scientifico: Permette la validazione funzionale di bersagli nella carcinogenesi indotta da infiammazione attraverso l'analisi di ceppi knockout.
- Valore scientifico: Facilita la riduzione del rischio meccanicistico isolando l'infiltrazione di cellule immunitarie e il contributo angiogenico alla formazione del tumore.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore operativo: Genera conteggi standardizzati e quantificabili di papillomi e metriche di crescita per lo screening di composti.
- Valore operativo: Fornisce letture riproducibili del tempo di insorgenza del tumore e della molteplicità, adatte alla standardizzazione dei saggi.
- Valore operativo: Permette la valutazione scalabile di candidati terapeutici che influenzano le fasi di iniziazione o promozione.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore traslazionale: Modella la patologia del carcinoma a cellule squamose umano, consentendo un’applicazione rilevante alle indicazioni di oncologia dermatologica.
- Valore traslazionale: Collega i meccanismi infiammatori alla progressione tumorale, sostenendo una validazione preclinica allineata ai biomarcatori.
- Valore traslazionale: Fornisce una piattaforma per testare agenti immunomodulatori e antiangiogenici in un contesto fisiologicamente rilevante.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il modello si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio ai test di efficacia preclinica, in particolare per la modulazione delle vie immuno-oncologiche e infiammatorie.
- Biologia della Scoperta: Consente la verifica di ipotesi sulle interazioni gene-ambiente nella carcinogenesi mediante modelli knock-out induttivi o costitutivi.
- Screening: Fornisce parametri quantitativi come latenza e carico di papillomi per analisi di dose-risposta e ottimizzazione dei composti promettenti.
- Analisi: Produce dati istopatologici, citometrici e molecolari per correlare gli esiti fenotipici con i meccanismi d'azione.
- Ricerca Translazionale: Favorisce un percorso continuo dalla scoperta meccanicistica alla validazione preclinica attraverso assi infiammatori e angiogenetici condivisi.
- Riutilizzo Aziendale: Stabilisce una piattaforma riutilizzabile di carcinogenesi infiammatoria per screening trasversali in tumori della pelle e dei tessuti epiteliali.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica separando le fasi di iniziazione e promozione nello sviluppo tumorale.
- Valore operativo: Garantisce la riproducibilità attraverso dosaggi chimici standardizzati, tempistiche precise e applicazione controllata sotto il profilo della sicurezza.
- Valore strategico: Migliora l'efficienza del capitale consentendo l'eliminazione precoce dei rischi associati ai bersagli nei modelli tumorali indotti da infiammazione.
- Impatto sul portafoglio: Orienta le decisioni di avanzamento corrette rispetto al rischio, basandosi su parametri di sopravvivenza libera da tumori e di progressione.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nella manipolazione di carcinogeni e nell'applicazione di trattamenti topici in modelli murini.
- Dipende da un'adeguata ventilazione e da infrastrutture per la protezione individuale (PPE) a causa della volatilità e della carcinogenicità del DMBA.
- Necessita di un allevamento animale standardizzato per prevenire fattori confondenti legati a combattimenti o lesioni cutanee.
- Richiede una formazione specifica per effettuare misurazioni tumorali riproducibili e un monitoraggio longitudinale affidabile degli endpoint.
- Limitato a superfici cutanee o epiteliali accessibili, restringendo l'utilizzo a studi di somministrazione topica o mucosale.
