Descrevemos um modelo de metástase cerebral de câncer de mama em camundongos xenoenxerto gerada por injeção na veia caudal de uma linhagem de células inflamatórias de câncer de mama amplificadas endogenamente por HER2.
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Descrevemos um modelo de metástase cerebral de câncer de mama em camundongos xenoenxerto gerada por injeção na veia caudal de uma linhagem de células inflamatórias de câncer de mama amplificadas endogenamente por HER2.
A disseminação metastática para o cérebro é uma manifestação comum e devastadora de muitos tipos de câncer. Só nos Estados Unidos, cerca de 200 mil pacientes são diagnosticados com metástases cerebrais a cada ano. Progressos significativos foram feitos na melhoria dos resultados de sobrevida para pacientes com câncer de mama primário e neoplasias sistêmicas; No entanto, o prognóstico sombrio para pacientes com metástases cerebrais clínicas destaca a necessidade urgente de desenvolver novos agentes terapêuticos e estratégias contra essa doença mortal. A falta de modelos experimentais adequados tem sido um dos principais obstáculos que impedem o avanço de nossa compreensão da biologia e do tratamento de metástases cerebrais. Neste trabalho, descrevemos um modelo de metástase cerebral em camundongos xenoenxerto gerado por injeção na veia caudal de uma linhagem celular endogenamente amplificada por HER2 derivada de câncer de mama inflamatório (IBC), uma forma rara e agressiva de câncer de mama. As células foram marcadas com luciferase de vagalume e proteína verde de fluorescência para monitorar metástases cerebrais e quantificadas carga metastática por imagem de bioluminescência, estereomicroscopia fluorescente e avaliação histológica. Camundongos desenvolvem metástases cerebrais de forma robusta e consistente, permitindo a investigação de mediadores-chave no processo metastático e o desenvolvimento de testes pré-clínicos de novas estratégias de tratamento.
Metástases cerebrais são complicações comuns e mortais de neoplasias malignas sistêmicas. A maioria das metástases cerebrais origina-se de tumores primários de pulmão, mama ou pele, que coletivamente representam 67-80% doscasos1,2. As estimativas da incidência de metástases cerebrais variam entre 100.000 e 240.000 casos, e esses números podem estar subestimados, pois a autópsia é rara em pacientes que morreram de câncer metastático3. Pacientes com metástases cerebrais têm pior prognóstico e menor sobrevida global em relação aos pacientes sem metástases cerebrais4. As opções atuais de tratamento para metástases cerebrais são, em grande parte, paliativas e não melhoram os resultados de sobrevida da maioria dos pacientes5. Assim, a metástase cerebral permanece um desafio, e a necessidade permanece premente para entender melhor os mecanismos de progressão da metástase cerebral para desenvolver terapias mais eficazes.
O uso de modelos experimentais tem fornecido importantes informações sobre mecanismos específicos de progressão metastática do câncer de mama para o cérebro e permitido avaliar a eficácia de várias abordagens terapêuticas6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 . No entanto, poucos modelos podem recapitular com precisão e total os meandros do desenvolvimento de metástases cerebrais. Vários modelos experimentais in vivo foram gerados via inoculação de células cancerosas em camundongos por diferentes vias de administração, incluindo injeções ortotópicas, venosas caudais, intracardíacas, intracarotídeas arteriais e intracerebrais. Cada técnica apresenta vantagens e desvantagens, conforme revisado em outra edição3. Nenhum desses modelos de camundongo, no entanto, pode replicar totalmente a progressão clínica da metástase cerebral.
