Несмотря на то, что метастазирование является очень сложным и неэффективным процессом1, оно вносит значительный вклад в заболеваемость и смертность больных раком2. Фактически, большинство смертей, связанных с раком, объясняются метастатическим распространением болезни3,4. Для того, чтобы опухолевые клетки успешно метастазировали, они должны отделяться от первичного участка, вторгаться через прилегающую строму, интравазать в кровообращение или лимфатическую систему, перемещаться в капиллярное русло вторичного участка, экстравазировать во вторичную ткань и размножаться или расти с образованием метастатических поражений5. Использование мышиных моделей имеет решающее значение для дальнейшего понимания молекулярных механизмов, ответственных за метастатическое посев и рост6,7. Здесь мы фокусируемся на метастазировании рака молочной железы, для которого часто используются как генетически модифицированные мышиные модели, так и методы трансплантации – каждый со своим набором преимуществ и ограничений.
Генетически модифицированные модели опухолей молочной железы используют специфические промоторы молочной железы, включая MMTV-LTR (длинный терминальный повтор вируса опухоли молочной железы мыши) и WAP (сывороточный кислотный белок), для стимулирования экспрессии трансгенов в эпителии молочной железы8. Онкогены, включая полиомный средний Т-антиген (PyMT), ErbB2/Neu, c-Myc, Wnt-1 и обезьяний вирус 40 (SV40), были экспрессированы таким образом9,10,11,12,13, и хотя эти генетические модели полезны для изучения первичного инициации и прогрессирования опухоли, немногие легко метастазируют в отдаленные органы. Кроме того, эти генетические мышиные модели часто являются более временными и дорогостоящими, чем модели спонтанного или экспериментального метастазирования. Учитывая ограниченность большинства генетически модифицированных моделей опухолей молочной железы для изучения метастазирования, методы трансплантации стали привлекательными методами изучения этого сложного процесса. Это включает в себя ортотопическую, заднюю вену, внутрисердечную и внутричерепную инъекцию подходящих клеточных линий.
Хотя несколько клеточных линий рака молочной железы легко метастазируют после ортотопической инъекции в жировую прокладку молочной железы14,15, консистенция и воспроизводимость метастатической опухолевой нагрузки могут быть проблемой, а продолжительность таких исследований может составлять порядка нескольких месяцев. Для оценки метастазирования в легких, в частности, внутривенная инъекция в хвостовую вену часто является более воспроизводимым и эффективным по времени методом с метастатическим распространением, обычно происходящим в течение нескольких недель. Однако, поскольку модель внутривенной инъекции обходит начальные этапы метастатического каскада, необходимо проявлять осторожность при интерпретации результатов этих исследований. В этой демонстрации мы показываем инъекцию опухолевых клеток молочной железы в хвостовую вену вместе с точным и комплексным методом анализа.
Несмотря на то, что исследовательское сообщество добилось значительного прогресса в понимании сложного процесса метастазирования рака молочной железы, по оценкам, более 150 000 женщин в настоящее время имеют метастатический рак молочной железы16. Из пациентов с раком молочной железы IV стадии >36% пациентов имеют метастазы в легкие17; однако сайт-специфическая картина и частота метастазов могут варьироваться в зависимости от молекулярного подтипа18,19,20,21. Пациенты с метастазами в легкие, связанными с раком молочной железы, имеют среднюю выживаемость всего 21 месяц, что подчеркивает необходимость выявления эффективных методов лечения и новых биомаркеров этого заболевания17. Использование экспериментальных моделей метастазирования, включая внутривенную инъекцию опухолевых клеток, будет продолжать расширять наши знания об этой важной клинической проблеме. В сочетании с патологией цифровой визуализации и методом анализа метастатической опухоли легкого, описанным в этом протоколе, инъекции в заднюю вену являются ценным инструментом для исследования метастазирования рака молочной железы.