$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Społeczność naukowa od dziesięcioleci próbuje wyjaśnić skomplikowany mechanizm rozwoju nowotworów u ludzi. Podczas gdy identyfikacja potencjalnych kluczowych graczy i celów leków rozpoczyna się od badań nad komórkami i tkankami pacjentów, translacyjne zastosowanie takich wyników często wymaga wykorzystania przedklinicznych modeli zwierzęcych. Wykorzystanie genetycznie modyfikowanych modeli myszy (GEMM) do modelowania nowotworów u ludzi stale rośnie od czasu ustanowienia Konsorcjum Mysich Modeli Nowotworów Ludzkich (NCI-MMHCC), komitetu, który starał się opisać i ujednolicić cechy mysich modeli raka dla naukowców na całym świecie1,2. Modele mysie zaspokajają potrzebę badań mechanistycznych w badaniach przedklinicznych większości typów raka, aby zrozumieć rozwój, progresję, odpowiedź na leczenie i nabytą oporność3.
Rak prostaty jest najczęściej występującym nowotworem u mężczyzn, dotykającym ponad 160 000 mężczyzn każdego roku4. Agresywne formy choroby pochłaniają każdego roku dziesiątki tysięcy istnień ludzkich. Jednak mechanizm progresji choroby jest nadal słabo poznany. Powoduje to poważny brak skutecznych opcji leczenia zaawansowanego i przerzutowego raka prostaty, o czym świadczy wysoka śmiertelność u pacjentów z zaawansowanym rakiem prostaty4. W związku z tym rośnie zapotrzebowanie na modele przedkliniczne do badania raka prostaty. Jednak ze względu na nieodłączne różnice między prostatą mysią a ludzką, modelowanie raka prostaty w GEMM nie zyskało popularności do czasu wprowadzenia systemu klasyfikacji Bar Harbor w 2004 roku, który nakreślił zmiany histopatologiczne w prostacie myszy po manipulacji genetycznej, identyfikacji zmian nowotworowych i ich związku z etapami progresji raka u ludzi5. Jedną z ważnych cech prostaty myszy, którą należy wziąć pod uwagę podczas badania dowolnego modelu GEMM prostaty, jest obecność czterech odrębnych par płatów: przedniego, bocznego, brzusznego i grzbietowego. Płaty wykazują znaczące różnice w histopatologii i wzorcu ekspresji genów6. Wzorzec ekspresji białka probasin może się różnić między płatami u młodych myszy po okresie dojrzewania7, co należy wziąć pod uwagę, ponieważ modele GEMM oparte na Cre są w większości projektowane przy użyciu promotora opartego na probasinie o nazwie Pb-Cre47. Wynikające z tego przestrzenne i czasowe różnice w ekspresji Cre często prowadzą do różnic w czasie inicjacji i progresji guza, a także różnic w zmianach nowotworowych między płatami. Dlatego ważne jest, aby uwzględnić takie różnice podczas badania rozwoju guza w prostacie GEMMs, a poszczególne płaty mogą wymagać osobnej oceny w celu uzyskania powtarzalnych wyników. W pierwszej części tego artykułu opisano właściwe metody preparowania prostaty myszy, identyfikacji i oddzielenia każdego płata oraz rozpoznania różnic histologicznych między płatami.
Chociaż analiza wzrostu guza i histopatologii może dostarczyć cennych informacji na temat rozwoju guza, nie dostarczają one zbyt wielu informacji o mechanizmach molekularnych. Aby zbadać mechanizm rozwoju i progresji guza, często przydatna jest analiza komórek nowotworowych in vitro. Na przestrzeni lat zasugerowano kilka metod, które obejmują hodowle tych komórek, w tym hodowle zawiesinowe, kultury 3D8, a ostatnio regularne kultury 2D9. Podczas gdy większość z tych metod skutkuje dobrymi wskaźnikami przeżycia i proliferacji komórek, hodowle 3D zapewniają środowisko najbardziej zbliżone do warunków fizjologicznych. W kulturach 3D lub sferoidalnych hodowanych w macierzy zewnątrzkomórkowej błony podstawnej (ECM) w pełni zróżnicowane komórki luminalne mają zwykle bardzo niski wskaźnik przeżycia; Jednak komórki podstawowe i pośrednie (głównie komórki macierzyste) są zdolne do rozmnażania się i wytwarzania klastrów komórkowych zwanych sferoidami10. To sprawia, że nadaje się do badań nad rakiem, ponieważ uważa się, że nowotwory nabłonkowe pochodzą z komórek macierzystych (popularnie znanych jako rakowe komórki macierzyste)11. Druga część tego protokołu opisuje metodę hodowli komórek prostaty myszy w hodowlach 3D. Uzyskane w ten sposób kule mogą być wykorzystywane do kilku rodzajów dalszych analiz, w tym do badania morfologii i zachowania organoidów za pomocą obrazowania żywych komórek, barwienia immunofluorescencyjnego dla różnych białek oraz badania odpowiedzi na leczenie chemioterapeutyczne.
Ogólnie, celem tego protokołu jest nakreślenie optymalnych metod wykorzystania modeli mysich w raku prostaty poprzez opisanie anatomii i technik preparacji prostaty myszy oraz przetwarzania tkanki do hodowli sferoidalnych i analizy in vitro.