Metástases cerebrais são particularmente comuns em pacientes com câncer de mama inflamatório (IBC), uma variante rara, mas agressiva, do câncer de mama primário. O IBC é responsável por 1% a 4% dos casos de câncer de mama, mas é responsável por 10% desproporcionais das mortes relacionadas ao câncer de mama nos Estados Unidos17,18. Sabe-se que o IBC metástase rapidamente; de fato, um terço dos pacientes com CIG apresenta metástases à distância no momento do diagnóstico19,20. Especificamente para metástases cerebrais, pacientes com CIM têm maior incidência de metástases cerebrais do que pacientes sem CBI21. Recentemente, demonstramos que a linhagem celular MDA-IBC3, derivada do líquido de derrame pleural maligno de um paciente com IBC ER-/PR-/HER2+ que recapitula as características do IBC em xenoenxertos de camundongos, tem maior propensão a desenvolver metástases cerebrais em vez de metástases pulmonares em camundongos quando injetada pela veia caudal, tornando essa linhagem celular um bom modelo para estudar o desenvolvimento de metástasescerebrais16.
Descrevemos os procedimentos para gerar metástases cerebrais via injeção na veia caudal de células MDA-IBC3 e avaliar a carga metastática via microscopia estereofluorescente e imagem com luciferase. Esse método tem sido utilizado para descobrir mediadores-chave da metástase do câncer de mama para o cérebro e testar a eficácia de intervenções terapêuticas 16,22,23. A desvantagem desta técnica é que ela não recapitula todas as etapas do processo metastático cerebral. No entanto, suas principais vantagens incluem robustez e reprodutibilidade, envolvimento da biologia relevante da metástase do intravasamento, atravessando os pulmões e extravasamento para o cérebro, e sua relativa simplicidade em termos de técnica.
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O método aqui descrito foi aprovado pelo Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) do MD Anderson Cancer Center e está em conformidade com as Diretrizes do National Institutes of Health para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório. O fluxo de trabalho esquemático, com todas as etapas incluídas, é apresentado como Figura 1.
1. Preparação celular
NOTA: A linhagem celular MDA-IBC3 (ER-/PR-/HER2+), gerada no laboratório24 do Dr. Woodward, foi transduzida de forma estável com um plasmídeo de proteína fluorescente verde luciferase (Luc-GFP).
2. Injeção da veia caudal
3. Avaliação da carga de metástases cerebrais
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Com o raciocínio de que as células marcadas facilitam o monitoramento e a visualização de metástases cerebrais em modelos pré-clínicos de camundongos, marcamos células MDA-IBC3 com Luc e com GFP para monitorar metástases cerebrais e quantificar a carga metastática usando imagens de bioluminescência e estereomicroscopia fluorescente. A injeção de células MDA-IBC3 marcadas nas veias caudais de camundongos SCID/Beige imunocomprometidos resultou em altas porcentagens de camundongos desenvolvendo metástases cerebrais (isto é,...
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O protocolo inclui várias etapas críticas. As células devem ser mantidas no gelo por não mais de 1 hora para manter a viabilidade. Almofadas de algodão com álcool devem ser usadas para limpar as caudas dos ratos antes da injeção, com cuidado para não limpar com muita força ou com muita frequência para evitar danificar a pele da cauda. Certifique-se de que não há bolhas de ar presentes na suspensão celular, para evitar que os ratos morram de êmbolos dos vasos sanguíneos. Mantenha o ângulo de injeção a 45° ou menos para ev...
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Os autores declaram não haver conflitos de interesse.
