Modelo de carcinogênese cutânea induzida por produtos químicos usando dimetilbenz[a]Anthracene e 12-O-Tetradecanoyl Phorbol-13-Acetato (DMBA-TPA)
19 de dezembro de 2019
A carcinogênese de pele em dois estágios é induzida por dois produtos químicos aplicados topicamente. Um mutagen 7,12-dimetilbenz [a] antracaneno) provoca mutações nas células epidérmicas e uma aplicação contínua do estimulador de crescimento geral 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-acetato acelera a formação de papiloma da pele.
Este modelo de câncer de pele de duas etapas permite o estudo do papel da inflamação no câncer de pele e permite ao estudo a iniciação do tumor como um processo separado da progressão do tumor. A formação de tumores neste modelo é quimicamente induzida e permite o uso de cepas de nocaute para estudar os efeitos de fatores ambientais ou candidatos terapêuticos. O modelo é adequado para estudar o papel do sistema imunológico e da angiogênese no câncer.
Demonstra uma patologia da doença semelhante ao carcinoma escamoso celular em pacientes humanos. Embora este método seja relativamente fácil de conduzir, o tempo preciso é essencial. Também é importante tomar as medidas de segurança adequadas ao lidar com o DMBA, que é um cancerígeno.
Antes de começar o experimento, abriga qualquer camundongo agressivo de sete a nove semanas em gaiolas separadas para evitar lutas e lesões na pele. Para indução de papiloma de pele, primeiro raspe as peles traseiras dos animais experimentais e pese os camundongos individualmente. 48 horas após a barba, use uma pipeta para aplicar 50 microgramas de DMBA em 200 microliters de acetona na área raspada de cada rato anestesiado.
Para a promoção do papiloma de pele, sete dias após a aplicação de DMBA tratar a pele com cinco microgramas de TPA em 200 microlitros de acetona duas vezes por semana até o final do experimento. Examine os animais para papilomas e fotografe e grave o tamanho de cada papiloma individual em um mapa a cada semana. Uma massa palpável maior que um milímetro de diâmetro é considerada um papiloma se permanecer por mais de uma semana.
Quando a resposta do tumor atingir um platô, colde o material amostral apropriado dos animais 24 horas após a última aplicação do TPA e cole moscotomas de espessura total da pele para análise imunohistoquímica. Use um soco de biópsia para coletar pedaços de pele de papiloma e amostras de pele não papiloscópica para expressão genética e ou anaylses proteicas e use um bisturi para coletar pedaços de papiloma e pele não papiloma para análise imunohistoquímica. Em seguida, colete os linfonodos de drenagem da pele e um pedaço do baço para análise citométrica de fluxo conforme desejado.
Uma diferença estatisticamente significativa no tempo livre do papiloma e no número de papilomas entre os grupos experimentais é tipicamente observada no modelo de tumor DMBA TPA. Análises histológicas são adequadas para estudar a estrutura dos papiloscopes, a morfologia da pele ou a infiltração de células imunes de interesse. É essencial aplicar o DMBA e o TPA uniformemente na pele e aplicar TPA em intervalos consistentes.
Também é importante contar os papilomas regularmente. Os mecanismos que afetam o número e o tempo de formação do tumor podem ser estudados utilizando diferentes métodos, incluindo imunohistoquímica, citometria de fluxo, PCR quantitativo e análise de proteínas. Esta técnica convencional pode ser facilmente adaptada e aplicada para estudar os efeitos de diferentes genes, fatores ambientais ou terapêuticas de interesse na iniciação e progressão do tumor.
É necessário cautela ao executar a técnica, já que o DMBA é cancerígeno e a acetona evapora rapidamente. Recomenda-se uma máscara de respiração adequada e o uso de armário de fluxo.
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Visão Geral
Este estudo apresenta um modelo de carcinogênese cutânea em duas etapas que permite aos pesquisadores investigar o papel da inflamação no câncer de pele. O modelo utiliza um mutagênico e um estimulador do crescimento para induzir a formação de tumores, fornecendo insights sobre a iniciação e a progressão tumoral.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Oncologia
- Carcinogênese
- Inflamação
Antecedentes
- A carcinogênese cutânea de dois estágios envolve um agente mutagênico e um estimulador do crescimento.
- O modelo é relevante para o estudo do carcinoma de células escamosas.
- Um cronograma preciso e medidas de segurança são fundamentais na configuração experimental.
- Linhas knockout podem ser utilizadas para explorar fatores ambientais e terapêuticos.
Objetivo do Estudo
- Investigar os mecanismos de iniciação e progressão tumoral.
- Avaliar o papel do sistema imunológico no câncer de pele.
- Avaliar a angiogênese no contexto de tumores induzidos quimicamente.
