Summary
La carcinogenesi cutanea a due stadi è indotta da due sostanze chimiche applicate topicamente. Un mutagen 7,12-dimethylbenz[a]anthracene) provoca mutazioni nelle cellule epidermiche e una continua applicazione dello stimolatore di crescita generale 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-acetato accelera la formazione di papilloma cutaneo.
Abstract
Il cancro è una delle malattie umane più devastanti. I modelli sperimentali di cancro sono importanti per ottenere informazioni sulla complessa interazione di diversi tipi di cellule e geni nella promozione della progressione tumorale e per fornire una piattaforma per testare l'efficacia di diversi approcci terapeutici. Uno dei modelli di carcinogenesi infiammatoria sperimentale più comunemente utilizzati è il modello di carcinogenesi cutanea a due stadi DMBA-TPA. La formazione del tumore è indotta in questo modello dall'applicazione topica di due diverse sostanze chimiche, 7,12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA) e 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-acetato (TPA), che insieme causano formazione di papilloma nella pelle. Poiché il risultato principale è la formazione di papilloma nella pelle, il modello è un modo ideale, affidabile e riproducibile per affrontare sia l'inizio del tumore (sopravvivenza senza tumore) che la progressione del tumore (numero e dimensione dei tumori visibili). Gli effetti del trattamento DMBA-TPA sono trasmessi attraverso un meccanismo infiammatorio, che rende questo modello particolarmente adatto per studiare il ruolo del sistema immunitario nella formazione del tumore. Tuttavia, questo modello è limitato alla pelle e ad altre superfici su cui possono essere applicate le sostanze chimiche. In questo articolo viene fornito un protocollo dettagliato per utilizzare correttamente il modello.
Introduction
Il cancro è una delle principali cause di morte nel mondo. Pertanto, vi è la richiesta di sviluppare modelli di malattia sperimentale affidabili per ottenere una migliore comprensione della malattia e per esplorare potenziali approcci terapeutici. Uno dei modelli sperimentali in vivo più comunemente utilizzati per studiare lo sviluppo del cancro della pelle è il modello di carcinogenesi cutanea a due stadi indotto chimicamente1,2. Il modello fornisce uno strumento per studiare l'inizio del tumore, la promozione e la progressione, oltre a eventi specifici come l'infiltrazione delle cellule immunitarie e l'angiogenesi.
Per utilizzare il modello di carcinogenesi cutanea a due stadi, la pelle posteriore dei topi viene trattata con due diverse sostanze chimiche che insieme inducono la formazione del tumore. Il modello viene avviato con una dose bassa del mutageno, DMBA, seguita da un'esposizione prolungata al promotore del tumore, TPA3 (Figura 1). DMBA muta il DNA in modo casuale formando addotti covalenti con il DNA delle cellule epidermiche e delle cellule staminali primarie cheratinociti4,5,6,7. Alcune di queste mutazioni casuali avvengono in un proto-oncogene, come Hras1 (vengono rilevate anche mutazioni in Kras e Nras) e la conversione dei proto-oncogeni in oncogeni guida la formazione del tumore sotto stimoli adeguati. TPA, a sua volta, è l'agente di promozione della crescita del tumore più comunemente usato. Il suo obiettivo molecolare è la chinasi proteica C (PKC)8. TPA attiva anche la segnalazione Wnt/z-catenin che è cruciale per la formazione del tumore nel modello9. L'esposizione ripetuta e prolungata all'agente promotore porta a una migliore segnalazione cellulare, a una maggiore produzione di fattori di crescita e a una reazione infiammatoria locale, che sono evidenti a causa di una maggiore sintesi del DNA e infiltrazione infiammatoria delle cellule nella pelle trattata.
