Ортотопическая резекционная мышиная модель рака поджелудочной железы
September 24th, 2020
В клиническом контексте пациенты с локализованным раком поджелудочной железы будут подвергаться панкреатэктомии с последующим адъювантным лечением. Этот протокол, о котором здесь сообщается, направлен на создание безопасного и эффективного метода моделирования этого клинического сценария у обнаженных мышей путем ортотопической имплантации рака поджелудочной железы с последующей дистальной панкреатэктомией и спленэктомией.
Этот протокол описывает надежную и воспроизводимую хирургическую резекционную модель рака поджелудочной железы у мышей, которая может быть использована для тестирования адъювантной и неоадъювантной терапии. Этот метод сочетает в себе ортотопическую модель коинфекции, которая эффективна при повторении рака поджелудочной железы человека, с безопасной и эффективной техникой резекции поджелудочной железы. В то время как в данном протоколе описана иммунодефицитная модель, может быть выполнена альтернативная иммунокомпетентная модель с использованием опухолевых клеток КПК, имплантированных мышам типа C57 «черная шестерка».
Эта альтернатива была бы полезна для тестирования иммунной терапии. Для начала поместите мышь, находящуюся под наркозом, на стерильное поле в положении лежа на спине и нанесите повидон-йод, а затем 70% этанол для подготовки кожи. Рассеките кожу, сделав продольный разрез в левом краниальном квадранте брюшной полости, и надрежьте мышечные слои между щипцами.
После установки шприца с клеточной суспензией на инъекционное устройство поместите тампон из кисетной оболочки на разрез лапаротомии и выведите наружу селезенку и хвост поджелудочной железы через отверстие тампона. Затяните кошельковые нити, аккуратно смойте тампон и обнажите хвост поджелудочной железы для инъекции, следя за тем, чтобы марля соприкасалась с поджелудочной железой по окружности, но не сдавливала ее. Обхватите хвост поджелудочной железы с помощью щипцов и аккуратно надавите на него на боковое напряжение.
Проколите иглой поджелудочную железу, скос вверх и продвигайте ее, при этом кончик иглы слегка приподнят вверх до тех пор, пока скос полностью не войдет в брюшину. Медленно и контролируемо вводите в паренхиму поджелудочной железы клеточную суспензию. После инъекции удерживайте иглу на месте в течение нескольких секунд перед извлечением, чтобы свести к минимуму утечку.
Используйте тампон, смоченный повидоном-йодом, чтобы осторожно промокать участок, чтобы впитать любую случайно вытекающую клеточную суспензию. Верните селезенку и поджелудочную железу обратно в ортотопическое положение и закройте брюшную стенку швом полигликолевой кислоты 5-0. Закройте кожу зажимами.
Сделайте продольный разрез на коже левого краниального квадранта брюшной полости. Желательно через место предыдущего разреза. Тупо разрежьте кожу с нижней мышечной брюшной стенки и установите полностью удерживающийся ретрактор, чтобы удерживать рану открытой.
Надрежьте мышечный слой между щипцами, как раз с одной стороны от линии шва предыдущей операции. А затем расширить разрез, чтобы иссечь всю предыдущую линию шва. Выведите селезенку и поджелудочную железу наружу, втянув ее краниально.
В этом случае были обнаружены некоторые спайки, прикрепленные к нижней части опухоли. Она была разделена на прижигание. Толстая кишка может быть прикреплена к каудальной части поджелудочной железы пленчатыми спайками.
Если это обнаружено, резко рассеките толстую кишку. Обнажите сегмент поджелудочной железы для перевязки, осторожно проведя пару щипцов дорсально к сосудам селезенки на теле поджелудочной железы. Переложите проксимальную к опухоли поджелудочную железу с помощью титанового зажима, а затем пересеките поджелудочную железу дистальнее этого с помощью прижигания.
В качестве альтернативы следует перевязать поджелудочную железу непрерывно с помощью 5-0 полигликолевой кислоты перед пересечением, чтобы контролировать культю поджелудочной железы. Осторожно втяните поджелудочную железу каудально и прижгите желудочно-селезеночные сосуды между краниальным полюсом селезенки и желудком. Имейте в виду, что сосуды небольшие и могут легко кровоточить при взводе или недостаточном прижигании.
Такие сосуды могут втягиваться в брюшную полость и вызывать кровотечение, которое может быть трудно контролировать. Извлеките образец и осмотрите место операции для подтверждения гемостаза. Непрерывно закройте брюшную стенку швом полигликолевой кислоты 5-0 и закройте кожу зажимами.
Из 59 последовательных мышей, перенесших операцию по имплантации, грубая утечка произошла у восьми мышей. После трех недель роста опухоли биолюминесцентная визуализация перед резекцией позволила исключить мышей с грубым метастатическим заболеванием из хирургической резекции. Таким образом, осталось 45 мышей, которые приступили к панкреатэктомии.
Процедура была успешно проведена на 100% мышах. Макроскопический проксимальный край поджелудочной железы, превышающий пять миллиметров, был достигнут у 43 из этих мышей. На момент резекции локальные метастазы были обнаружены у девяти из 45 мышей.
В дополнение к метастазированию в линию шва, у трех мышей наблюдались изолированные метастатические узелки на большом изгибе желудка и субкапсулярный узел на печени у одной мыши. Местная экстрапанкреатическая инвазия произошла у шести мышей с прямой инвазией в линию шва у пяти мышей и в печень у одной мыши. Через неделю после резекции у 32 мышей максимальный коэффициент излучения составлял менее 10, что указывает на минимальное остаточное заболевание или его отсутствие.
