In de klinische context zullen patiënten met gelokaliseerde alvleesklierkanker pancreatectomie ondergaan, gevolgd door adjuvante behandeling. Dit hier gerapporteerde protocol is bedoeld om een veilige en effectieve methode vast te stellen om dit klinische scenario bij naakte muizen te modelleren, door orthotopische implantatie van alvleesklierkanker gevolgd door distale pancreatectomie en splenectomie.
Er is een gebrek aan bevredigende diermodellen om adjuvante en/of neoadjuvante therapie te bestuderen bij patiënten die in aanmerking komen voor een operatie van alvleesklierkanker (PC). Om dit tekort aan te pakken, beschrijven we een muismodel met orthotopische implantatie van pc gevolgd door distale pancreatectomie en splenectomie. Het model is veilig en passend flexibel gebleken voor de studie van verschillende therapeutische benaderingen in adjuvante en neo-adjuvante omgevingen.
In dit model wordt een pancreastumor voor het eerst gegenereerd door een mengsel van menselijke pancreaskankercellen (luciferase-gelabeld AsPC-1) en met menselijke kanker geassocieerde pancreas stellate cellen te implanteren in de distale alvleesklier van Balb / c athymische naakte muizen. Na drie weken wordt de kanker gereseceerd door re-laparotomie, distale pancreatectomie en splenectomie. In dit model kan bioluminescentiebeeldvorming worden gebruikt om de voortgang van de ontwikkeling van kanker en de effecten van resectie/ behandelingen te volgen. Na resectie kan adjuvante therapie worden gegeven. Als alternatief kan een neoadjuvante behandeling worden gegeven voorafgaand aan de resectie.
Representatieve gegevens van 45 muizen worden gepresenteerd. Alle muizen ondergingen een succesvolle distale pancreatectomie/splenectomie zonder problemen met hemostase. Een macroscopische proximale pancreasmarge van meer dan 5 mm werd bereikt in 43 (96%) Muizen. Het technische slagingspercentage van pancreasresectie was 100%, met 0% vroege mortaliteit en morbiditeit. Geen van de dieren stierf in de week na de resectie.
Samenvattend beschrijven we een robuuste en reproduceerbare techniek voor een chirurgisch resectiemodel van alvleesklierkanker bij muizen dat het klinische scenario nabootst. Het model kan nuttig zijn voor het testen van zowel adjuvante als neoadjuvante behandelingen.
Pancreas ductaal adenocarcinoom (alvleesklierkanker [PC]) wordt geassocieerd met een slechteprognose 1. Chirurgische resectie blijft de enige potentieel curatieve behandeling voor pc en moet worden overwogen voor patiënten met een ziekte in een vroeg stadium. Helaas is zelfs bij R0-resectie (d.w.z. resectiemarges vrij van tumor) het recidiefpercentage (lokaal of van onopgemerkte gemetastaseerde ziekte) hoog2,3. Daarom is systemische adjuvante therapie geïndiceerd bij bijna alle patiënten die resectie4ondergaan . Bovendien, terwijl neoadjuvante therapie nu alleen wordt aanbevolen voor borderline-reseceerbare kankers, breiden de indicaties zich zodanig uit dat het routinematige gebruik ervan de focus is van veel klinisch onderzoek5,6,7,8. Om nieuwe therapeutische benaderingen voor pc’s met resectie te ontwikkelen, moeten deze benaderingen eerst worden beoordeeld in preklinische modellen die de klinische instellingen nauwkeurig samenvatten.
Orthotopische muismodellen van PC zijn in het verleden vaak gebruikt om medicamenteuze behandelingen te testen9,10. Veel van deze werden geproduceerd door injectie van kankercellen alleen in de alvleesklier van de muis, wat resulteerde in tumoren die het prominente stroma misten dat kenmerkend is voor pc. Meer recentelijk, co-injectie orthotopische modellen, zoals degene die we voor het eerst ontwikkeld door het injecteren van een mengsel van menselijke PC en menselijke pancreas stellate cellen (PSC’s, de primaire producenten van de collageenachtige stroma in PC), zijn gekomen in regelmatig gebruik11,12. De tumoren die worden geproduceerd door een dergelijke co-injectie van kanker en stromale cellen vertonen (i) zowel de kankerelementen als de karakteristieke stromale (desmoplastische) component van pc, en (ii) verbeterde proliferatie van kankercellen en metastase11. Dit model lijkt dus sterk op menselijke pc. Hoewel een aantal resectiemodellen van orthotopische PC zijn beschreven13,14,15,16, geen enkele hebben weerspiegeld de klinische realiteit van pancreas resectie bij de mens zo nauwkeurig als dit model, en daarom zijn suboptimaal voor het testen van adjuvante of neoadjuvante behandelingen.