I principali mediatori infiammatori nel modello DMBA-TPA sono stati identificati10. L'interleucina-17A (IL-17A) è noto per essere particolarmente cancerogeno nel modello DMBA-TPA11,12. Lavora in sinergia con l'interleuchino 6 (IL-6) e partecipa al reclutamento di macrofagi e neutrofi13,14. Inoltre, CD4- cellule T e neutrofili hanno dimostrato di essere cancerogeni nel modello DMBA-TPA. Infine, i macrofagi possono anche promuovere la tumorigenesi nel modello15,16,17.
Durante la fase di promozione, la proliferazione cellulare delle cellule mutate è migliorata e un'iperplasia sostenuta dell'epidermide viene mantenuta1. Questo porta allo sviluppo del papilloma nella pelle in 10-20 settimane, dopo di che i papillomi iniziano a convertirsi in tumori maligni, carcinomi a cellule squamose (SCC)2. Tuttavia, meno del 10% dei papillomi progredisce verso la malignità, anche se questa percentuale dipende anche dal background genetico dei topi2,18. Per decenni non si sapeva quale tipo di cellule fossero inizialmente mutate nei tumori che portavano alla malignità, anche se alcuni studi avevano riportato caratteristiche chiaramente distinte nei tumori maligni rispetto ai papillomi benigni19,20. Tuttavia, studi recenti hanno notevolmente aumentato la nostra comprensione sull'origine clonale della formazione del tumore nel modello DMBA-TPA21. 22. 23.È stato dimostrato che sia le cellule epiteliali derivate dal midollo osseo che le cellule staminali del follicolo pilifero contribuiscono alla formazione del tumore22. Studi di tracciamento del lignaggio specifico dello stadio hanno svelato che i papillomi benigni sono di origine monoclonale, ma reclutano nuove popolazioni di cellule epiteliali21,23. Tuttavia, solo uno dei cloni cellulari funziona come conducente della carcinogenesi; contiene una mutazione Hras23. La progressione verso la formazione di carcinoma è associata a uno sweep clonale23.
Il DMBA cancerogeno avvia la formazione del papilloma e il TPA promuove la crescita del tumore. Quindi, l'inizio del tumore può essere studiato separatamente dalla promozione interrompendo l'esperimento prima del periodo di trattamento TPA. Come la progressione del tumore è studiato settimanalmente offre una grande opportunità per l'analisi dettagliata della crescita del tumore in tutto lo studio. Poiché i tumori sono generati da sostanze chimiche esterne, una mutazione oncogenica nella linea germinale non è necessaria. Così, lo studio degli effetti di un background genetico (ad esempio, knockout/transgene vs tipo selvaggio) sulla tumorigenesi è semplice2. In sintesi, il modello di cancro della pelle DMBA/TPA è un approccio particolarmente utile per studiare il ruolo del sistema immunitario nella progressione tumorale, nonché per la valutazione delle fasi di avvio e promozione del tumore in modo indipendente o interdipendente.
Figura 1: contorno del modello di carcinogenesi cutanea indotta da DMBA-TPA. La DMBA cancerogena è applicata topicamente per indurre mutazioni del DNA nella fase di avvio del modello. L'agente di promozione della crescita TPA viene somministrato 2volte a settimana per migliorare la proliferazione cellulare durante la fase di promozione, portando allo sviluppo di papillomi nella pelle. Gli animali vengono sacrificati dopo che la risposta al papilloma raggiunge un altopiano, di solito entro settimane 15-20, a seconda del background genetico dei topi. Una piccola parte dei papillomi può svilupparsi ulteriormente in CCN entro 20-50 settimane. Per studiare i primi eventi nella fase di avvio e promozione precoce, è possibile raccogliere campioni (ad esempio, poco dopo la seconda applicazione TPA). Una fotografia rappresentativa e ematossilina e eosina macchiato sezione trasversale di papillomi su una pelle di topo C57BL/6 dopo 19 settimane di trattamento sono mostrati. Barra di scala - 0,1 mm. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Protocol
Il protocollo qui descritto è stato approvato dal Comitato Nazionale Per l'Etica animale della Finlandia (numero di protocollo ESAVI/23659/2018).
