Intracarotidienne Cancer Cell Injection pour produire des modèles de souris de Brain Métastase
Summary
métastases cérébrales est devenu un besoin médical non satisfait urgent que son incidence a augmenté tandis que les options thérapeutiques sont restés palliatifs. La création de modèles animaux expérimentaux de métastases cérébrales par injection artérielle intracarotidienne des cellules cancéreuses facilite les études mécanistiques de la biologie de la maladie et l' évaluation de nouveaux schémas d'intervention.
Abstract
Les métastases, la prolifération et la croissance des cellules malignes à des sites secondaires à l'intérieur du corps d'un patient, représente> 90% de la mortalité liée au cancer. Récemment, des progrès impressionnants dans les nouvelles thérapies ont considérablement prolongé la survie et l'amélioration de la qualité de vie de nombreux patients atteints de cancer. Malheureusement, l'incidence du cerveau récurrences métastatiques est en augmentation rapide, et toutes les thérapies actuelles ne sont que des palliatifs. Par conséquent, de bons modèles animaux expérimentaux sont nécessaires de toute urgence pour faciliter les études approfondies de la biologie de la maladie et d'évaluer de nouveaux schémas thérapeutiques pour l'évaluation préclinique. Cependant, la norme dans le dosage des métastases in vivo via une injection dans la veine caudale des cellules cancéreuses produit principalement des lésions métastasiques du poumon; animaux succombent généralement à la charge de la tumeur du poumon avant toute excroissance significative des métastases cérébrales. l'injection intracardiaque de cellules tumorales produit des lésions métastatiques à des sites multiples organes, y compris le cerveau; cependant, le variabilité de la croissance tumorale produite avec ce modèle est grand, freinant son utilité dans l'évaluation de l'efficacité thérapeutique. Pour générer des modèles animaux fiables et cohérentes pour l' étude du cerveau de métastases, ici , nous décrivons une procédure pour la production expérimentale des métastases du cerveau dans la maison de souris (Mus musculus) par injection intracarotidienne des cellules tumorales. Cette approche permet de produire un grand nombre de cerveau des souris métastase porteurs ayant des caractéristiques de croissance et de mortalité similaires, facilitant ainsi les efforts de recherche pour étudier les mécanismes biologiques de base et d'évaluer de nouveaux agents thérapeutiques.
Introduction
La métastase du cancer du système nerveux central (SNC) est une maladie dévastatrice, et peut impliquer soit le parenchyme cérébral ou les méninges ( «métastases cérébrales» désigne à la fois dans cet article). Il est la tumeur maligne intracrânienne prédominante, dépassant les gliomes primaires par> 10: 1 1, 2. Le cancer du poumon, le cancer du sein et le mélanome sont les trois principales maladies néoplasiques principales qui produisent une forte incidence de métastases cérébrales 3, 4. Au cours des dernières années, des progrès impressionnants dans de nouvelles thérapies contre le cancer ont considérablement prolongé la survie et l'amélioration de la qualité de vie de nombreux patients atteints de cancer. Cependant, lors de la récurrence, l'incidence des métastases cérébrales augmente rapidement. Par exemple, le trastuzumab anticorps anti-HER2 (Herceptin) a démontré une efficacité clinique significative chez les patients atteints HER2 cancer du sein; encore une tendance inquiétante est apparuechez ces patients: jusqu'à 1/3 de ceux dont la maladie systémique extracrânien initialement bénéficié d' un traitement de trastuzumab plus tard développer des métastases cérébrales 5, 6, 7. Malheureusement, les patients atteints de métastases cérébrales sont réfractaires à presque tous les traitements actuels, connaît généralement une détérioration traumatique de la qualité de vie et leur survie à un an après le diagnostic est seulement ~ 20% 8. Les thérapies actuelles pour des métastases cérébrales (y compris des stéroïdes, la radiothérapie crânienne, et la résection chirurgicale chez des patients sélectionnés) sont palliatifs simplement, non curatif 9. Par conséquent, des métastases cérébrales est en train de devenir le prochain imposant défi en cette ère de nouvelles thérapies contre le cancer. Pour relever le défi non satisfaits des patients sont confrontés chaque jour à la clinique, il est urgent de mieux comprendre le mécanisme sous-jacent de métastases cérébrales et utiliser ces connaissances pour développer de nouvelles thérapies.