Het doel van het gepresenteerde muismodel was om te laten zien hoe: (i) orthotopische alvleesklierkanker met succes kan worden geïmplanteerd terwijl onbedoelde peritoneale verspreiding wordt geminimaliseerd en (ii) vervolgens de kanker volledig kan worden gereseceerd. Het artikel belicht tips en mogelijke valkuilen van deze techniek.
Een resectie orthotopisch muismodel van alvleesklierkanker is belangrijk omdat het het testen van adjuvante en neoadjuvante behandelingen mogelijk maakt. Dit is vooral belangrijk bij alvleesklierkanker, waar chirurgie de meest effectieve behandeling blijft, maar geassocieerd is met een hoog risico op recidief. Dit artikel beschrijft een methode die op betrouwbare wijze een alvleesklierkanker zal produceren die mogelijk kan worden genezen met resectie, waarbij het klinische scenario wordt gerepliceert waarin neoadjuvante …
The authors have nothing to disclose.
Auteurs hebben steun gekregen van de Avner Pancreatic Cancer Foundation.
Animals, Materials and Equipment for Implantation Procedure | |||
AsPC-1 human pancreatic cancer cell line, luciferase tagged (luc+ gene from Promega PGL3 Basic plasmid) | American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA | supplied by Professor Takashi Murakami, Saitama Medical University, Saitama, Japan | |
Autoclip wound clips, 9 mm | Becton Dickson Pty Ltd, North Ryde, NSW, Australia | 500346 | |
Basic Dressing Pack | Multigate Medical Products Pty Ltd, Villawood, NSW, Australia | ||
Cancer associated human pancreatic stellate cells | Pancreatic Research Group cell bank | In house cell bank | |
Cryogenic tubes, 1.0 mL | Thermo Fisher Scientific Australia Pty Ltd, Scoresby, VIC, Australia | 366656 | |
Disposable stainless-steel scalpel blade with handle, size 15 | Livingstone International, Mascot, NSW, | SCP15 | |
Foetal bovine serum (FBS) | Life Technologies Corporation, Tullamarine, VIC, Australia | 16000044 | |
Gilles fine tooth forceps 12 cm | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Heated mats to maintain body temperature during surgery and postoperative recovery | Generic | ||
Homozygous athymic nude mice: Strain BALB/c-Fox1nu/Ausb, female | Australian Bioresources, Moss Vale, NSW, Australia | ||
Iscove's modified Dulbecco's medium (IMDM) with 4mM L-glutamine and no phenol red | Life Technologies Corporation, Tullamarine, VIC, Australia | 21056023 | |
Jewellers forceps 11.5 cm | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Micro needle holder (round handle) 15 cm straight | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Micro scissors (round handle) 15 cm straight | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Penicillin 10,000 U/mL, streptomycin 10,000 μg/mL | Life Technologies Corporation, Tullamarine, VIC, Australia | 15140122 | |
Polyglycolic acid suture, size USP 5/0 on 13mm half-circle round-bodied needle | Braun Australia Pty Ltd, Bella Vista, NSW, Australia | C1049407 | |
Portable weighing scale | Precision balances, Bradford, MA, USA | ||
Reflex clip applier and clip remover | World Precision Instruments, Sarasota, FL, USA | 500345 | |
Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 with phenol red and 300 mg/L Lglutamine | Life Technologies Corporation, Tullamarine, VIC, Australia | 11875085 | |
Round bodied vessel dilator 15 cm, 0.1 mm tip | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Trypsin 0.05%, EDTA 0.02% | Life Technologies Corporation, Tullamarine, VIC, Australia | 25300054 | For pancreatic stellate cells |
