Um protocolo padrão é descrito para estudar a atividade antitumoral e a toxicidade associada da IL-1α em um modelo singênico de camundongo de HNSCC.
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Artigo de método
Um protocolo padrão é descrito para estudar a atividade antitumoral e a toxicidade associada da IL-1α em um modelo singênico de camundongo de HNSCC.
A terapia com citocinas é uma estratégia imunoterapêutica promissora que pode produzir respostas imunes antitumorais robustas em pacientes com câncer. A citocina pró-inflamatória interleucina-1 alfa (IL-1α) tem sido avaliada como agente anticancerígeno em vários estudos pré-clínicos e clínicos. No entanto, toxicidades limitantes da dose, incluindo sintomas semelhantes aos da gripe e hipotensão, diminuíram o entusiasmo por essa estratégia terapêutica. A entrega de IL-1α baseada em nanopartículas de polianidrido (NP) representaria uma abordagem eficaz neste contexto, uma vez que isso pode permitir uma liberação lenta e controlada de IL-1α sistemicamente, reduzindo os efeitos colaterais tóxicos. Aqui é descrita uma análise da atividade antitumoral de NPs de polianidrido carregados de IL-1α em um modelo singênico de camundongo com carcinoma espinocelular de cabeça e pescoço (HNSCC). Células epiteliais orofaríngeas murinas expressando de forma estável HPV16 E6/E7 juntamente com células hRAS e luciferase (mEERL) foram injetadas por via subcutânea no flanco direito de camundongos C57BL/6J. Uma vez que os tumores atingiram 3-4 mm em qualquer direção, uma formulação de nanopartículas de 1,5% IL-1a - carregado 20:80 1,8-bis(p-carboxifenoxi)-3,6-dioxaoctano:1,6-bis(p-carboxifenoxi)hexano (CPTEG: CPH) (CPH) foi administrado a camundongos por via intraperitoneal. O tamanho do tumor e o peso corporal foram medidos continuamente até que o tamanho do tumor ou a perda de peso atingissem os critérios de eutanásia. Amostras de sangue foram coletadas para avaliar as respostas imunes antitumorais por punção venosa submandibular, e citocinas inflamatórias foram medidas por meio de ensaios multiplex de citocinas. Os linfonodos tumorais e inguinais foram ressecados e homogeneizados em uma suspensão unicelular para analisar várias células imunes através da citometria de fluxo multicolorida. Esses métodos padrão permitirão que os pesquisadores estudem a resposta imune antitumoral e o mecanismo potencial de NPs imunoestimulatórios e outros agentes de imunoterapia para o tratamento do câncer.
Uma das áreas emergentes da imunoterapia contra o câncer é o uso de citocinas inflamatórias para ativar o sistema imunológico dos pacientes contra suas células tumorais. Várias citocinas pró-inflamatórias (ou seja, interferon-alfa (IFNα), interleucina-2 (IL-2) e interleucina-1 (IL-1)) podem montar imunidade antitumoral significativa, o que gerou interesse em explorar as propriedades antitumorais, bem como a segurança de medicamentos à base de citocinas. A interleucina-1 alfa (IL-1α), em particular, é uma citocina pró-inflamatória conhecida como citocina mestra da inflamação1. Desde a descoberta dessa citocina no final da década de 1970, ela tem sido investigada como agente anticancerígeno, bem como medicamento hematopoiético para tratar os efeitos negativos da quimioterapia2. Durante o final da década de 1980, vários estudos pré-clínicos e clínicos foram realizados para determinar os efeitos anticancerígenos da IL-1α 3,4,5,6. Esses estudos encontraram atividade antitumoral promissora de IL-1α recombinante (rIL-1α) contra melanoma, carcinoma de células renais e carcinoma de ovário. No entanto, toxicidades, incluindo febre, náuseas, vômitos, sintomas semelhantes aos da gripe e hipotensão limitante da dose mais grave foram comumente observadas. Infelizmente, essas toxicidades relacionadas à dose diminuíram o entusiasmo pelo uso clínico adicional da rIL-1α.