Métodos Utilizados
- Aplicação tópica de 7,12-dimetilbenz[a]antraceno (DMBA).
- Aplicação contínua de 12-O-tetradecanoil forbol-13-acetato (TPA).
- Uso de linhagens knockout para estudos de fatores ambientais.
- Monitoramento da formação e progressão de tumores ao longo do tempo.
Resultados Principais
- O modelo imita com sucesso a patologia do carcinoma de células escamosas humano.
- A inflamação desempenha um papel significativo no desenvolvimento tumoral.
- O cronometragem preciso é essencial para a reprodutibilidade dos resultados.
- Protocolos de segurança são necessários ao manipular substâncias carcinogênicas.
Conclusões
- O modelo de duas etapas é eficaz para estudar os mecanismos do câncer de pele.
- Ele fornece uma plataforma para testar candidatos terapêuticos.
- Pesquisas futuras podem aprimorar a compreensão da biologia do câncer.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
O modelo de carcinogênese cutânea em dois estágios DMBA-TPA fornece uma plataforma confiável para a análise da iniciação e progressão tumoral em pesquisas pré-clínicas na oncologia. Sua reprodutibilidade e leituras quantitativas apoiam a redução de riscos mecanicistas das vias inflamatórias e da promoção tumoral mediada pelo sistema imunológico. Isso permite decisões baseadas em dados de seguir/não seguir no estágio inicial de descoberta e na priorização de portfólios para programas de dermatologia e imuno-oncologia.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmácia
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite investigar o início versus a progressão tumoral utilizando agressões químicas separadas no tempo.
- Valor Científico: Permite a validação funcional de alvos na carcinogênese induzida por inflamação por meio da análise de linhagens com genes knockout.
- Valor Científico: Facilita a desvinculação mecanicista ao isolar a infiltração de células imunes e as contribuições angiogênicas para a formação tumoral.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Operacional: Gera contagens padronizadas e mensuráveis de papilomas e métricas de crescimento para triagem de compostos.
- Valor Operacional: Fornece leituras reprodutíveis de tempo até o tumor e multiplicidade, adequadas para padronização de ensaios.
- Valor Operacional: Permite avaliação escalonável de candidatos terapêuticos que afetam as fases de iniciação ou promoção.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Translacional: Modela a patologia do carcinoma de células escamosas humano, permitindo relevância para indicações em oncologia dermatológica.
- Valor Translacional: Relaciona mecanismos inflamatórios ao progresso tumoral, apoiando a validação pré-clínica alinhada a biomarcadores.
- Valor Translacional: Oferece uma plataforma para testar agentes imunomoduladores e antiangiogênicos em um contexto fisiologicamente relevante.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O modelo insere-se na sequência de descobertas que vai da validação do alvo até os testes de eficácia pré-clínica, especialmente para imuno-oncologia e modulação de vias inflamatórias.
- Biologia da Descoberta: Permite testar hipóteses sobre interações gene-ambiente na carcinogênese utilizando modelos de eliminação induzível ou constitutiva.
- Triagem: Fornece desfechos quantitativos, como latência e carga de papiloma, para avaliação de resposta à dose e otimização de compostos líderes.
- Análises: Gera resultados histopatológicos, citométricos e moleculares para correlacionar desfechos fenotípicos com mecanismos.
- Pesquisa Translacional: Apoia a continuidade do descobrimento mecanicista até a validação pré-clínica por meio de eixos inflamatórios e angiogênicos compartilhados.
- Reutilização Corporativa: Estabelece uma plataforma reutilizável de carcinogênese inflamatória para triagem cruzada em cânceres de pele e epiteliais.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Reduz a ambiguidade mecanicista ao dissociar as fases de iniciação e promoção no desenvolvimento tumoral.
- Valor Operacional: Garante reprodutibilidade por meio de dosagem química padronizada, cronometragem e aplicação com controle de segurança.
- Valor Estratégico: Melhora a eficiência do capital ao permitir a eliminação precoce de riscos em alvos em modelos de tumores induzidos por inflamação.
- Impacto no Portfólio: Orienta decisões de avanço ajustadas ao risco com base em métricas de sobrevida livre de tumor e progressão.
Considerações de Implementação
- Exige experiência no manuseio de carcinógenos e na administração de tratamentos tópicos em modelos de roedores.
- Depende de infraestrutura de ventilação e de EPI devido à volatilidade e carcinogenicidade do DMBA.
- Necessita de manejo animal padronizado para prevenir interferências causadas por brigas ou lesões cutâneas.
- Requer treinamento na mensuração consistente de tumores e no acompanhamento longitudinal para obtenção de desfechos confiáveis.
- Limita-se a superfícies epiteliais cutâneas ou acessíveis, restringindo seu uso a estudos de administração tópica ou mucosal.