1. Animali sperimentali, reagenti e attrezzature
- Usa l'età e i topi abbinati al sesso. Iniziare lo studio a 7-9 settimane di età, perché la pelle nella maggior parte dei topi è in telogen (la fase di riposo) intorno a quell'età2.
- Osservare il comportamento degli animali durante lo studio e se combattono, che spesso accade con i maschi, ospitarli separatamente. I combattimenti possono causare tagli nella pelle, che promuovono la formazione del tumore. I topi femminili sono preferiti a causa del loro comportamento meno aggressivo. La dimensione tipica del gruppo sperimentale varia tra 8-20 animali per gruppo24,25,26,27.
NOTA: I calcoli di potenza basati sulla varianza biologica osservata negli studi precedenti aiutano a scegliere una dimensione di gruppo sufficientemente grande. I ceppi utilizzati come esempi in questo articolo includono Balb/c e C57BL/6. Tuttavia, molti altri ceppi di mouse come SENCAR e FVB sono stati utilizzati con il modello DMBA-TPA, così come i ratti Wistar e Sprague-Dawley2,28,29. Prima dell'inizio dello studio è necessaria una licenza del comitato nazionale o locale per il lavoro sugli animali. Oltre alle considerazioni generali sul benessere, gli endpoint specifici del modello sono in genere il carcinoma a cellule squamose (SCC) e un'infezione della pelle. Graffi nella pelle a causa di prurito dopo l'applicazione delle sostanze chimiche tumorigene in acetone è tipico, ma per il resto gli animali dovrebbero non mostrare segni di disagio. La pesatura regolare (ad esempio, 2 volte al mese) aiuta a valutare il benessere degli animali. - Utilizzare il DMBA e il TPA, entrambi diluiti in acetone. La concentrazione di lavoro di DMBA è di 250 g/L. Una dose per un animale è di 50 g di DMBA in 200 -L di acetone. La concentrazione di magazzino di TPA è di 125 g/L e la concentrazione di trattamento 25 g/L. Una dose di TPA per un animale è di 5 g in 200 l di acetone.
PRUDENTE: DMBA è dannoso se ingerito e può causare il cancro. L'acetone evapora rapidamente ed è infiammabile. Può causare vertigini e irritare gli occhi. Utilizzare una maschera di respirazione e/o lavorare sotto un flusso di vuoto. Cambiare i guanti dopo aver maneggiato una qualsiasi di queste sostanze chimiche. Le gabbie ventilate individualmente impediscono la diffusione delle sostanze chimiche durante l'alloggiamento dei topi. Dopo l'applicazione, raccogliere le punte pipette utilizzate per la gestione del DMBA e smaltire come rifiuti pericolosi.
NOTA: Il DMBA deve essere protetto dalla luce. Il TPA diluito è immagazzinato in -20 gradi centigradi, preferibilmente protetto dalla luce. - Procurare la seguente attrezzatura: una scala, un rasoio ordinario per la pelliccia, pipette e punte di dimensioni appropriate, un righello ordinario, una fotocamera digitale, un blocco note e una penna o un computer per la registrazione dei papillomi, un sistema di anestesia inalato o un restrainer per topi con un'apertura sul piano posteriore, e un sistema di narcosi di anidride carbonica per sacrificare i topi.
2. Skin Papilloma Induzione e promozione
- Rasare la pelle posteriore e pesare l'animale. Successivamente, radere la pelle quando necessario, ma non al momento dell'esposizione chimica.
NOTA: Fare attenzione quando la rasatura intorno ai papillomi ed evitare di fare eventuali tagli sulla pelle. Pesare ogni animale ogni 2 settimane per notare qualsiasi potenziale perdita di peso. - Applicare 50 g di DMBA in 200 -L di acetone topicamente sulla zona rasata utilizzando una pipetta 48 h dopo aver rasato la pelliccia. Se necessario, trattenere l'animale usando anestesia per inalazione leggera o un restrainer per topi.