Para tentar abordar a questão crítica das toxicidades mediadas pela IL-1α, serão investigadas formulações de nanopartículas de polianidrido (NP) que permitam a liberação controlada de IL-1α pela cinética de erosão superficial. Essas formulações de NP destinam-se a colher os benefícios das propriedades antitumorais da IL-1α, reduzindo os efeitos colaterais limitantes da dose7. Os polianidridos são polímeros aprovados pela FDA que se degradam através da erosão superficial, resultando na liberação de quase ordem zero de agentes encapsulados 8,9,10,11,12. Copolímeros anfifílicos de polianidrido contendo 1,8-bis-(p-carboxifenoxi)-3,6-dioxaoctano (CPTEG) e 1,6-bis-(p-carboxifenoxi) hexano (CPH), têm sido relatados como excelentes sistemas de entrega para várias cargas úteis em oncologia e pesquisa baseada em imunologia 8,12. No protocolo a seguir, 20:80 NPs CPTEG:CPH carregados com 1,5% em peso rIL-1α (IL-1α-NPs) serão usados para estudar a atividade antitumoral e a toxicidade dessa citocina em um modelo de camundongo de HNSCC.
O objetivo geral dos procedimentos a seguir é avaliar a atividade antitumoral de IL-1α-NPs em HNSCCs. Os procedimentos descritos, incluindo a avaliação do crescimento e sobrevida tumoral, podem ser aplicados a qualquer agente imunomodulador de interesse. Esses procedimentos devem ser realizados em um modelo singênico de camundongo com sistema imunológico intacto13 para maximizar a relevância clínica. A toxicidade da IL-1α-NP também será avaliada medindo mudanças nos níveis circulantes de citocinas pró-inflamatórias e no peso animal. Existem muitos métodos para determinar a toxicidade in vivo da droga; no entanto, os métodos mais utilizados envolvem a medição de enzimas séricas para toxicidade de órgãos e alterações histológicas nesses órgãos. No entanto, para realizar análises histológicas, o animal precisa ser sacrificado, o que afetará as curvas de sobrevivência do experimento. Portanto, este protocolo incluirá um protocolo para a coleta de sangue de camundongos vivos para a medição de citocinas em amostras de soro. O soro coletado pode ser usado para a medição de quaisquer analitos séricos desejados quanto à toxicidade de órgãos. A citometria de fluxo multicolorida será usada para entender as mudanças na população de células imunes no microambiente tumoral e a migração de células imunes para o linfonodo. Outros métodos podem ser utilizados para identificar células imunes, incluindo imuno-histoquímica e/ou imunofluorescência de seções preservadas14. No entanto, essas técnicas podem ser demoradas e tediosas para executar em um grande número de animais. No geral, os seguintes métodos permitirão que os investigadores estudem a resposta imune antitumoral e os mecanismos potenciais de agentes imunoestimulatórios para o tratamento do câncer.
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Todos os procedimentos in vivo utilizados neste estudo foram aprovados pelo Institutional Animal Care and UseCommittee (IACUC) da Universidade de Iowa.
1. Preparação e manutenção da linhagem celular HNSCC
NOTA: Neste estudo, será utilizada a linhagem celular epitelial orofaríngea murina transformada de forma estável com HPV E6 e E7 juntamente com hRas e luciferase (mEERL). Esta linhagem celular foi desenvolvida a partir da estirpe de rato C57BL/6J e foi um presente da Dra. Paola D. Vermeer (Departamento de Cirurgia, Universidade de Dakota do Sul Sanford School of Medicine, Dakota do Sul, EUA).
2. Implantação do tumor, tratamento medicamentoso e medição
NOTA: Os animais experimentais foram mantidos no Animal Care Facility da Universidade de Iowa e seguiram procedimentos assépticos apropriados para manuseá-los.
