Descrevemos o estabelecimento de tumores colorretais ortotópicos através da injeção de células tumorais ou organoides no ceco de camundongos e o subsequente isolamento de células tumorais circulantes (CTCs) deste modelo.
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Artigo de método
Descrevemos o estabelecimento de tumores colorretais ortotópicos através da injeção de células tumorais ou organoides no ceco de camundongos e o subsequente isolamento de células tumorais circulantes (CTCs) deste modelo.
Apesar das vantagens de uma fácil aplicabilidade e custo-eficácia, os modelos de ratos subcutâneos têm limitações severas e não simulam com precisão a biologia do tumor e a disseminação de células tumorais. Modelos de mouse ortotópicos foram introduzidos para superar essas limitações; No entanto, esses modelos são tecnicamente exigentes, especialmente em órgãos vazios, como o intestino grosso. Para produzir tumores uniformes que crescem e metastatizam de forma confiável, são críticas técnicas padronizadas de preparação e injeção de células tumorais.
Desenvolvemos um modelo de câncer colorretal ortopsico (CRC) que desenvolve tumores altamente uniformes e pode ser utilizado para estudos de biologia tumoral, bem como ensaios terapêuticos. As células tumorais de ambos os tumores primários, linhas celulares bidimensionais (2D) ou organoides tridimensionais (3D) são injetadas no ceco e, dependendo do potencial metastático das células tumorais injetadas, formam tumores altamente metastáticos. Além do que, além do mais,Os CTCs podem ser encontrados regularmente. Aqui descrevemos a técnica de preparação de células tumorais a partir de linhas celulares 2D e organoídeos 3D, bem como tecido tumoral primário, técnicas cirúrgicas e de injeção, bem como o isolamento de CTCs dos camundongos portadores de tumor e dicas atuais para solução de problemas.
O câncer colorretal (CRC) é uma das causas mais comuns de morte por câncer nos países ocidentais. 1 Embora o tumor primário possa ser frequentemente ressecado, a ocorrência de metástases à distância piora dramaticamente o prognóstico e muitas vezes leva à morte. 2 , 3 A correlação biológica da metástase é a circulação de células tumorais (CTCs), que se destacam do tumor, sobrevivem em circulação, se juntam ao epitélio no órgão alvo, invadem o órgão e, finalmente, superam novas lesões. 4 Embora os CTCs sejam de relevância prognóstica, 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , sua biologia é parcialmente entendida como resultado de sua extrema raridade no CRC. 10
Os modelos de mouse são um poderoso tOol para estudar vários aspectos da biologia do câncer. Os modelos clássicos de tumor subcutâneo são produzidos por injeção subcutânea de células tumorais em camundongos receptores, que podem ser imunocompetentes (se forem utilizadas células de tumor murino singenésicas) ou imunodeficientes. Os modelos de tumor subcutâneo são baratos e produzem dados rapidamente; Seu crescimento de tumor de ponto final pode ser medido facilmente e não invasivamente. No entanto, 88% dos novos compostos que demonstraram atividade antitumoral em tais modelos falham nos ensaios clínicos. 11 Isto é em parte devido a diferenças entre espécies entre humanos e camundongos; No entanto, uma grande parte dessa falha é devido ao baixo valor preditivo de modelos subcutâneos de mouse.
Os modelos de ratos ortotópicos, nos quais as células tumorais são injetadas no órgão de origem e, portanto, crescem em seu microambiente original, são, portanto, cada vez mais utilizados na pesquisa do câncer. 11 , 12 , 13 , 14 Os modelos ortotópicos não apenas simulam as condições locais de crescimento tumoral; Como resultado do sítio anatômico correto do crescimento tumoral, os modelos de ratos ortotópicos também permitem a simulação realista de metástases e, portanto, são usados para estudar biologia 8 , 15 e 16 de CTC ou sua resposta a diferentes tratamentos em CRC. 13 , 17
Uma grande desvantagem dos modelos de mouse ortotópicos é a sua complexidade técnica. Dependendo do órgão em que as células devem ser injetadas, a curva de aprendizado até que o experimentador seja capaz de induzir tumores reprodutíveis é bastante longa. Isto aplica-se especialmente aos modelos de câncer colorretal, uma vez que as células tumorais precisam ser injetadas na parede intestinal, o que muitas vezes resulta em perfuração, vazamento de células tumorais ou perda de células tumorais endoluminais. Isso é umO artigo pretende descrever o método de preparação celular a partir de amostras de tecido primário, linhas celulares 2D e cultura organo 3D e sua injeção no ceco de camundongos. A técnica descrita aqui leva a tumores altamente uniformes e, dependendo da biologia do tumor da linha celular usada para injeção, a formação reprodutível de metástases à distância e CTC nos camundongos receptores. 15
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Os experimentos com animais apresentados aqui foram revisados e permitidos de forma independente por um comitê institucional e governamental de Cuidados e Uso de Animais e foram conduzidos de acordo com as diretrizes da Federação de Associações de Ciências de Animais de Laboratório (FELASA). Todas as medidas possíveis foram tomadas para minimizar o sofrimento, incluindo anestesia e analgesia ou, se necessário, eutanásia prematura.