<pclass = "jove_content"> colonisation réussie du cerveau par des cellules cancéreuses métastatiques nécessite des performances d'une série de fonctions médiées par l'interaction complexe de plusieurs joueurs biologiques, tels que le by-pass de la barrière hémato-encéphalique (BBB) et d'échapper à partir du cerveau de intrinsèque des mécanismes de défense immunitaire 10, aucune d' entre elles est récapitulée dans une ex vivo ou in vitro. système Par conséquent, bon et fidèle des modèles in vivo sont critiques pour les études de métastases cérébrales. Un essai classique dans les métastases in vivo des cellules cancéreuses introduit par injection dans la veine caudale, ce qui entraîne la majorité des cellules à se loger dans les poumons. Lésions métastatiques cérébrales sont rarement produites dans ces modèles avant la mort animale causée par la charge tumorale dans les poumons 11. injection intracérébrale directe des cellules cancéreuses de la tumeur produit excroissance constante dans le système nerveux central et est largement utilisé dans les études de gliomes primaires. Cependant, sinjection uch compromet la BHE et provoque des lésions traumatiques au niveau du site d'injection, les deux principaux points de préoccupation quant à la pertinence physiologique de ce modèle. Une autre cellule cancéreuse l'introduction voie fréquemment utilisé, l'injection intracardiaque, est facile à administrer et ne produit métastase expérimentale au SNC. Cependant, les métastases simultanées vers des sites d'organes autres que le SNC sont toujours produites et peuvent causer la mortalité des animaux 11; par conséquent, le degré élevé de variabilité de ce modèle, il est inapproprié pour l'évaluation quantitative des mécanismes biologiques ou d'agents thérapeutiques avec un nombre limité d'animaux.Nous décrivons ici les procédures pour produire expérimentale des métastases cérébrales via l'injection de cellules cancéreuses dans l'artère carotide commune. Nous avons utilisé cette approche pour disséquer les contributions des gènes individuels à la cascade métastatique des métastases cérébrales et d'évaluer l'efficacité d'une intervention thérapeutiques 12, 13. Les principaux avantages de cette approche sont le degré élevé de reproductibilité et de faible degré de variabilité; l'inconvénient majeur est la sophistication et de la dextérité nécessaire pour réaliser la microchirurgie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les étapes les plus critiques pour l'injection artérielle carotidienne réussie de cellules cancéreuses sont: 1) une anesthésie profonde de la souris en vue d'une opération chirurgicale; 2) mise en place régulière de l'artère carotide au-dessus du support de coton; 3) la ligature serrée de l'artère carotide après l'injection réussie.
anesthésie profonde de ~ 30 min est généralement nécessaire pour une performance chirurgicale régulière sous le microscope…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| Ketamine hydrochloride/xylazine hydrochloride solution | Sigma-Aldrich | K113 | |
| Routine Stereomicroscope Leica M50 | Leica | M50 | The microscope is modular and highly configurable to fit particular space requirements. |
| Surgical disposable scapel | Integra Miltex | 4-410 | to make skin incisions |
| Tissue Forceps – 1×2 Teeth | Fine Science Tools | 11021-12 | to bluntly dissect mucles |
| Dumont #5 – Mirror Finish Forceps | Fine Science Tools | 11252-23 | to separate and prepare the carotid artery for injection |
| Spring Scissors | Fine Science Tools | 15025-10 | to cut sutures |
| EZ Clip Kit | Stoelting | 59020 | for wound cloure |
| BD Insulin Syringe | Becton Dickinson | 328438 | for cell injection |
| IVIS Spectrum In Vivo Imaging System | PerkinElmer | 124262 |
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