Ondanks het feit dat het een zeer complex en inefficiënt proces1 is, levert metastase een belangrijke bijdrage aan de morbiditeit en mortaliteit van kankerpatiënten2. In feite worden de meeste kankergerelateerde sterfgevallen toegeschreven aan gemetastaseerde verspreiding van ziekte3,4. Om tumorcellen met succes te laten metastaseren, moeten ze zich losmaken van de primaire plaats, binnendringen door aangrenzend stroma, intravaseren in de bloedcirculatie of lymfevaten, reizen naar het capillaire bed van een secundaire plaats, extravaseren in het secundaire weefsel en prolifereren of groeien om metastatische laesies te vormen5. Het gebruik van muismodellen is van cruciaal belang geweest voor het bevorderen van het begrip van de moleculaire mechanismen die verantwoordelijk zijn voor gemetastaseerd zaaien en groei6,7. Hierin richten we ons op borstkankermetastase, waarvoor zowel genetisch gemodificeerde muismodellen als transplantatiemethoden vaak worden gebruikt - elk met hun eigen reeks voordelen en beperkingen.
Genetisch gemanipuleerde borsttumormodellen maken gebruik van borstklierspecifieke promotors, waaronder MMTV-LTR (muismamatumorvirus long terminal repeat) en WAP (Whey Acidic Protein), om de expressie van transgenen in het borstepitheel8 te stimuleren. Oncogenen waaronder polyoma midden T-antigeen (PyMT), ErbB2 / Neu, c-Myc, Wnt-1 en simian virus 40 (SV40) zijn op deze manier tot expressie gebracht9,10,11,12,13, en hoewel deze genetische modellen nuttig zijn voor het bestuderen van primaire tumorinitiatie en -progressie, zijn er maar weinig gemakkelijk uitgezaaid naar verre organen. Bovendien zijn deze genetische muismodellen vaak duurder dan spontane of experimentele metastasemodellen. Gezien de beperking van de meeste genetisch gemanipuleerde borsttumormodellen om metastase te bestuderen, zijn transplantatietechnieken aantrekkelijke methoden geworden om dit complexe proces te bestuderen. Dit omvat orthotopische, staartader-, intracardiale en intracraniale injectie van geschikte cellijnen.
Hoewel verschillende borstkankercellijnen gemakkelijk uitzaaien na orthotopische injectie in het borstvetkussen14,15, kan de consistentie en reproduceerbaarheid van gemetastaseerde tumorbelasting een uitdaging zijn en kan de duur van dergelijke onderzoeken enkele maanden zijn. Voor het evalueren van longmetastase, in het bijzonder, is intraveneuze injectie in de staartader vaak een meer reproduceerbare en tijdseffectieve methode met gemetastaseerde verspreiding die meestal binnen een tijdsbestek van enkele weken optreedt. Aangezien het intraveneuze injectiemodel echter de eerste stappen van de metastatische cascade omzeilt, moet voorzichtigheid worden betracht bij het interpreteren van de resultaten van deze onderzoeken. In deze demonstratie tonen we staartaderinjectie van borsttumorcellen samen met een nauwkeurige en uitgebreide analysemethode.
Hoewel de onderzoeksgemeenschap aanzienlijke vooruitgang heeft geboekt bij het begrijpen van het complexe proces van borstkankermetastase, wordt geschat dat meer dan 150.000 vrouwen momenteel gemetastaseerde borstkanker hebben16. Van degenen met stadium IV borstkanker heeft >36% van de patiënten longmetastase17; het plaatsspecifieke patroon en de incidentie van metastasen kunnen echter variëren op basis van moleculair subtype18,19,20,21. Patiënten met borstkanker-geassocieerde longmetastasen hebben een mediane overleving van slechts 21 maanden, wat de noodzaak benadrukt om effectieve behandelingen en nieuwe biomarkers voor deze ziekte te identificeren17. Het gebruik van experimentele metastasemodellen, waaronder de intraveneuze injectie van tumorcellen, zal onze kennis van deze belangrijke klinische uitdaging blijven vergroten. In combinatie met digitale beeldvormingspathologie en de methode van metastatische longtumorbelastingsanalyse die in dit protocol wordt beschreven, zijn staartaderinjecties een waardevol hulpmiddel voor onderzoek naar borstkankermetastase.