W niniejszym manuskrypcie wykonaliśmy chirurgiczne wstrzyknięcie linii komórkowej raka prostaty mysiej, Myc-CaP, do przedniego płata prostaty (Rysunek 1A), co doprowadziło do rozwoju ortotopowych guzów prostaty z klinicznie istotnym TME i odpowiednimi węzłami chłonnymi drenażującymi prostatę (Rysunek 1B). Procedurę tę przeprowadzono przy użyciu nożyczek do mikrodysekcji, kleszczyków Graefe, kleszczyków tkankowych Graefe, uchwytu igłowego z przecinką oraz strzykawki 50 µL z igłą 28G (Rysunek 1C). Po wykonaniu nacięcia w linii środkowej brzucha o długości około 1 cm powyżej gruczołów nap prepucjalnych (Rysunek 1D), zlokalizowano i wypreparowano jeden pęcherzyk nasienny wraz z przylegającym przednim płatem prostaty (Rysunek 1E), a następnie do prostaty wstrzyknięto 30 µL (1x106 komórek) zawiesiny komórkowej w PBS/matrigelu w stosunku 1:1 (Rysunek 1F), co początkowo zweryfikowano poprzez obrzmienie płata i brak wycieku (Rysunek 1G).
Aby monitorować wzrost guza ortotopowego, stabilnie przetransfekowaliśmy komórki Myc-CaP w celu ekspresji zarówno lucyferazy świetlika, jak i mCherry, co pozwoliło na śledzenie guzów za pomocą nieinwazyjnej bioluminescencji in vivo (Rycyna 2A) oraz fluorescencji (Rycyna 2B) odpowiednio. Jednym z ograniczeń tej metody obrazowania jest fakt, że w zależności od siły sygnału, kwantyfikacja obrazu może ulec nasyceniu, podczas gdy guz nadal zwiększa swoją objętość. Dlatego przy wysokich intensywnościach sygnału obrazowanie in vivo jest bardziej przydatne do wstępnej normalizacji masy guza w grupach eksperymentalnych oraz do późniejszego określania zmniejszenia wielkości guza po zastosowaniu zabiegów eksperymentalnych. Można również wykorzystać dodatkowe metody obrazowania, takie jak MRI, PET lub CT dla małych zwierząt.
Guzy ortotopowe wypreparowano z jamy brzusznej w 30. dniu po wstrzyknięciu do prostaty (Rycina 3A). Guzy ortotopowe powinny znajdować się w miejscu przedniego płata prostaty. Obecność mas guzowatych w całej jamie brzusznej lub przytwierdzonych do przedniej ściany brzucha wskazuje na nieprawidłowe wstrzyknięcie do prostaty i wyciek preparatu. Przy zastosowaniu właściwej techniki objętość guza (Rycina 3B) i jego masa (Rycina 3C) mogą zostać zarejestrowane z relatywnie małym błędem standardowym. Jednak, jak zaobserwowano, wystąpi pewna zmienność w przypadku małych i dużych mas guzowych. Dlatego w przypadku wszystkich eksperymentów kluczowe jest wstępne wykorzystanie ilościowej oceny obrazowej przed leczeniem w celu wyrównania obciążenia guzami pomiędzy ramionami badawczymi. Ponadto, ponieważ te mysie komórki nowotworowe zostały wstrzyknięte do immunokompetentnych myszy FVB/NJ, mikrośrodowisko guza (TME) można analizować za pomocą immunohistochemii (IHC) (lub cytometrii przepływowej lub innych technik) w kierunku limfocytów T CD3 (Rycina 3D) (lub innych typów komórek odpornościowych). Wreszcie, model ten zapewnia obiektywny punkt końcowy przeżycia, ponieważ duża masa guza pierwotnego powoduje krwotoczną wodniczkę brzuszną36 (Rycina 3E) i/lub zmniejszenie aktywności ruchowej, zaburzenia pielęgnacji ciała i/lub piloerekcję37. Sporadycznie przyczyną śmierci może być również wzrost guza blokujący odpływ moczu.
