Vergelijking van uitgezaaide Clear Cell Renal Cell Carcinoma Model opgericht in muisnier en op Kip Chorioallantoic Membraan
8 februari 2020
Uitgezaaid helder celnieraal celcarcinomis is een ziekte zonder een uitgebreid diermodel voor grondig preklinisch onderzoek. Dit protocol illustreert twee nieuwe diermodellen voor de ziekte: het orthotopicalisch geïmplanteerde muismodel en het kipchorioallantoïsche membraanmodel, die beide longmetastasen aantonen die lijken op klinische gevallen.
Clear cell niercelcarcinoom of CCRCC, is de meest voorkomende subtype van nierkanker. Localize CCRCC heeft gunstige uitkomst met een operatie. Echter, een derde van de CCRCC patiënten zal ontwikkelen verre metastase naar de long.
Wat leidt tot een zeer slechte uitkomst voor patiënten. Helaas is er geen therapie beschikbaar voor deze dodelijke fase. Aangezien het moleculaire mechanisme van metastase zinspeling blijft.
Het doel van dit protocol is het introduceren en vergelijken van de twee diermodellen die onlangs zijn opgericht voor gemetastaseerde CCRCC. Het eerste model is de muis van het onderwerp implantatie. In dit muismodel wordt heterogene CCRCC geïmplanteerd op de niercapsule van de muis.
Tumorgroei en de metastase zijn activa na 10 weken. Het tweede model is het kip chorioallantoïsche membraanmodel, of het CAM-model. In dit kippenmodel wordt de heterogene CCRCC in het ei geïmplanteerd.
Tumorgroei en circulerende tumorcellen zijn actief na 10 dagen implantatie voordat het embryo uitkomt. Longmetastase is actief na 24 dagen van de implantatie. Dat is twee weken na het uitkomen.
Deze twee nieuwe modellen zullen nuttig zijn om het moleculaire mechanisme achter de metastase in CCRCC verder te bestuderen. Houd er rekening mee dat de CAM-procedure niet in deze video wordt weergegeven. Het gedetailleerde protocol voor het CAM-model wordt beschreven en gefilmd in een ander Trove-artikel van Sharrow et al.
Na het verdoven van een de muis, desinfecteren de achterkant van de muis volledig met povidone-jodium voor drie keer. Volg door 70% ethnol een keer, en veeg het droog met steriele wattenstaafjes. Breng vervolgens drie steriele medische dressing sequentieel die de hele rug om een chirurgisch veld te creëren en om de muis immobiliseren.
Vóór de operatie moeten de operatoren hun vingers desinfecteren met povidone-jodium. Plaats de muis in de gevoelige positie. En gebruik vingers om de linkernier net onder de linkerflank te lokaliseren.
Gebruik een paar stompe tangen en scharen om de huid en spierlaag onder de opgegeven locatie open te snijden. Gebruik steriele wattenstaafjes en tangen om de linker nier gedeeltelijk uit de buik te plaatsen. Laad ofwel een insulinespuit of een aangepaste Hamilton spuit met de tumorcel suspensie apart voorbereid.
Injecteer 20 microliter celsuspensie onder de niercapsule. Trek langzaam naald om de extra cellulaire matrix oplossing stollen. Evenals om bloeding of tumorcellekkage te voorkomen.
En gebruik dan een steriel wattenstaafje om de nier terug in de buik te duwen. Gebruik hechting om de spierlaag te naaien. Desinfecteer de huid met povidone-jodium.
En, sluit de huid met wond auto-clips. Orthotopische leggen geplant tumorcellen met succes groeide op muizen nier zoals bevestigd door BLI. Hoewel er geen verschil was in de primaire groei, had alleen de heterogene uitgezaaide tumor robuuste uitzaaiingen op de long.