Agradecemos a Christine F. Wogan, MS, ELS, da Divisão de Oncologia por Radiação do MD Anderson, pela edição científica do manuscrito, e a Carol M. Johnston, do Núcleo de Histologia da Divisão de Cirurgia do MD Anderson, pelo auxílio na coloração de hematoxilina e eosina. Somos gratos ao Núcleo de Medicina e Cirurgia Veterinária do MD Anderson por seu apoio aos estudos com animais. Este trabalho foi apoiado pelas seguintes bolsas: Susan G. Komen Career Catalyst Research grant (CCR16377813 para BGD), American Cancer Society Research Scholar grant (RSG-19–126–01 para BGD) e State of Texas Rare and Aggressive Breast Cancer Research Program. Também apoiado em parte pelo Cancer Center Support (Core) Grant P30 CA016672 do Instituto Nacional do Câncer, Institutos Nacionais de Saúde, para o Centro de Câncer MD Anderson da Universidade do Texas.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Cultura de Células | |||
| 1000 µ Ponta de pipeta L filtrada | Genesee Scientific | 23430 | |
| 10 mL Pipetas Sorológicas | Genesee Scientific | 12-112 | |
| Antibiótico-antimicótico | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | 1% |
| Tubos de centrífuga 15 mL a granel | Genesee Scientific | 28103 | |
| Corning 500 mL Hams F-12 Médio [+] L-glutamina | GIBICO Inc. EUA | MT10080CV | |
| Contador de Células Automatizado Countess II (Invitrogen) | Thermo Fisher Scientific | AMQAX1000 | |
| 1x DPBS | Thermo Fisher Scientific | 21-031-CV | |
| Eppendorf centufuge 5810R | Eppendorf | ||
| Soro fetal bovino (FBS) | GIBICO Inc. USA | 16000044 | 10% |
| Fisherbrand Filtros de Células Estéreis (40 μ m) | Thermo Fisher Scientific | 22-363-547 | |
| Hidrocortisona | Sigma-Aldrich | H0888 | 1 µ g/mL |
| de insulina | Thermo Fisher Scientific | 12585014 | 5 µ g/mL |
| Invitrogen Lâminas de Câmara de Contagem de Células Countess | Thermo Fisher Scientific | C10228 | |
| Linhas celulares MDA-IBC3 | MD Anderson Cancer Center | Geradas pelo laboratório do Dr. Woodward24 | |
| Luciferase– proteína fluorescente verde (Luc– GFP) plasmídeo | System Biosciences | BLIV713PA-1 | |
| microtubos transparentes estéreis 1.7 mL | Genesee Scientific | 24282S | |
| Olympus 10 µ Ponta de Barreira de Alcance L, Baixa Encadernação, Racked, Estéril | Genesee Scientific | 23-401C | |
| Frascos tratados com TC (T75), 250mL, Vent | Genesee Scientific | 25-209 | |
| Mancha azul de tripano (0,4%) para uso com o contador de células automatizado Countess | Thermo Fisher Scientific | T10282 | |
| Tripsina-EDTA (0,25%), vermelho de fenol | Thermo Fisher Scientific | 25200114 | |
| Injeção na veia da cauda | |||
| C.B-17/IcrHsd-Prkdc scid Lyst bg-J - SCID/Bege | Envigo | SCID/camundongos | |
| Seringa de Insulina BD com a Agulha Ultrafina BD 0,5mL 30Gx1/2" (12,7mm) | BD | 328466 | |
| Plas Labs Restrições de Roedores Estilo Broome | Plas Labs 551BSRR | 01-288-32A | Pedido deThermo Fisher Scientific |
| Volu SolFornecedor Parceiro de Diversidade Etanol 95% SDA (190 Provas) | Thermo Fisher Scientific | 50420872 | 70% usado |
| Imagem | |||
| BD Lo-Dose Seringas de Insulina U-100 | BD | 329461 | |
| Unidades de Filtro PES Descartáveis 0.45 µ m | de filtro FB12566501 | Fisherbrand | para esterilizar a D-luciferina |
| D-Luciferina Biosynth | L8220-1g | concentração estoque = 47,6 mM (15,15 mg/mL); concentração de uso = 1,515 mg/mL | |
| 1,7 mL microtubo âmbar | Genesee Scientific | 24-282AM | |
| Isoflurano | Patterson Veterinary | NDC-14043-704-06 | Anestésico líquido para uso em vaporizador anestésico |
| IVIS 200 | Máquina PerkinElmer | para imagens de luciferase, até 5 imagens de camundongos ao mesmo tempo, com máquina de anestesia | |
| Recipientes de plástico com tampas | Fisherbrand | 02-544-127 | |
| de Tecido | Thermo Scientific | 1000957 | |
| Webcol Preparação de Álcool | Covidien | 6818 | |
| Imagem Estereoscópica | |||
| Estereomicroscópio AZ100 | Nikon | modelo AZ-STGE | software NIS-ELEMENT |
| Formalina 10% | Fisher Chemical | SF100-4 | |
| TC pratos tratados 100x20 mm | Genesee Scientific | 25202 |
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