$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Kanker is een van de belangrijkste doodsoorzaken in de wereld. Daarom is er een eis om betrouwbare experimentele ziekte modellen te ontwikkelen om een beter begrip van de ziekte te verkrijgen en om mogelijke therapeutische benaderingen te onderzoeken. Een van de meest gebruikte experimentele in vivo modellen om de ontwikkeling van huidkanker te bestuderen is de chemisch geïnduceerde tweetraps huid carcinogenese model1,2. Het model biedt een hulpmiddel om tumor initiatie, promotie en progressie te bestuderen naast specifieke gebeurtenissen zoals immuuncelinfiltratie en angiogenese.
Om het tweetraps huid carcinogenese model te gebruiken, wordt de rughuid van muizen behandeld met twee verschillende chemicaliën die samen tumorvorming induceren. Het model wordt geïnitieerd met een lage dosis van de mutagene stof, DMBA, gevolgd door langdurige blootstelling aan de tumor promotor, TPA3 (Figuur 1). Dmba muteert DNA willekeurig door covalente adducten te vormen met het DNA van epidermale cellen en primaire Keratinocyt stamcellen4,5,6,7. Sommige van deze willekeurige mutaties vinden plaats in een proto-oncogen, zoals Hras1 (mutaties in kras en Nri's worden ook gedetecteerd) en de omzetting van proto-oncogenen naar oncogenen stimuleert de tumorvorming onder de juiste stimuli. TPA, op zijn beurt, is de meest gebruikte tumor groeibevorderende agent. Het moleculaire doelwit is proteïne kinase C (PKC)8. TPA activeert ook WNT/β-bovenbouw in signalering die cruciaal is voor tumorvorming in model9. Herhaalde en langdurige blootstelling aan de bevorderend middel leidt tot verbeterde celsigna lering, verhoogde productie van groeifactoren, en een lokale ontstekingsreactie, die duidelijk zijn als gevolg van verhoogde DNA-synthese en inflammatoire celinfiltratie in de behandelde huid.
De belangrijkste ontstekingsmediatoren in het DMBA-TPA-model zijn geïdentificeerd10. Interleukine-17a (Il-17a) is bekend dat het bijzonder tumorigene in de dmba-TPA model11,12. Het werkt in synergie met Interleukine 6 (Il-6) en participeert in macrofaag en neutrofiele recruitment13,14. Daarnaast is aangetoond dat CD4+ T-cellen en neutrofielen tumorigene zijn in het dmba-TPA-model. Tot slot, macrofagen kunnen ook bevorderen tumorvorming in het model15,16,17.
Tijdens de promotie fase wordt de celproliferatie van de gemuleerde cellen versterkt en wordt een aanhoudende hyperplasie van de epidermis gehandhaafd1. Dit leidt tot de ontwikkeling van papillomavirus in de huid in 10 – 20 weken, waarna de papillomas beginnen te converteren naar kwaadaardige tumoren, plaveiselcel carcinomen (SCCs)2. Echter, minder dan 10% van de papillomas vooruitgang naar maligniteit, hoewel dit percentage ook afhangt van de genetische achtergrond van de muizen2,18. Decennia lang was het niet bekend wat voor soort cellen werden aanvankelijk gemuleerd in de tumoren leidt tot maligniteit, hoewel sommige studies duidelijk onderscheiden kenmerken in de kwaadaardige tumoren had gemeld in vergelijking met goedaardige papillomas19,20. Echter, recente studies hebben sterk toegenomen ons begrip op de klonale oorsprong van tumorvorming in de DMBA-TPA model21. 22. 23. aangetoond is dat zowel epitheliale cellen als haarfollikel stamcellen in het beenmerg bijdragen aan de tumorvorming22. Stage-specifieke Lineage tracing studies hebben onthuld dat goedaardige papillomas van monoklonale oorsprong zijn, maar ze rekruteren nieuwe epitheliale celpopulaties21,23. Echter, slechts één van de cel klonen fungeert als een driver voor carcinogenese; het bevat een Hras-mutatie23. De progressie naar carcinoom vorming wordt geassocieerd met een van klonen sweep23.
De kankerverwekkende stof DMBA initieert de papillomavirus-formatie en TPA bevordert de tumorgroei. Vandaar, de tumor initiatie kan afzonderlijk worden bestudeerd van de promotie door het onderbreken van het experiment voor de TPA behandelingsperiode. Als de tumorprogressie wekelijks wordt bestudeerd biedt het een grote kans voor gedetailleerde tumorgroei analyse gedurende de studie. Omdat de tumoren worden gegenereerd door externe chemicaliën, is een oncogene mutatie in de kiembaan overbodig. Het bestuderen van de effecten van een genetische achtergrond (bijv. Knockout/transgene vs. wild type) op tumorvorming is dus rechtlijnig2. Kortom, de DMBA/TPA huidkanker model is een bijzonder nuttige aanpak voor het bestuderen van de rol van het immuunsysteem in de progressie van de tumor, alsmede voor de evaluatie van de inleiding van de tumor en promotie stappen onafhankelijk of onderling afhankelijk.

Figuur 1: DMBA-TPA-geïnduceerde huid carcinogenese modeloverzicht. De kankerverwekkende stof DMBA wordt topisch toegepast om DNA-mutaties in de initiatie fase van het model te induceren. De groeibevorderende agent TPA wordt 2 x per week toegediend om de celproliferatie tijdens de promotie fase te verbeteren, wat leidt tot de ontwikkeling van papillomas in de huid. Dieren worden geofferd nadat de papillomavirus-reactie een plateau bereikt, meestal binnen weken 15 – 20, afhankelijk van de genetische achtergrond van de muizen. Een klein deel van de papillomas kan binnen 20 – 50 weken verder uitgroeien tot Scc's. Voor het bestuderen van vroege gebeurtenissen in de initiatie-en vroege promotie fase kunnen monsters worden verzameld (bijvoorbeeld kort na de tweede TPA-toepassing). Een representatieve foto en hematoxyline en eosine gekleurd doorsnede van papillomas op een C57BL/6 muis huid na 19 weken behandeling worden getoond. Schaalbalk = 0,1 mm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.