De metastase werd ook bevestigd door immunohistochemie. Ook de circulerende tumorceltellingen waren hoger bij de muizen met uitgezaaide tumor dan muizen met niet-gemetastaseerde tumor. In overeenstemming met het muismodel vertoonde het CAM-model ook geen groeiverschil tussen uitgezaaide en niet-gemetastaseerte tumoren.
Aan de andere kant was het aantal circulerende tumorcellen aanzienlijk hoger in de eieren met uitgezaaide tumoren. Histologisch detecteerbare metastase werd waargenomen in de longen van uitgebroede kip. Tot slot illustreerde dit protocol twee nieuwe diermodellen voor gemetastaseerde CCRCC.
Zowel de muis als de kipmodellen recapituleerden trouw de longmetastase waargenomen in de kliniek. Deze twee preklinische modellen zullen nuttig zijn om het begrip van het moleculaire mechanisme achter de metastase uit te breiden. Evenals het ontdekken van nieuwe behandelingen voor gemetastaseerte CCRCC.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel presenteert twee nieuwe diermodellen voor metastatisch heldercellig niercelcarcinoom (CCRCC), ter aanvulling op het gebrek aan uitgebreide modellen voor preklinisch onderzoek. De modellen omvatten een orthotoop geïmplanteerd muismodel en een kippen-chorioallantoïs-membraanmodel, die beide longmetastasen vertonen die vergelijkbaar zijn met klinische gevallen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Oncologie
- Diermodellen
- Metastaseonderzoek
Achtergrond
- Heldercelig niercelcarcinoom (CCRCC) is het meest voorkomende subtype van nierkanker.
- Gelokaliseerd CCRCC heeft een gunstige prognose na chirurgische ingrepen.
- Een derde van de CCRCC-patiënten ontwikkelt distantmetastasen, in het bijzonder in de longen.
- Er bestaat momenteel geen effectieve therapie voor dit gevorderde stadium van de ziekte.
Doel van de studie
- Het ontwikkelen en valideren van nieuwe diermodellen voor het bestuderen van CCRCC-metastase.
- Het faciliteren van preklinisch onderzoek naar de ziekteprocessen.
- Het verbeteren van het inzicht in longmetastase bij CCRCC.
Gebruikte methoden
- Orthotope implantatie van tumorcellen in muizen.
- Gebruik van het chorioallantoïsaal membraanmodel van de kip.
- Observatie van de ontwikkeling van longmetastasen in beide modellen.
- Vergelijking van modelresultaten met klinische gevallen.
Belangrijkste resultaten
- Beide diermodellen demonstreerden succesvol longmetastase.
- De modellen vertonen een sterke gelijkenis met klinische gevallen van CCRCC.
- Deze modellen bieden een platform voor verder onderzoek naar therapeutische strategieën.
- Er is inzicht verkregen in de moleculaire mechanismen van metastase.
Conclusies
- De nieuw ontwikkelde modellen zijn waardevol voor preklinische studies naar CCRCC.
- Ze verbeteren het begrip van metastatische processen bij nierkanker.
- Toekomstig onderzoek kan deze modellen benutten om potentiële therapieën te verkennen.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Metastatisch heldercellig niercelcarcinoom (ccRCC) blijft een gebied met een grote onvervulde medische behoefte vanwege het gebrek aan effectieve therapieën en een beperkt begrip van de metastatische mechanismen. De beschreven orthotope muismodellen en modellen met het chorioallantoïdale membraan (CAM) van de kip bieden complementaire preklinische systemen om longmetastasen te bestuderen, wat target-validatie en het beperken van mechanistische risico's in discovery-pipelines mogelijk maakt. Deze modellen vergroten de voorspellende betrouwbaarheid bij de therapeutische ontwikkeling door klinische metastasepatronen te reproduceren in immunocompetente en kostenefficiënte platforms.
Strategische toepassingen in biofarma R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt onderzoek mogelijk naar tumorigeniciteit en metastatisch potentieel gedreven door VHL-verlies in heterogene ccRCC-populaties.