Wreszcie, model ten może być wykorzystany do badania zarówno raka prostaty zależnego od androgenów, jak i CRPC, który charakteryzuje się złym rokowaniem i wymaga opracowania nowych opcji terapeutycznych. Po rozwoju guza ortotopowego myszy zostały poddane chirurgicznej kastracji, zgodnie z wcześniejszym opisem38. Ponieważ jest to drugi główny zabieg chirurgiczny wpływający na przeżywalność, należy zachować szczególną ostrożność podczas monitorowania rekonwalescencji oraz wszelkich działań niepożądanych lub powikłań. W ciągu 3 dni po kastracji zaobserwowano silną regresję guza, po której nastąpił ponowny wzrost guza po około 30 dniach, co reprezentuje CRPC (Rycina 4A). Guzy CRPC mogą być wycinane i analizowane histologicznie; nie wykazują one różnicowania neuroendokrynnego, ponieważ utrzymują wysokie poziomy AR i są negatywne w kierunku markera neuroendokrynnego, synaptofizyny (Rycina 4B).

Rycina 1: Przedni płat prostaty, drenujące węzły chłonne oraz reprezentacyjna technika wewnątrzprostatycznych iniekcji komórek. Obrazy (A) prawy przedni płat prostaty (czarny, *), przyległa prawa pęcherzyk nasienny (biały), prawy jądrze i poduszka tłuszczowa (zielony) oraz pęcherz moczowy (żółty), (B) obustronne paraaortalne węzły chłonne drenujące prostatę (pomarańczowe), (C) nożyczki do mikrodissekcji, pęseta Graefe, pęseta tkankowa Graefe, uchwyt igłowy z przecinaczem do szwów oraz 50 µL strzykawka z igłą o rozmiarze 28G (od lewej do prawej), (D) cięcia w linii pośrodkowej, (E) zewnętrzna ekspozycja pęcherzyków nasiennych i przedniego płata prostaty, (F), wstrzyknięcie doprostatyczne, i (G) przepełnienie płata przedniego prostaty. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 2: In vivo bioluminescencyjne i fluorescencyjne obrazowanie guzów. (A) lucyferazy i (B) Obrazowanie ortotopowych guzów Myc-CaP wykazujących ekspresję mCherry przeprowadzono przy użyciu systemu obrazowania IVIS Spectrum. Bioluminescencję określono jako całkowity strumień (fotony/s). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 3: Analizy guza ortotopowego pod kątem objętości guza, masy, histologii w celu oceny nacieku immunologicznego oraz przeżywalności. Guzy ortotopijne wypreparowano w 30. dniu po wtryśnięciu do prostaty i przeanalizowano za pomocą (A) obrazowanie makroskopowe, (B) objętość guza (π/6×L×W×H; L=długość najdłuższej osi guza, W=szerokość prostopadła, H=wysokość prostopadła), (C) masa guza, (D) IHC CD3 (pasek skali=100 µm), oraz (E) przeżywalność, z punktem końcowym w postaci wystąpienia krwotocznej wodobrzusza. (A-B) Dane przedstawiono jako średnia ± błąd standardowy średniej. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 4: Iniekcje wewnątrzprostatyczne z następującą kastracją chirurgiczną w celu modelowania zarówno raka prostaty zależnego od androgenów, jak i CRPC. (A) Myszy z ortotopowymi guzami wykazującymi ekspresję lucyferazy poddano obrazowaniu bioluminescencyjnemu przed i po kastracji (Cx), a (B) wycięto nawrotowe guzy CRPC (czarny = ortotopowy guz prostaty; żółty = pęcherz moczowy), a następnie poddano je analizie H&E&E, IHC AR i IHC synaptofizyny (z dodatnią kontrolą mysią) (pasek skali=50 µm). Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.