- Dopo 7 giorni, dare la prima dose tPA. Applicare il 5o g di TPA in 200 -L topically con una pipetta 2 volte a settimana, preferibilmente lunedì e giovedì o martedì e venerdì.
- Conta, registra e fotografa i papillomi ogni settimana. Una massa palpabile di 1 mm di diametro è considerata un papilloma se rimane più lunga di 1 settimana. Segna ogni singolo papilloma su una mappa ed elenca le sue dimensioni ogni settimana. Memorizzare fotografie digitali.
3. Sacrificio animale e collezione di campioni
- Continuare il trattamento fino a quando la risposta del tumore raggiunge un altopiano. Generalmente, il carico di papilloma dovrebbe aumentare 10-20 settimane dopo l'avvio, a seconda del ceppo del topo utilizzato. L'altopiano è atteso tra 15-20 settimane. Una piccola parte dei papillomi (sotto il 3%) possono svilupparsi in CCN entro 20-50 settimane2.
- Sacrificare gli animali 24 h dopo l'ultima applicazione TPA. Utilizzare la narcosi di anidride carbonica con lussazione cervicale o un altro metodo adatto.
- A seconda della domanda di ricerca, raccogliere il materiale campione appropriato dagli animali30,31.
- Ad esempio, prelevare campioni di sangue prima di sacrificarsi e separare il plasma.
- Tagliare pezzi della pelle per la colorazione immunoistochimica (IHC) (ad esempio, ematossialina ed eosina, cellule proliferanti o infiammatorie).
- Utilizzare punzoni di biopsia per raccogliere pezzi di pelle con tessuto papilloma o pelle non papilloma (trattata) per l'espressione genica (ad esempio, qPCR) e/o analisi proteiche (ad esempio, macchia occidentale o ELISA).
- Raccogliere un pezzo dei linfonodi che drenano la milza e della pelle per l'analisi della citometria del flusso se si desidera un'analisi più dettagliata delle popolazioni di cellule immunitarie. È inoltre possibile separare gli strati epidermici e dermici per ulteriori analisi.
4. Statistiche
- Disegna una curva di sopravvivenza Kaplan-Meier del tempo senza papilloma e usa il test di rango di log Mantel-Cox per la sopravvivenza. Disegnare una curva lineare del numero di papillomi a settimana. Poiché si tratta di dati di conteggio, utilizzare un modello di regressione non lineare. Se necessario, consultare uno statistico.
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Representative Results
Il risultato principale è il tempo di sopravvivenza (cioè senza papilloma) tra i gruppi di trattamento o genotipi. Il risultato secondario è il numero di papillomi a settimana in ogni gruppo (Figura 2). I risultati attesi sono una differenza statisticamente significativa nel tempo libero del papilloma e nel numero di papillomi tra i gruppi sperimentali (due o più). Si raccomanda di contare il numero di papillomi e disegnare una curva durante la fase di promozione (TPA) per avere un'idea delle differenze tra i gruppi in quella fase. Terminare l'esperimento troppo presto può nascondere una differenza statisticamente significativa.
