Prawie wszystkie główne postępy w terapii nowotworów będą wymagały przeprowadzenia testów na modelach zwierzęcych przed rozpoczęciem badań klinicznych. Zwierzęce modele raka są niezbędnymi narzędziami, które umożliwiają naukowcom badanie biologii nowotworów in vivo. Modele ksenoprzeszczepów ortotopowych pozostają złotym standardem1,2 i nadal oferują największą elastyczność (w zakresie wyboru linii komórkowych) oraz mają najbardziej praktyczną użyteczność.
Zilustrowana procedura jest małoinwazyjną modyfikacją modelu ortotopowego opisanego wcześniej przez Dinneya i wsp. 12 Ustaliliśmy guzy ksenoprzeszczepu za pomocą przezskórnego wstrzyknięcia pod kontrolą USG trzech różnych linii komórkowych z technicznym wskaźnikiem sukcesu wynoszącym 100%. Podczas ciągłej obserwacji 98% myszy wykazywało stały wzrost objętości guza.
Wykonując technikę minimalnie inwazyjną, byliśmy w stanie rozwiązać istniejące ograniczenia modelu stacjonarnego. Oprócz poszanowania dobrostanu zwierząt, zmniejszona inwazyjność tej procedury przyczynia się również do powtarzalności eksperymentów in vivo poprzez zmniejszenie liczby powikłań chirurgicznych. Jest to bardzo skuteczne w czasie, aby uniknąć laparotomii jamy brzusznej i związanej z tym konieczności zamknięcia rany. Udało nam się znacznie skrócić czas zabiegu na zwierzę do 3,4 minuty (±1,6). Jednak główną zaletą naszego nowatorskiego podejścia jest jego dokładność. Ultradźwięki o wysokiej rozdzielczości pozwalają nam uwidocznić przestrzeń, która powstała w wyniku wstrzyknięcia soli fizjologicznej pod błonę śluzową ściany pęcherza moczowego. Ten pierwszy krok iniekcji ułatwia wstrzyknięcie komórek nowotworowych w drugim kroku i minimalizuje ryzyko rozlania komórek nowotworowych. Kontrastuje to z techniką iniekcji śródściennej po laparotomii, gdzie niemożliwe jest wizualizację umieszczenia igły i zawsze istnieje element niepewności co do dokładnej głębokości iniekcji. Ponadto, ponieważ zaszczepiamy komórki nowotworowe wyłącznie w przedniej ścianie pęcherza moczowego, unika się wzrostu guza na tylnej ścianie pęcherza. W związku z tym częstość powikłań obturacyjnych spowodowanych wzrostem guza w pobliżu ujść moczowodu jest niezwykle rzadka. Ten efekt towarzyszący pozwala na dłuższe okresy wzrostu i leczenia.
Głównym ograniczeniem inokulacji nowotworów pod kontrolą USG jest konieczność odpowiedniego sprzętu technicznego. W związku z tym wykonanie tej procedury będzie prawdopodobnie ograniczone do ośrodków, które specjalizują się w zwierzęcych modelach ludzkiego raka. Powinno to zachęcać do współpracy między grupami badawczymi spoza tych instytucji a grupami posiadającymi doświadczenie w tego typu nowatorskim modelowaniu zwierząt.
Chociaż model ten jest zależny od znajomości obrazowania ultrasonograficznego i pewnej zręczności manualnej, jest łatwy do nauczenia się pod kompetentnym instruktażem. Kluczowym krokiem w zabiegu jest stworzenie sztucznej przestrzeni podśluzówkowej w ścianie pęcherza moczowego za pomocą soli fizjologicznej. Gdy ta przestrzeń zostanie utworzona bez perforacji warstwy błony śluzowej, pozostaje stabilna przez kilka minut. Wprowadzenie drugiej igły w tę przestrzeń w celu zaszczepienia komórek nowotworowych jest stosunkowo proste. Głównym powikłaniem podczas tworzenia przestrzeni podśluzówkowej jest perforacja igły w świetle pęcherza moczowego. Stworzenie przestrzeni podśluzówkowej pozostaje jednak wykonalne. Igłę należy powoli wciągnąć w ścianę pęcherza moczowego, a sól fizjologiczną wstrzyknąć w momencie, gdy warstwa błony śluzowej przewróci się na końcówkę igły. Po tym manewrze przestrzeń podśluzówkowa jest mniej stabilna (sól fizjologiczna ucieknie do światła pęcherza w ciągu 30-60 sekund), a wstrzyknięcie komórek nowotworowych musi być wykonane szybko. W takich przypadkach może dojść do rozlania komórek nowotworowych do światła pęcherza moczowego z perforacją błony śluzowej. Chociaż utrata komórek nowotworowych z przestrzeni śródściennej może prowadzić do zmniejszenia objętości guza podczas obserwacji, nigdy nie zaobserwowaliśmy żadnego śródpęcherzowego wychwytu guza.
Innym potencjalnym powikłaniem jest rozlanie się komórek nowotworowych do jamy otrzewnej przez kanał iniekcji. Zaobserwowaliśmy tylko jedno dootrzewnowe rozsiew komórek nowotworowych u 50 zwierząt i miało to miejsce w jednej z naszych pierwszych prób. Przypisujemy to wstrzyknięciu zbyt dużej objętości zawiesiny komórek nowotworowych. Przemawiał za tym fakt, że zmniejszenie objętości z 50-40 μl nie powodowało dalszego rozlewu dootrzewnowego.
Ta minimalnie inwazyjna inokulacja mysiego ortotopowego ksenoprzeszczepu raka pęcherza moczowego stanowi innowacyjną modyfikację istniejącego "modelu wewnątrzściennego", przynoszącą korzyści zarówno badaczowi, jak i zwierzętom. Zalety tego modelu zachęcają do jego adaptacji do innych narządów, takich jak nerki, prostata i wątroba, w celu ustalenia ortotopowych guzów ksenoprzeszczepu w minimalnie inwazyjny sposób.