- Operationele waarde: Orthotopische implantatie in immuuncompetente muizen behoudt tumor-stroma-interacties die cruciaal zijn voor target-validatie.
- Wetenschappelijke waarde: Faciliteert functionele validatie van metastase-geassocieerde genen en pathways via in vivo longkolonisatie-assays.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert kwantificeerbare aantallen circulerende tumorcellen (CTC) als farmacodynamische readout voor het screenen van verbindingen.
- Operationele waarde: Het CAM-model biedt een snelle, kostenefficiënte tumorgroei (10 dagen) voor de standaardisatie van high-throughput assays.
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt de beoordeling van intravasatie via CTC-detectie in zowel muis- als CAM-systemen, wat evaluatie van verbindingen in een vroeg stadium mogelijk maakt.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Modellen recapituleren klinische longmetastasen, waardoor ziekterelevante systemen beschikbaar komen voor de ontdekking en validatie van biomarkers.
- Operationele waarde: Een uitgebreid CAM-model in uitgebroede kuikens (24 dagen) maakt de detectie van micrometastasen via immunohistochemie mogelijk voor longitudinale studies.
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt de vestiging van patient-derived xenografts (PDX) vanuit heterogene tumorpopulaties voor preklinische continuïteit.
Integratie van Pipeline & Workflow
De modellen zijn geïntegreerd over de verschillende ontdekkingsfasen: orthotope muismodellen ondersteunen hypotheseonderzoek en padvalidatie in de vroege ontdekkingsfase, terwijl CAM snelle assay-ontwikkeling en screening-gereedheid mogelijk maakt. Beide systemen genereren kwantitatieve resultaten, zoals tumormassa, CTC-niveaus en kwantificering van metastatische laesies, die ten grondslag liggen aan go/no-go-beslissingen. De modellen dienen als herbruikbare platforms voor target de-risking en translationele biomarker-afstemming, waardoor het biologische risico bij de identificatie van lead-verbindingen wordt verminderd.
- Discovery Biology: Valideert therapeutische targets via de beoordeling van tumorgroei en longmetastasen in immunocompetente gastheren.
- Screening: Biedt gestandaardiseerde, reproduceerbare systemen voor farmacodynamische monitoring op basis van CTC's in screeningcampagnes voor verbindingen.
- Analytics: Maakt kwantitatieve vergelijking van de metastatische last mogelijk via bioluminescentie-imaging (BLI) en immunohistochemie (IHC) read-outs.
- Translationeel Onderzoek: Verbindt discovery met preklinische validatie via PDX-compatibele heterogene tumormodellen.
- Enterprise Reuse: Vestigt een schaalbare, cross-platform capaciteit voor de generatie van metastasemodellen over meerdere therapeutische gebieden.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert mechanistische ambiguïteit in metastaseonderzoek door het leveren van klinisch relevante longmetastase-modellen.
- Operationele waarde: Het CAM-model vermindert tijd, arbeid en kosten ten opzichte van traditionele muismodellen, terwijl het robuuste tumormatig vorming en intravasatie ondersteunt.
- Strategische waarde: Verbetert de portfolio-triage door vroege beoordeling van het metastatisch potentieel en de therapeutische werkzaamheid mogelijk te maken.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling via kwantitatieve metastase-eindpunten in preklinische validatie.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in orthotope chirurgische technieken en de preparatie van tumorcellen voor implantatie in muismodellen.
- Afhankelijk van een steriele chirurgische infrastructuur en anesthesieprotocollen voor muisprocedures.
- Vereist toegang tot geembryoniseerde eieren en incubatievoorzieningen voor de uitvoering van het CAM-model.
- Vereist standaardisatie van de preparatie van de tumorcelсусpensie en de injectievolumes (20 µL) over de verschillende modellen heen.
- Vertrouwt op histopathologische validatie via BLI en IHC voor de detectie van metastasen, waarvoor beeldvormings- en pathologieresources noodzakelijk zijn.
