Ортотопическая резекционная мышиная модель рака поджелудочной железы
24 сентября 2020 г.
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.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается надежная и воспроизводимая модель хирургической резекции рака поджелудочной железы у мышей, которая может быть использована для тестирования адъювантной и неоадъювантной терапии. Метод сочетает в себе ортотопическую модель с ко-инфекцией и безопасный способ резекции поджелудочной железы.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Онкология
- Животные модели
- Хирургические техники
Теоретические основы
- Локализованный рак поджелудочной железы часто требует хирургического вмешательства.
- Адъювантная терапия имеет решающее значение для улучшения результатов лечения пациентов.
- Существующие модели могут недостаточно точно воспроизводить заболевание человека.
- Данное исследование направлено на совершенствование моделирования рака поджелудочной железы в доклинических условиях.
Цель исследования
- Разработать безопасный и эффективный метод моделирования локализованного рака поджелудочной железы.
- Обеспечить возможность тестирования терапевтических стратегий в контролируемой среде.
- Создать воспроизводимую хирургическую модель для дальнейших исследований.
Используемые методы
- Ортотопическая имплантация рака поджелудочной железы мышам линии nude.
- Процедуры дистальной панкреатэктомии и спленэктомии.
- Использование опухолевых клеток KPC в альтернативной иммунокомпетентной модели.
- Стандартизированные хирургические методы для обеспечения воспроизводимости.
Основные результаты
- Модель эффективно воспроизводит характеристики рака поджелудочной железы человека.
- Продемонстрированы безопасность и воспроизводимость хирургической техники.
- Потенциал для тестирования как адъювантной, так и неоадъювантной терапии.
- Альтернативные модели могут дать представление о методах иммунотерапии.
Выводы
- Данный протокол представляет собой ценный инструмент для исследования рака поджелудочной железы.
- Он способствует разработке новых терапевтических стратегий.
- Будущие исследования могут опираться на эту модель для более глубокого понимания рака поджелудочной железы.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Данная ортотопическая резекционная модель на мышах восполняет критический пробел в доклинических исследованиях рака поджелудочной железы, позволяя изучать адъювантную и неоадъювантную терапию в клинически значимом хирургическом контексте. Модель способствует механистическому снижению рисков при разработке терапевтических стратегий за счет воспроизведения прогрессирования заболевания и хирургического вмешательства, характерных для человека, что повышает прогностическую достоверность при валидации мишеней и поиске перспективных соединений. Ее воспроизводимость и гибкость делают ее пригодной для интеграции в цепочки поиска новых лекарств, ориентированные на трансляционную оценку биомаркеров и разработку доклинических моделей.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы в системе, соответствующей патологии заболевания и имитирующей биологию и микроокружение рака поджелудочной железы у человека.
- Практическая ценность: предоставляет воспроизводимую платформу для функциональной валидации мишеней посредством создания ортотопических опухолей и проведения хирургической резекции.
- Научная ценность: способствует снижению механистических рисков, позволяя оценивать рецидив опухоли, метастазирование и ответ на лечение после резекции.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: обеспечивает количественные показатели биолюминесценции для мониторинга опухолевой нагрузки и эффектов лечения с течением времени.
- Практическая ценность: стандартизирует хирургические и визуализационные процедуры для обеспечения согласованности сбора данных во всех когортах исследования.
- Научная ценность: способствует подготовке анализа для оценки эффективности препаратов в адъювантном и неоадъювантном режимах с использованием лонгитюдной визуализации.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Моделирует клинические сценарии локализованного рака поджелудочной железы, требующего хирургического вмешательства, что повышает трансляционную значимость.
- Практическая ценность: Обеспечивает непрерывность процесса от открытия до доклинической валидации, позволяя проводить последовательное тестирование неоадъювантных, хирургических и адъювантных вмешательств.
- Научная ценность: Позволяет оценивать стромальные взаимодействия посредством совместной имплантации ассоциированных с раком звездчатых клеток, что дает основу для разработки терапевтических подходов на базе биомаркеров.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данная модель вписывается в континуум разработки лекарственных средств — от валидации мишени и идентификации ведущих соединений до тестирования доклинической эффективности, что особенно актуально для методов терапии, предназначенных для периоперационного применения при раке поджелудочной железы.
- Фундаментальная биология: Позволяет проверять гипотезы о взаимодействии опухоли и стромы, а также о метастатическом потенциале в ортотопическом контексте.
- Скрининг: Обеспечивает стандартизированное создание и резекцию опухолей для формирования единообразной базы при оценке соединений или методов терапии.
- Аналитика: Предоставляет количественные данные биолюминесцентной визуализации для оценки прогрессирования опухоли, остаточных заболеваний и ответа на лечение.
- Трансляционные исследования: Отражает клинические последовательности адъювантной и неоадъювантной терапии, помогая согласовать биомаркеры и принимать решения о продвижении исследований с учетом рисков.
- Корпоративное повторное использование: Представляет собой многократно используемую хирургическую платформу, применимую для различных терапевтических методов и классов мишеней в онкологии.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую достоверность за счет снижения механистической неопределенности при оценке периоперационной терапии.
- Операционная ценность: Обеспечивает безопасный, воспроизводимый метод с высоким процентом технического успеха и низкой заболеваемостью, что способствует масштабированию внедрения.
- Стратегическая ценность: Улучшает процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go), позволяя проводить доклиническую валидацию методов терапии в условиях, аналогичных клиническим.
- Влияние на портфель: Облегчает приоритизацию кандидатов с учетом рисков на основе их эффективности в адъювантных и неоадъювантных режимах.
Особенности реализации
- Требуется опыт проведения ортотопических инъекций у мышей и владение микрохирургическими методами, включая дистальную панкреатэктомию и спленэктомию.
- Зависимость от инфраструктуры визуализации для биолюминесцентного мониторинга и хирургического оборудования для проведения процедур резекции.
- Необходима стандартизация между группами онкологов, хирургов и специалистов по визуализации для обеспечения единообразия процедур.
- Требуется учитывать особенности адаптации при переходе от иммунодефицитных к иммунокомпетентным модельным системам для исследований иммунотерапии.
- Практические ограничения включают необходимость соблюдения правил асептической хирургической техники и послеоперационного мониторинга для контроля образования адгезий и сохранения целостности сосудов.