3. Coleta de sangue e separação sérica
NOTA: A coleta de sangue de uma veia submandibular é uma técnica fácil e eficaz que permite a coleta de sangue de animais conscientes ou animais sob anestesia. Para este estudo, o sangue foi coletado dos animais quando estavam sob anestesia.
4. Multiplexação do soro coletado
5. Coleta de tumor e linfonodo inguinal e preparação de suspensão unicelular
6. Coloração FACS da suspensão unicelular
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Neste estudo, a atividade antitumoral do polianidrido IL-1α em um modelo singênico de camundongo de CCSN foi investigada. A IL-1α recombinante (rIL-1α) retardou significativamente o crescimento do tumor mEERL (Figura 1A), embora tenha sido observada perda de peso nos camundongos tratados, que foi restaurada após a retirada do tratamento (Figura 1B). A IL-1α-NPs não induziu um efeito antitumoral significativo em comparação com a solução salina ou NPs em branco (F...
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Este protocolo permitirá que qualquer investigador estude a atividade antitumoral e alguns dos mecanismos subjacentes de drogas imunomoduladoras em um sistema modelo de camundongo tumoral in vivo. Aqui, foi utilizado um modelo de tumor subcutâneo singênico, que apresenta diversas vantagens em relação aos modelos ortotópicos, incluindo seu protocolo tecnicamente simples, fácil monitoramento do crescimento tumoral, menor morbidade animal e maior produtibilidade. Os modelos de tumores subcutâneos também podem ser m...
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Os autores não têm nada a revelar.
Este trabalho foi apoiado em parte pelo Prêmio de Revisão de Mérito #I01BX004829 dos Estados Unidos (EUA) Departamento de Assuntos de Veteranos, Serviço de Pesquisa e Desenvolvimento de Laboratório Biomédico e apoiado pelo Programa de Prêmio Mezhir através do Holden Comprehensive Cancer Center da Universidade de Iowa.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Sistemas Bio-Plex 200 | Bio-Rad | O sistema foi fornecido pela Instalação de Citometria de Fluxo University of IOWA Health | |
| Care Bio-Plex Pro Ensaio de Citocina de Camundongo 23-plex | Bio-Rad | M60009RDPD | |
| Camundongos C57BL/6J Jakson | Labs | 664 | 4 a 6 semanas de idade |
| (Meio de Águia Modificado de Dulbecco) | Thermo Fisher Scientific | 11965092 | |
| DMEM/Hams F12 (Dulbecco's Modified Eagle Medium/Nutrient Mixture F-12) | Thermo Fisher Scientific | 11320033 | |
| EGF | Millipore Sigma | SRP3196-500UG | |
| Soro Fetal Bovino | Millipore Sigma | 12103C-500ML | |
| Solução de sulfato de gentamicina | IBI Scientific | IB02030 | |
| gentleMACS Dissociator | Miltenyi Lavadora | ||
| Thermo Fisher Scientific | EPX-55555-000 | ||
| Hidrocortisona | Millipore Sigma | H6909-10ML | |
| Insulina | Millipore Sigma | I0516-5ML | |
| Cetamina / xilazina | Anestesia injetável | ||
| Linha | celular MEERLCélulas epiteliais orofaríngeas murinas expressando de forma estável HPV16 E6/E7 juntamente com células hRAS e luciferase (mEERL) | ||
| Balanças Portáteis | Ohaus | ||
| Scienceware Digi-Max paquímetro deslizante | Millipore Sigma | Z503576-1EA | |
| Almofada de preparação de álcool estéril (álcool isopropílico 70%) | Cardinal | COV5110. PMP | |
| Transferrina | Milipore Humano Sigma | T8158-100MG | |
| Tri-iodotironina | Millipore Sigma | T5516-1MG |
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