Figura 2: I principali risultati del modello di carcinogenesi cutanea indotta da DMBA-TPA. Immagini rappresentative di papillomi sulla pelle del topo e dei due risultati principali. I dati sono stati combinati da quattro esperimenti separati. NOTA: gli esperimenti con i topi Balb/C e C57BL/6 sono stati eseguiti separatamente. (A) Un complotto di sopravvivenza del papilloma tempo libero. Linea tratteggiata: balb/c e linea continua C57BL/6. (B) Il numero medio di papillomi per mouse. Linea tratteggiata: balb/c e linea continua C57BL/6. Barre di errore - SEM. (C) Un topo Balb/c con papillomi a 11 settimane dopo il trattamento DMBA. (D) Un topo C57BL/6 con papillomi a 11 settimane dopo il trattamento DMBA. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
L'istologia, l'mRNA e l'analisi cellulare e delle proteine possono essere condotte per esplorare i meccanismi alla base delle differenze osservate. Ad esempio, le analisi istologiche sono adatte per studiare la struttura dei papillomi, la morfologia della pelle (spessore epidermico e dermico), diversi processi biologici (proliferazione, apoptosi, angiogenesi) o l'infiltrazione delle cellule immunitarie32 (Figura 3). La pelle è ideale per la quantificazione affidabile dei parametri morfologici e IHC da parte di sistemi di analisi delle immagini all'avanguardia30,31,32,33. Le espressioni geniche e proteiche dei campioni di pelle (papilloma) possono essere facilmente studiate con metodi standard30. La citometria di flusso è uno strumento utile per l'analisi di diverse popolazioni di cellule immunitarie della milza e dei linfonodi che drenano la pelle, come descritto in precedenza30. La scelta dei metodi analitici dipende dalla questione della ricerca e deve essere presa in considerazione prima di iniziare l'esperimento.
Figura 3: Analisi istologica dell'infiltrazione delle cellule infiammatorie nel modello DMBA-TPA. Rappresentativo sezioni trasversali istologiche della pelle incorporata in paraffina fissata PFA nel modello DMBA-TPA. Le sezioni cutanee sono state colorate con un marcatore macrofago F4/80 (marrone). Barre di scala - 200 m. (A) Solo pochi macrofagi positivi F4/80 sono stati osservati nella pelle normale, non trattata. (B) L'infiltrazione di macrofagi nel derma era evidente nella fase iniziale della promozione del cancro, a 2 settimane e 36 h dopo la seconda somministrazione del TPA. Inoltre, l'iperproliferazione epidermica è stata osservata a 2 settimane, come dimostrato dall'ispessimento dell'epidermide. (C) La pelle non papilloma a 19 settimane mostra ancora una notevole infiltrazione di macrofagi. (D) Un forte accumulo di macrofagi è stato osservato sotto i papillomi nel derma degli animali trattati con DMBA-TPA. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Il cancro della pelle indotta da DMBA-TPA è uno dei modelli tumorali più comunemente usati perché è altamente riproducibile e fornisce informazioni sulla progressione del tumore dall'inizio alla malignità. La misura dei risultati chiave, la formazione del papilloma, è facilmente e in modo affidabile quantitativo. Il modello affronta sia l'inizio tumorale (sopravvivenza senza tumore) che la progressione (numeri e dimensioni del tumore) contemporaneamente. Il modello è adatto per studiare diversi composti, come potenziali terapie, e gli effetti dei singoli geni sulla progressione del tumore negli animali geneticamente modificati. Quando si applica il modello per qualsiasi ceppo, si consiglia di studiare la letteratura esistente per ottenere un'idea di come il ceppo reagisce nel modello (ad esempio, per scoprire quanto velocemente appariranno i primi papillomi). Quando si utilizzano topi geneticamente modificati, è sempre raccomandato l'uso di lettiere di tipo selvatico. L'uso di potenziali controlli aggiuntivi, come la sostituzione di DMBA o TPA o entrambi con acetone, è altamente discutibile, perché è noto che la rimozione di DMBA o TPA o la loro amministrazione è altamente improbabile che provochi l'induzione della crescita del papilloma34. Quando è essenziale studiare l'avvio del tumore (cioè, solo con la somministrazione della DMBA), può essere raggiunto sacrificando gli animali dopo la dose DMBA. Quando si studia l'effetto di un singolo gene in un ambiente transgenico o ad eliminazione diretta, si raccomanda di prelevare campioni da animali non trattati per rilevare possibili differenze che potrebbero esistere prima della formazione del tumore tra ceppi di tipo geneticamente modificati e selvatici30,31.