Среднее время операции от индукции анестезии до закрытия составило 22 минуты. Ключевым этапом в процедуре резекции является распознавание бескровной эмбриологической плоскости дорсально к сосудам селезенки и поджелудочной железе. Рассечение этой плоскости освобождает сегмент поджелудочной железы для последующей лигирования.
После резекции мышей можно лечить адъювантной терапией. Затем можно оценить прогрессирование заболевания с помощью биолюминесцентной визуализации в сочетании с результатами вскрытия и выживаемостью животных, в зависимости от местных протоколов этики животных.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Обзор
Этот протокол описывает надежную и воспроизводимую модель хирургической резекции рака поджелудочной железы у мышей, которая может быть использована для испытания адъювантной и неоадъювантной терапии. Техника сочетает ортогональный модель со-инфекции с безопасным методом резекции поджелудочной железы.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Онкология
- Животные модели
- Хирургические техники
Фон
- Локализованный рак поджелудочной железы часто требует хирургического вмешательства.
- Адъювантные терапии имеют решающее значение для улучшения результатов лечения пациентов.
- Существующие модели могут не адекватно воспроизводить человеческое заболевание.
- Это исследование направлено на улучшение моделирования рака поджелудочной железы в предклинических условиях.
Цель исследования
- Создать безопасный и эффективный метод моделирования локализованного рака поджелудочной железы.
- Обеспечить возможность испытания терапевтических стратегий в контролируемой среде.
- Предоставить воспроизводимую хирургическую модель для будущих исследований.
Использованные методы
- Ортогональное внедрение рака поджелудочной железы у обнаженных мышей.
- Процедуры дистальной панкреатэктомии и спленэктомии.
- Использование опухолевых клеток KPC в альтернативной иммунокомпетентной модели.
- Стандартизированные хирургические техники для обеспечения согласованности.
Основные результаты
- Модель эффективно воспроизводит человеческий рак поджелудочной железы.
- Доказана безопасность и воспроизводимость хирургической техники.
- Потенциал для испытания как адъювантной, так и неоадъювантной терапии.
- Альтернативные модели могут предоставить представление об иммунотерапии.
Выводы
- Этот протокол представляет собой ценный инструмент для исследования рака поджелудочной железы.
- Он поддерживает разработку новых терапевтических стратегий.
- Будущие исследования могут опираться на эту модель для улучшения понимания рака поджелудочной железы.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
This orthotopic resectional mouse model addresses a critical gap in preclinical pancreatic cancer research by enabling the study of adjuvant and neoadjuvant therapies in a clinically relevant surgical context. The model supports mechanistic de-risking of therapeutic strategies by replicating human disease progression and surgical intervention, thereby improving predictive confidence in target validation and lead identification efforts. Its reproducibility and flexibility make it suitable for integration into discovery pipelines focused on translational biomarker evaluation and preclinical model development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in a disease-relevant system that mimics human pancreatic cancer biology and microenvironment.
- Operational Value: Provides a reproducible platform for functional target validation through orthotopic tumor establishment and surgical resection.
- Scientific Value: Supports mechanistic de-risking by allowing assessment of tumor recurrence, metastasis, and treatment response post-resection.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable bioluminescence readouts to monitor tumor burden and treatment effects over time.
- Operational Value: Standardizes surgical and imaging procedures to ensure consistent data collection across study cohorts.
- Scientific Value: Facilitates assay readiness for evaluating drug efficacy in adjuvant and neoadjuvant settings using longitudinal imaging.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Models clinical scenarios of localized pancreatic cancer requiring surgical intervention, enhancing translational relevance.
- Operational Value: Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling sequential testing of neoadjuvant, surgical, and adjuvant interventions.
- Scientific Value: Allows evaluation of stromal interactions via co-implantation of cancer-associated stellate cells, informing biomarker-aligned therapeutic approaches.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, particularly for therapies intended for perioperative use in pancreatic cancer.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of tumor-stroma interactions and metastatic potential in an orthotopic context.
- Screening: Enables standardized tumor establishment and resection to create a consistent baseline for compound or therapy evaluation.
- Analytics: Provides quantitative bioluminescence imaging data to assess tumor progression, residual disease, and treatment response.
- Translational Research: Mirrors clinical adjuvant/neoadjuvant sequences, supporting biomarker alignment and risk-adjusted advancement decisions.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable surgical platform applicable across multiple therapeutic modalities and target classes in oncology.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity in perioperative therapy evaluation.
- Operational Value: Delivers a safe, reproducible technique with high technical success and low morbidity, supporting scalable implementation.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making by enabling preclinical validation of therapies in a clinically analogous setting.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization of candidates based on efficacy in adjuvant and neoadjuvant regimens.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine orthotopic injection and microsurgical techniques including distal pancreatectomy and splenectomy.
- Dependent on imaging infrastructure for bioluminescence monitoring and surgical equipment for resection procedures.
- Necessitates cross-team standardization between oncology, surgery, and imaging groups to ensure procedural consistency.
- Involves adaptation considerations when translating between immunodeficient and immunocompetent model systems for immune therapy studies.
- Practical limitations include the need for aseptic surgical technique and postoperative monitoring to manage adhesion formation and vascular integrity.
