Rak pęcherza moczowego jest drugim najczęściej występującym nowotworem układu moczowo-płciowego, z prawie 75 000 nowych przypadków i 15 000 zgonów spodziewanych w 2012 roku1. Wysokie wskaźniki nawrotów wymagają obserwacji przez całe życie, co sprawia, że rak pęcherza moczowego jest jednym z najdroższych nowotworów w leczeniu. Rak pęcherza moczowego, który zaatakował warstwę mięśniową, może dawać przerzuty do wątroby, płuc lub kości przez układ limfatyczny. Multimodalna terapia zaawansowanych nowotworów daje tylko 20-40% przeżycia po 5 latach. Dlatego pilnie potrzebne są skuteczne strategie leczenia mające na celu ograniczenie nawrotów i progresji powierzchownego raka pęcherza moczowego, a także poprawę wyników leczenia u pacjentów z zaawansowaną chorobą.
Rozwój nowych terapii wymaga modeli przedklinicznych do oceny skuteczności po wstępnej ocenie in vitro. Mikrośrodowisko guza może znacząco wpływać na rozwój i reakcję nowotworu, co podkreśla potrzebę modeli przedklinicznych, w których guzy powstają lub mogą zostać ustalone w narządzie pochodzenia. Jednym z podejść jest opracowanie modeli transgenicznych, w których nowotwory powstają spontanicznie lub mogą być indukowane w sposób specyficzny dla narządu. Niedawno opublikowano doskonały protokół transgenicznego modelu raka pęcherza moczowego2. Wadą modeli transgenicznych jest to, że nowotwory mają tendencję do powolnego rozwoju i z mniejszą jednorodnością niż pożądana. Ponadto należy wziąć pod uwagę koszt utrzymania rodziny hodowlanej. Alternatywą dla modeli transgenicznych jest ortotopowa implantacja komórek nowotworowych, która ma tę zaletę, że zapewnia krótkie ramy czasowe dla ustalenia guza u dostępnych na rynku myszy. Podczas gdy niektóre linie komórkowe ludzkiego raka pęcherza moczowego mogą być hodowane ortotopowo (z powodzeniem zastosowaliśmy UM-UC-3), może być pożądane ustalenie guzów u myszy immunokompetentnych. Dwie linie komórkowe raka pęcherza moczowego, które rosną ortotopowo, to MBT-2 i MB493. Ponieważ komórki MBT-2 są zanieczyszczone replikującym się retrowirusem typuC 4, wybraliśmy komórki MB49 do naszych badań. Ważne jest, aby pamiętać, że komórki MB49 zostały wyizolowane od samca myszy, a implantacje ortotopowe są wykonywane ze względów anatomicznych u samic myszy. Ma to tę zaletę, że łatwo identyfikuje wszczepione komórki za pomocą markerów chromosomu Y, ale niedopasowanie płci może być wadą dla badań immunologicznych.
Nabłonek pęcherza moczowego jest wyściełany warstwą glikozaminoglikanu (GAG), która działa jako bariera dla infekcji mikroorganizmami. Bariera ta może również przeszkadzać w implantacji komórek nowotworowych i opracowano kilka metod, aby przezwyciężyć tę trudność (Tabela 1). Elektrokoagulacja jest szeroko stosowana jako fizyczny środek do rozbijania warstwy GAG 5-13, a protokół demonstrujący elektrokoagulację został niedawno opublikowany w JoVE14. Jeśli jednak urządzenie do elektrokoagulacji nie jest dostępne, można również zastosować środki chemiczne do zniszczenia warstwy GAG, takie jak azotan srebra lub poli-L-lizyna15-24. Guzy są skutecznie ustalane przez krótką ekspozycję pęcherza moczowego na niewielką objętość azotanu srebra (5-10 μl, 0,15-1,0 M, ~10 s) lub dłuższy kontakt z poli-L-lizyną (100 μl 0,1 mg/ml przez 20 min) (Tabela 1). Tutaj opisujemy metodę, która wykorzystuje trypsynę w celu ułatwienia implantacji komórek MB49.
W próbie ulepszenia metod leczenia raka pęcherza moczowego, terapia genowa przyciągnęła znaczną uwagę. Z klinicznego punktu widzenia rak pęcherza moczowego jest idealnym celem terapii genowej ze względu na łatwy dostęp do narządu i zdolność do miejscowego dostarczania ładunku. Wektory wirusowe, które zostały zbadane w terapii genowej raka pęcherza moczowego, obejmują onkolityczny wirus opryszczki pospolitej25, retrowirus26, wirus ospy kanaryjskiej27, wirus krowianki, AAV i adenowirus28. W drugiej części naszego protokołu opisujemy metodę dostarczania wirusa, która jest praktycznie identyczna z wkraplaniem komórek nowotworowych. Przedmiotem zainteresowania w naszym laboratorium jest rozwój nowatorskich podejść do dostarczania genów, które oceniamy za pomocą bioluminescencji przy użyciu wektora adenowirusowego, który wyraża transgen lucyferazy. Jednak metodologia cewnikowania pęcherza moczowego może być stosowana do dostarczania różnych środków i dlatego ma szerokie zastosowanie.