Anche se il modello DMBA-TPA è relativamente semplice da condurre tecnicamente, tempismo preciso è essenziale per il successo. L'applicazione di DMBA e l'applicazione regolare di TPA sono entrambi cruciali per lo sviluppo del tumore34. Un attento esame settimanale dei papillomi è essenziale per raccogliere tutti i dati. Va notato che alcuni trattamenti o sfondi genetici possono causare papillomi a crescere e in seguito ridursi o addirittura svanire30. A volte, sorgono altre lesioni non cancerose e SCC. In questo caso, si raccomanda l'esame istologico della lesione. Un altro passo critico è quello di garantire che TPA è l'unico promotore tumore. Trauma della pelle induce la produzione di citochine che possono influenzare la promozione del tumore2,34. Pertanto, la ferita iatrogenica della pelle durante la rasatura deve essere evitata e i topi da combattimento aggressivi devono essere alloggiati separatamente. Oltre ai combattimenti, sono importanti anche altri aspetti del benessere degli animali. Perdita di peso, pelliccia opaca e aggrovigliata e comportamento apatico sono segni di disagio. Il disagio non è solo una questione etica, perché il bilancio energetico negativo inibisce la crescita del tumore34.
Il modello DMBA-TPA offre l'opportunità di molte modifiche. Poiché alcuni ceppi sono noti per essere più sensibili di altri, un'attenta selezione consente di pianificare l'esperimento e regolare la quantità e la frequenza dell'applicazione TPA18,35. Il modello viene utilizzato principalmente per lo sviluppo di tumori della pelle, ma l'applicazione locale al tratto gastrointestinale è un'opzione36. Inoltre, una versione modificata del modello è stato utilizzato per studiare lo sviluppo del tumore nella trachea37. Poiché lo sviluppo del tumore può essere regolato con applicazioni DMBA e TPA, il modello consente di studiare i risultati dopo aver modificato gli aspetti ambientali come la dieta e il ritmo circadiano38. Separando l'avvio del tumore (DMBA) e la promozione (TPA), il modello consente di studiare questi due processi in modo indipendente. Ad esempio, sacrificare i topi dopo il trattamento DMBA permette di studiare il meccanismo del trattamento o l'effetto di un gene di interesse per l'avvio tumorale2,34. Per studiare i primi eventi nell'iniziazione e promozione del tumore, gli animali possono essere sacrificati in un primo momento. Ad esempio, i campioni possono essere raccolti poco dopo la seconda somministrazione TPA (ad esempio 3 h, 12 h, 36 h o 48 h dopo)30,31. Vale anche la pena notare che il modello classico di carcinogenesi a due stadi DMBA-TPA può essere modificato utilizzando diverse sostanze chimiche o utilizzando la "terza" sostanza chimica. Questi sono esaminati da Abel et al2.
Il modello DMBA-TPA è stato utilizzato per decenni per diversi scopi34. E 'stato utilizzato per studiare gli effetti di diverse terapie24,25,26 e geni31,32,39,40 ma anche per lo studio della nutrizione27, il ritmo circadiano38, e lo sviluppo di strumenti diagnostici41. Come i tumori si formano dalla pelle, il modello fornisce un'opportunità unica per raccogliere campioni di tessuto tumorale in diverse fasi della progressione21. Quando si introducono nuovi agenti chemiopreventivi o immunomodulatori, è consigliabile raccogliere prima i dati su come la deformazione ha reagito nel modello DMBA-TPA negli studi precedenti. Se non è disponibile, si raccomanda un pretrattamento senza il potenziale agente terapeutico per determinare la tempistica e il numero di papillomi, nonché la varianza in questi parametri. I dati esistenti degli studi pubblicati possono anche aiutare a determinare il dosaggio del composto testato24,27, ma se non disponibile, utilizzando una diluizione seriale del composto testato consente di valutare la risposta alla dose dell'agente studiato25,26.