1. Preparação de células e organismos orgânicos
NOTA: Use um volume de 20 μL com 100.000 células para cada injeção. Use a matriz da membrana basal (BMM) para evitar vazamentos e garantir a injeção padronizada. Para garantir resultados reprodutíveis, realize ensaios de autenticação de linha celular ( por exemplo , via perfil STR) em intervalos regulares.
2. Orthotopic Mouse Model
3. Isolamento de células tumorais circulantes de amostras de sangue inteiro
NOTA: Obtenha sangue por punção cardíaca transcutânea em ratos anestesiados, seguido de eutanásia. Idealmente, 1000 μL de sangue são empurrados para uma seringa pré-cheia com 100 μL de um anticoagulante (ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA) ou heparina). Use um anti-humano-EpCAM (adesão de células epiteliaisMolécula) anticorpo para identificar os CTCs. Isso funciona muito bem se as linhas de células epiteliais humanas forem usadas no modelo do mouse. Para outros aparelhos, diferentes anticorpos podem ser necessários.
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A geração bem sucedida e reprodutível de tumores colorretais neste modelo depende criticamente da injeção precisa das células sem derramamento ou vazamento. Se isso for alcançado, este modelo é extremamente confiável e muito raramente resulta em disseminação peritoneal artificial. A cinética de crescimento dos tumores, bem como os seus padrões de disseminação, dependem da biologia dos organoídeos e células utilizados. 15 Enquanto as células HCT116 apresentam metás...
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Apesar de sua atividade pré-clinicamente comprovada em modelos de ratos subcutâneos, a grande maioria dos novos compostos falha em ensaios clínicos e nunca atinge a clínica. 11 Esta óbvia insuficiência de modelos subcutâneos de ratos para simular com precisão a biologia e os padrões de crescimento dos tumores levou ao desenvolvimento de modelos de ratos ortotópicos baseados na injeção de células tumorais diretamente no órgão original.
Os modelos de ratos ortotópicos s...
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Os autores não têm nada a divulgar.
Este trabalho foi apoiado pela Fundação de Pesquisa Alemã (WE 3548 / 4-1) e Roland-Ernst-Stiftung für Gesundheitswesen (1/14).
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Meios e componentes de cultura celular | |||
| Advanced DMEM F12 | Invitrogen | 12634010 | DMEM/ F12 +++ medium |
| HEPES (1 M) | Life Technologies GmbH | 15630056 | DMEM/ F12 +++ medium |
| Glutamax-I Supplement (200 mM) | Life Technologies GmbH | 35050038 | DMEM/ F12 +++ medium |
| Penicilina/ Estreptomicina (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | DMEM/ F12 +++ meio |
| DMEM | Life Technologies GmbH | 61965026 | meio básico de linhagens celulares 2D (DMEM/10% FCS) |
| Soro fetal de bezerro (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | meio básico de linhagens celulares 2D (DMEM/10% FCS) |
| Tampão de dissociação enzimática TrypLE Express | Life Technologies GmbH | 12604021 | |
| Matriz de membrana basal Matrigel (BMM, sem vermelho de fenol) | CORNING B.V. Life Sciences | 356231 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Life Technologies GmbH | 14190169 | |
| Tripsina-EDTA (0,25%, Vermelho de fenol) | Life Technologies GmbH | 25200072 | |
| placas de 6/48 poços com tampa | Balão de cultura de células CORNING | 3516/3548 | |
| 75 cm², 250 mL | VWR International GmbH | 734-2066 | |
| frasco de cultura de células 150 cm², 600 mL | Corning B.V. Life Sciences | 355001 | |
| tubos Eppendorf 1,5 mL / 2 mL | Sarstedt AG & Co. | 72.706.400/ 72.695.400 | |
| Tubos de centrífuga de 15 mL, 50 mL | Greiner-Bio-One GmbH | 188271/227270 | |
| TC10 Lâminas de contagem (para máquina de contagem TC20) | Bio-Rad Laboratories GmbH | 1450016 | |
| pipetas Pasteur (vidro, 150 mm) | Fisher Scientific GmbH | 11546963/ FB50251 | finamente puxadas usando um bico de bunsen |
| gentleMACS Dissociator | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | para preparação de tecido tumoral primário |