Trypsin 0.25%, EDTA 0.02% | Life Technologies Corporation, Tullamarine, VIC, Australia | 25200056 | For ASPC-1 cells |
U-100 insulin syringes, 0.5 mL with 29 G (0.33 mm) × 13 mm needle | Terumo Medical Corporation, Elkton, MD, USA | ||
Equipment for Resection Procedure | |||
Alm self-retaining retractor | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Autoclip wound clips 9 mm | Becton Dickson Pty Ltd, North Ryde, NSW | 500346 | |
Basic Dressing Pack | Multigate Medical Products Pty Ltd, Villawood, NSW, Australia | 08-559NP | |
Disposable stainless-steel scalpel blade with handle, size 15 | Livingstone International, Mascot, NSW, | SCP15 | |
Gilles fine tooth forceps 12 cm | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Hand-held high temperature fine tip cautery | Bovie Medical Corporation, Melville, NY, USA | AA01 | |
Heated mats to maintain body temperature during surgery and postoperative recovery | Generic | ||
IVIS Lumina II Bioluminescent Imaging Device | Caliper Life Sciences, Hopkinton, MA, USA | ||
Jewellers forceps 11.5 cm | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Micro needle holder (round handle) 15 cm straight | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Micro scissors (round handle) 15 cm straight | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Polyglycolic acid suture, size USP 5/0 on 13mm half-circle round-bodied needle | Braun Australia Pty Ltd, Bella Vista, NSW, Australia | C1049407 | |
Portable weighing scale | Precision balances, Bradford, MA, USA | ||
Reflex wound clip applier and clip remover | World Precision Instruments, Sarasota, FL, USA | 500345 | |
Round bodied vessel dilator 15 cm, 0.1 mm tip | Generic stainless steel microsurgical instrument set | ||
Titanium “Weck style” Ligaclip, small | HZMIM, Hangzhou, China | ||
Titanium Ligaclip applier for open surgery, small | HZMIM, Hangzhou, China | ||
Volatile anaesthetic machine, including vapouriser and induction chamber | Generic | Generic vapouriser and induction chamber | |
Drugs for Procedures | |||
70% w/w ethanol solution | Sigma-Aldrich Pty Ltd, Castle Hill, NSW, Australia | Applied topically as surgical skin preparation | |
Buprenorphine 0.3 mg/mL | Troy Laboratories Pty Ltd, Glendenning, NSW, Australia | Dose: 0.05 mg/kg s.c. | |
D-Luciferin (1 U/g) | PerkinElmer, Inc., Waltham, MA, USA | 122799 | diluted in PBS to 15 mg/mL. Dose: 150 mg/kg i.p |
Enrofloxacin 50 mg/mL | Troy Laboratories Pty Ltd, Glendenning, NSW, Australia | Dose: 5 mg/kg s.c. | |
Flunixin 50 mg/mL | Norbrook Laboratories Australia, Tullamarine, VIC, Australia | Dose: 2.5 mg/kg s.c. | |
Isoflurane | Zoetis Australia Pty Ltd., Rhodes, NSW, Australia | Dose (vapourised with oxygen): 4% induction, 3% maintenance | |
Ketamine 100 mg/mL | Maylab, Slacks Creek, QLD, Australia | Dose: 80 mg/kg i.p. | |
Povidone-Iodine 10% w/v solution | Perrigo Australia, Balcatta, WA, Australia | RIO00802F | Applied topically to the anterior abdomen as surgical skin preparation |
Refresh eye ointment (liquid paraffin 42.5% w/w, soft white paraffin 57.3% w/w) | Allergan Australia Pty Ltd, Gordon, NSW, Australia | Applied to both eyes | |
Sodium chloride 0.9% w/v | Braun Australia Pty Ltd, Bella Vista, NSW, Australia | 9481P | Dose: 900 μL s.c. |
Water for injections BP | Pfizer Australia, Sydney, NSW, Australia | For dilution of drugs | |
Xylazine 20 mg/mL | Troy Laboratories Pty Ltd, Glendenning, NSW, Australia | Dose: 10 mg/kg i.p. |