L'infiammazione è essenziale per la tumorigenesi umana, in quanto è coinvolta in tutte le fasi della progressione del tumore: l'inizio, la promozione e la conversione alla malignità42,43. Il modello di carcinogenesi cutanea indotta chimicamente è un modello di carcinogenesi guidata da infiammazione. La risposta citochina pro-infiammatoria e l'infiltrazione delle cellule infiammatorie nella pelle trattata sono già evidenti nella fase iniziale del modello. Le prime cellule infiltranti sono i neutrofili, seguiti dall'accumulo di macrofagi, cellule T,ecc. 30,31. Queste cellule creano un microambiente infiammatorio nella pelle, e viene avviato un colloquio incrociato tra cellule infiammatorie ed epidermiche, che porta alla produzione di citochine, chemiochine e prostaglandine che guidano l'iniziazione e la crescita del tumore localmente. Poiché il modello DMBA-TPA è un modello basato sull'infiammazione, non include altri aspetti del cancro clinico. Anche se è noto che le SCC alla fine possono causare metastasi nel modello DMBA-TPA, solo una piccola parte di papillomi si sviluppano in SCC2,23. Di conseguenza, la metastasi è una caratteristica rara del modello DMBA-TPA, anche se alcuni titoli di razza più sensibili come CD-1 o SENCAR possono avere una maggiore probabilità di sviluppare metastasi44. L'aspetto di SCC è spesso considerato un problema di benessere animale e quindi un criterio endpoint. Pertanto, nonostante l'esistenza della metastasi nel modello, alcuni altri modelli come il trapianto o i modelli geneticamente ingegnerizzati sono più adatti per studiare la metastasi45. Un'altra limitazione del modello è che richiede una superficie per applicare le sostanze chimiche. Pertanto, lo studio della progressione del cancro in uno specifico organo interno è fuori dalla portata del modello.
Un altro modello comune di cancro della pelle è il modello di radiazione UV46. Il modello è paragonabile al modello DMBA-TPA perché nessuno di questi due modelli necessita di trapianto di cellule o modificazione genetica per causare il cancro. La differenza fondamentale tra i modelli è che il modello di radiazione UV induce formazione aggressiva SSC, mentre il risultato del tumore nel modello DMBA-TPA è generalmente papillomi benigni. Se la radiazione UV è combinata con l'applicazione di agenti cancerogeni chimici o in ceppi di topo con un background genetico che rende il ceppo suscettibile allo sviluppo del cancro, anche la formazione del melanoma può avvenire. Le mutazioni più comuni nel modello di radiazione UV inattivano il gene p53, un gene soppressore tumorale cruciale negli esseri umani46, mentre le mutazioni più comuni nel modello DMBA-TPA attivano il gene Hras23. La radiazione UV provoca anche l'immunosoppressione46,47, che può essere un fattore di confusione quando si studiano gli aspetti del sistema immunitario. Tuttavia, questi due modelli funzionano anche in combinazione. La radiazione UV può essere utilizzata come agente di promozione con DMBA o come agente di idea con TPA46.
Una domanda ragionevole è se il modello DMBA-TPA imita il cancro umano. Una piccola percentuale di papillomi si sviluppa a sCC. Tuttavia, lo stadio premaligno della SCC umana è la cheatosi actinica, e si differenzia dalla formazione di papilloma vista nel modello. Ancora, formazione di papilloma simile al modello viene rilevato in individui umani trattati per melanoma con vemurafenib. Ciò suggerisce che le cellule staminali mutate hras che sono essenziali per la carcinogenesi nel modello DMBA-TPA esistono anche sulla pelle umana34. Inoltre, è stato riferito che l'assorbimento di 2-deossi-2-[18F]-fluoro-D-glucosio (18F-FDG) papillomas e SCC microinvasivi è superiore a quello della pelle circostante, ma non così alto come in un SCC completamente invasivo, riflettendo la somiglianza delle fasi premaligne41. Se si utilizza il modello DMBA-TPA per la valutazione della tossicità, si deve ricordare che la ripetizione dell'esposizione ha un grande effetto sulla promozione del tumore34. Almeno alcuni dei meccanismi molecolari sono comuni al modello e alla pelle umana.