| MACSmix Tube Rotator | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | para preparação de tecido tumoral primário |
| gentleMACS C Tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | para preparação de tecido tumoral |
| primário Kit de Dissociação de Tumor Humano | Miltenyi Biotec | 130-095-929 | para preparação |
| de tecido tumoral primárioFalcon 70 µ m Cell Strainer | Corning BV Life Sciences | 352350 | para preparação de tecido tumoral primário |
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
| Equipamento cirúrgico | |||
| Sevoflurano | AbbVie Germany GmbH & Co. KG | - | |
| Oxigênio médico | Air Liquide Medical GmbH | - | |
| Buprenorfina | Temgesic-Bepanthen | ||
| - pomada oftálmica | Bayer Vital GmbH | 10047757 | |
| Solução salina normal 0,9% (E154) | Serumwerk Bernburg AG | 10013 | |
| Aqua ad injectabilia | Braun | 235144 | |
| Seringa de 1 mL (sem volume morto) - Injekt-F SOLO | Braun/neoLab | 194291661 | |
| agulha de injeção 30G | BECTON DICKINSON | 304000 | |
| swabs de celulose | Lohmann & Fórceps Micro-Adson Rauscher Deutschland | 13356 | |
| FST - Ferramentas Fine Science | 11018-12 | ||
| Tesoura de Íris - ToughCut | FST - Ferramentas Fine Science | 14058-11 | |
| Porta-agulhas Olsen-Hegar | FST - Ferramentas Fine Science | 12002-12 | |
| Kit AutoClip | FST - Ferramentas Fine Science | 12020-00 | |
| PDS Z1012H 6/0 C1 (cirúrgico sutura) | Johnson & Johnson Medical GmbH | Z1012H | |
| Máquina de Anestesia de Pesquisa de Mesa com Descarga de O2 e Vaporizador de Sevoflurano | Bomba Parkland Scientific | V3000PS/PK | |
| UltraMicro com Controlador | Micro4 Equipamento World Precision Instruments | UMP3-4 | para injeção ortotópica altamente controlada |
| Pedal para Controlador SYS-Micro4 | World Precision Instruments | 15867 | equipamento para injeção ortotópica altamente controlada |
| Micromanipulador manual de três eixos | World Precision Instruments | M325 | equipamento para injeção ortotópica altamente controlada |
| Suporte magnético para micromanipulador | World Precision Instruments | Equipamento M10 | para injeção ortotópica altamente controlada |
| Placa de base de aço para suporte magnético M10 | World Precision Instruments | 5479 | equipamento para injeção ortotópica altamente controlada |
| Placa Quente 062 | Labotect | 13854 | |
| Isis - Barbeador de cabelo | AESCULAP - Braun-Microscópio | ||
| Cirúrgico Binocular | Parkland Scientific | VS-2Z | |
| Nome | Empresa< | strong>Número de Catálogo | Comentários |
| Isolamento CTC | |||
| EDTA | Roth | 8040.1 | |
| Gradiente de densidade médio – Ficoll | StemCell - Lymphoprep | 7801 | |
| Alexa Fluor 488 anti-humano CD326 (EpCAM) Anticorpo clone 9C4 | BioLegend | 324210 | |
| Alexa Fluor 488 anti-mouse CD326 (EpCAM) Anticorpo clone G8.8 | BioLegend | 118210 | |
| Placa de Petri, ø 60 x 15 mm, 21 cm², Vent | Greiner bio-one | 628102 | |
| Microscópio de Cultura de Células de Fluorescência | Leica | ||
| Transferman 4r Micromanipulador | Eppendorf | ||
| CellTram Air | Eppendorf | conectada ao micromanipulador | |
| Dmz Universal Microelectrode Extrator | Dagan Corporation | necessária para a fabricação de micro capilares para aspiração de célula única | |
| Prism Glass Capilaries | Dagan Corporation | ||
| Caneta PAP | Abcam | ab2601 | |
| Tampão de fosfato de Dulbecco Salina | Life Technologies GmbH | 14190169 | tampão de coleta |
| Soro fetal de bezerro (FCS) | BIOCHROM AG | S 0115 | tampão de coleta |
| Penicilina/Estreptomicina (PenStrep) | Life Technologies GmbH | 15140122 | tampão de coleta |
| EDTA | Roth | 8040.1 | buffer de coleta |
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
| Imunohistoquímica | |||
| Clone de anticorpo anti-humano purificado CD326 (EpCAM) 9C4 | BioLegend | 324201 | EpCAM imuno-histoquímica (cf, fig. 2C) |
| HRP coelho anti-camundongo IgG | Abcam | ab97046 | EpCAM imuno-histoquímica (cf, fig. 2C) |
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