Modelowanie pierwotnych guzów kości i przerzutów do kości z implantacją przeszczepu guza litego do kości

Blake  E. Hildreth III; Charlotte Palmer; Matthew J. Allen

doi:10.3791/61313

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Modelowanie pierwotnych guzów kości i przerzutów do kości z implantacją przeszczepu guza litego do kości

3K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/61313

⸱

9 września 2020

Blake E. Hildreth III¹ , Charlotte Palmer² , Matthew J. Allen²

¹Department of Pathology and O'Neal Comprehensive Cancer Center, University of Alabama at Birmingham, ²Surgical Discovery Centre, Department of Veterinary Medicine, University of Cambridge

W tym artykule

Podsumowanie

Modele przerzutów do kości nie rozwijają przerzutów równomiernie ani ze 100% częstością. Bezpośrednie wstrzyknięcie do komórek nowotworowych kości może spowodować embolizację płuc. Przedstawiamy naszą technikę modelowania pierwotnych guzów kości i przerzutów do kości z wykorzystaniem implantacji przeszczepu guza litego do kości, prowadzącej do powtarzalnego wszczepienia i wzrostu.

Streszczenie

Pierwotne guzy kości lub przerzuty do kości z guzów litych powodują bolesne zmiany osteolityczne, osteoblastyczne lub mieszane osteolityczno-osteoblastyczne. Zmiany te upośledzają strukturę kości, zwiększają ryzyko złamań patologicznych i pozostawiają pacjentów z ograniczonymi możliwościami leczenia. Pierwotne guzy kości dają przerzuty do odległych narządów, przy czym niektóre typy mogą rozprzestrzeniać się na inne miejsca szkieletowe. Jednak ostatnie dowody sugerują, że w przypadku wielu guzów litych komórki rakowe, które rozprzestrzeniły się do kości, mogą być głównym źródłem komórek, które ostatecznie dają przerzuty do innych układów narządów. Większość mysich modeli syngenicznych lub ksenoprzeszczepów pierwotnych guzów kości obejmuje dokostne (ortotopowe) wstrzyknięcie zawiesin komórek nowotworowych. Niektóre zwierzęce modele przerzutów do szkieletu z guzów litych zależą również od bezpośredniego wstrzyknięcia do kości, podczas gdy inne próbują odtworzyć dodatkowe etapy kaskady przerzutów do kości poprzez wstrzyknięcie komórek donaczyniowo lub do narządu guza pierwotnego. Jednak w żadnym z tych modeli przerzuty do kości nie rozwijają się niezawodnie lub z częstością 100%. Ponadto wykazano, że bezpośrednie wstrzyknięcie komórek nowotworowych do kości wiąże się z potencjalną embolizacją guza płuca. Te zatorowe komórki nowotworowe wszczepiają się, ale nie rekapitulują kaskady przerzutowej. Opisaliśmy mysi model kostniakomięsaka, w którym świeże lub kriokonserwowane fragmenty guza (składające się z komórek nowotworowych i zrębu) są wszczepiane bezpośrednio do bliższej części kości piszczelowej przy użyciu minimalnie inwazyjnej techniki chirurgicznej. U tych zwierząt rozwinęło się powtarzalne wszczepienie, wzrost, a z czasem osteoliza i przerzuty do płuc. Technika ta jest na tyle wszechstronna, że może być stosowana do modelowania przerzutów do kości guza litego i może z łatwością wykorzystywać przeszczepy składające się z jednego lub wielu typów komórek, komórek zmodyfikowanych genetycznie, ksenoprzeszczepów pochodzących od pacjenta i / lub znakowanych komórek, które można śledzić za pomocą obrazowania optycznego lub zaawansowanego. Tutaj demonstrujemy tę technikę, modelując pierwotne guzy kości i przerzuty do kości za pomocą implantacji przeszczepu guza litego do kości.

Wprowadzenie

Mysie modele chorób ludzkich i zwierzęcych stają się coraz bardziej popularne w badaniach biomedycznych. Użyteczność używania myszy w tym kontekście polega na tym, że ich anatomia i fizjologia są bardzo podobne do ludzi. Mają stosunkowo krótki okres ciąży i czas w życiu poporodowym, aby osiągnąć dojrzałość, i są w dużej mierze związane ze stosunkowo niskimi kosztami i łatwością utrzymania, chociaż rosnące koszty rozwoju lub zakupu wiążą się z większym stopniem modyfikacji genetycznej, niedoborem odporności i/lub humanizacją¹. Stosowanie szczepów wsobnych skutkuje w dużej mierze jednolitą populacją zwierząt przed włączeniem do badania. Pełna wie....