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Questo lavoro è stato finanziato dall'Accademia di Finlandia (concede 25013080481 e 25013142041 (I.J.), 286377 e 295814 (M.P.), 287907 (T.J.)), P'ivikki e Sakari Sohlberg Foundation (M.P.), T.J.), Finnish Medical Foundation (T.P.), The Competitive State Research (Fondazione Medica Finlandese) (T.P.), The Competitive State Research (Fondazione Medica Finlandese) Finanziamento dell'Expert Responsibility Area of Tampere University Hospital (grant 9V049 e 9X044 (M.P.), 9X011 e 9V010 (T.J.), The Competitive State Research Financing of the Expert Responsibility Area of Fimlab Laboratories (Grant X51409 (I.J.)), Tays Fondazione di sostegno (I.J., M.P., T.J.), Tampere Tuberculosis Foundation (I.J., M.P., T.J.), la Fondazione Culturale Finlandese (M.V.), la Fondazione Paulo (T.P.), la Cancer Society of Finland (M.P.) e la Fondazione Emil Aalton (T.P.).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1000 ul RPT XL Graduated Filter Tip (Sterile), Refill | Starlab | S1182-1730-C | |
| 300 ul RTP Graduated Filter Tip (sterile), Refill | Starlab | S1180-9710-C | |
| 7,12-Dimethylbenz[a]anthracene (DMBA) | Sigma | D3254-100MG | Harmful if swallowed and may cause cancer. Store protected from light. |
| Acetone | Sigma | 1000141011 | Evaporates rapidly and is inflammable. |
| Attane vet 1000 mg/g | Piramal Critical Care Limited | Liquid isoflurane for inhalation | |
| Battery-Operated Clipper Isis | Albert Kerlb GmbH | GT421 | For shaving the fur |
| CONTRAfluran-Restgasfilter | ZeoSys GmbH | For anesthesia | |
| Linex Nature N1030 Ruler 30 cm | Staples Business Advantage | 60383 | For measuring papillomas |
| Medium CO2 Chamber 300 x 200 x 200mm - Red | VetTech Solutions Ltd | AN045AR | For sacrifice |
| Mekasoft | Mekalasi | 23008 | Table cover |
| Mice (Balb/c JRj) | Janvier labs | Other strains also possible | |
| Mice (C57BL/6JRj) | Janvier labs | Other strains also possible | |
| Panasonic Lumix DMC-FS5 Digital Camera | Panasonic | ||
| Paraformaldehyde | Merck | 30525-89-4 | For histology samples |
| Phorbol 12-myristate 13-acetate aka 12-Otetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA) | Enzo | BML-PE160-0001 | |
| Precision balance PLJ-C/PLJ-G | KERN & SOHN GmbH | PLJ 600-3CM | |
| Pre-Set CO2 System-2 Chamber-S/S Housing | VetTech Solutions Ltd | AN044BX | For sacrifice |
| RNAlater | Qiagen | 76104 | For nucleic acid samples |
| Tacta pipette 100-1000 ul | Sartorius | LH-729070 | |
| Tacta pipette 20-200 ul | Sartorius | LH-729060 | |
| UNO Anaesthetic Key Filler | Scintica instrumentation inc. | For anesthesia | |
| UNO Face Mask for Mouse | Scintica instrumentation inc. | For anesthesia | |
| UNO FM2200 Flowmeter | Scintica instrumentation inc. | For anesthesia | |
| UNO Gas Exhaust Unit | Scintica instrumentation inc. | For anesthesia | |
| UNO Induction Box | Scintica instrumentation inc. | For anesthesia | |
| UNO200VAP Vaporizer | Scintica instrumentation inc. | For anesthesia |
References
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![Modello di carcinogenesi cutanea indotta dalla sostanza chimica utilizzando Dimethylbenz[a]Anthracene e 12-O-Tetradecanoyl Phorbol-13-Acetate (DMBA-TPA)](https://cloudfront.jove.com/CDNSource/teasers/60445.jpg)
