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O câncer de pulmão continua sendo um dos cânceres mais diagnosticados e a causa número um de morte relacionada ao câncer entre homens e mulheres em todo o mundo 1,2,3. O câncer de pulmão de células não pequenas (NSCLC) é responsável por quase 90% de todos os casos de câncer de pulmão nos Estados Unidos e, embora o cenário do tratamento tenha melhorado muito nos últimos anos, continua a haver muito interesse no desenvolvimento de novas terapias que melhorem os resultados4. Embora tenha havido muitos avanços no desenvolvimento de terapias direcionadas para mutações específicas e imunoterapias para subtipos de NSCLC responsivos, a taxa de sobrevida global de cinco anos continua baixa, situando-se em torno de 20% para todos os estágios do câncer de pulmão 2,5,6,7. Além disso, embora a imunoterapia tenha feito grandes avanços na melhoria da sobrevida na doença avançada, essas melhorias apenas mudaram a agulha de uma sobrevida global de cinco anos de 6,8% para 10,7% e aumentaram o tempo de sobrevida de 7 meses para 8 meses8. Ainda há uma grande necessidade de entender os mecanismos de ação da doença e desenvolver novas terapias que sinergizem com as terapias padrão atuais. Compreender os mecanismos em jogo da progressão natural do NSCLC e a resposta a novas terapias requer modelos pré-clínicos que sejam reprodutíveis de forma confiável, fáceis de induzir e encapsulem o microambiente tumoral no qual o câncer se desenvolve.
Nas últimas décadas, muitos procedimentos diferentes foram desenvolvidos para avaliar modelos ortotópicos de câncer de pulmão em roedores. Os procedimentos variam de muito invasivos, exigindo alto nível de especialização, como implante intrapulmonar ou transplante que abre a cavidade torácica9,10,11,12,13; moderadamente invasivos, como procedimentos intratraqueais e orotraqueais 14,15,16,17; a procedimentos minimamente invasivos, como injeções percutâneas, veia da cauda ou indução intranasal 18,19,20,21. Todos os procedimentos oferecem diferentes riscos e benefícios - com técnicas mais invasivas permitindo mais precisão, mas taxas de atrito potencialmente mais altas, e técnicas menos invasivas que proporcionam melhor sobrevida, mas mais variabilidade dos locais de implantação do tumor. Desses vários protocolos, alguns optam por não rastrear o crescimento tumoral in vivo e apenas avaliações completas de tumores ex vivo 9,11,12,16. Dos protocolos que rastreiam o crescimento do tumor ao longo do tempo, os protocolos anteriores dependem mais de sistemas como tomografia computadorizada (TC)14,19, tomografia por emissão de posição (PET)18 e ressonância magnética (MRI)17, enquanto os protocolos posteriores, depois que os sistemas de imagem de bioluminescência (BLI) e as células geneticamente modificadas se tornaram mais prontamente disponíveis, optam por rastrear o crescimento do tumor ao longo do tempo com o BLI 20, 21.
O objetivo de desenvolver este protocolo foi aproveitar os aprendizados desses outros procedimentos e criar um método simples, mas confiável, de induzir um tumor de pulmão solitário para estudar a progressão do NSCLC a partir do início da doença, onde o tumor está confinado ao pulmão. O objetivo geral deste artigo é descrever os métodos para gerar um modelo de camundongo ortotópico singênico confiável e minimamente invasivo de câncer de pulmão que pode ser monitorado usando imagens in vivo e pode permitir que os pesquisadores estudem o câncer de pulmão no órgão do qual a doença surge. Este método é eficaz para gerar modelos de camundongos ortotópicos de xenoenxerto usando linhagens de células de câncer de pulmão humano e modelos de camundongos ortotópicos singênicos usando linhagens de células de câncer de pulmão de camundongo em camundongos com sistema imunológico intacto, dando versatilidade ao método para estudar os tipos de câncer humano e a complexa interação do sistema imunológico e NSCLC.
Nós nos concentramos em otimizar este protocolo no modelo de camundongo NSCLC imunocompetente, Lewis Lung Carcinoma (LLC), pois este modelo permite que os pesquisadores entendam melhor a resposta do sistema imunológico com e sem terapias atuais, como quimioterapia, radioterapia, imunoterapia e outras terapias direcionadas 22,23,24,25. O protocolo gera um modelo que é representativo da doença em estágio inicial na inoculação (tumor no parênquima pulmonar) e metástase no final dos estudos, pois o tumor geralmente supera o parênquima pulmonar e semeia outros tecidos.
Um aspecto importante do estudo de modelos ortotópicos é a capacidade de rastrear o crescimento do tumor repetidamente, com estresse mínimo para o animal e rapidamente, para que cada animal em um estudo possa ser avaliado em um único momento. Embora as técnicas de imagem como ressonância magnética ou tomografia computadorizada permitam uma resolução aprimorada do tumor, essas modalidades de imagem são caras, demoradas e têm dificuldade em rastrear o crescimento inicial do tumor em modelos de pequenos animais, como camundongos 26,27,28,29,30,31. Portanto, optamos por monitorar o crescimento do tumor por meio da bioluminescência usando células cancerígenas modificadas com luciferase. Neste protocolo, injetamos 25.000-50.000 células LLC projetadas com luciferase de vaga-lume (LLC-luc) e detectamos tumores logo no dia seguinte por BLI. A reação luciferina-luciferase é uma ferramenta útil para rastrear o crescimento tumoral in vivo usando instrumentos de imagem espectral. Devido à sensibilidade desses sistemas de imagem para rastrear fótons de luz, as células cancerígenas que expressam luciferase podem ser rastreadas in vivo precocemente, muitas vezes antes que os tumores possam ser detectados em um modelo de camundongo por ressonância magnética ou tomografia computadorizada, e frequentemente 26,32,33,34.