JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Divulgaciones
Acknowledgements
Materials
Referencias
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicina

Ein Maus-Tumormodell der operativen Belastung zu Entdecken Sie die Mechanismen der postoperative Immunsuppression und Bewerten Novel Perioperative Immuntherapien

Published: March 12, 2014
doi:
10.3791/51253
, , , , , ,
1Centre for Innovative Cancer Research,Ottawa Hospital Research Institute, 2Department of Cellular and Molecular Medicine,University of Ottawa, 3Department of Biochemistry, Microbiology and Immunology,University of Ottawa, 4Department of Neurosurgery,The Second Hospital of Shandong University, 5Department of Medical Laboratory Technology,University of Tabuk, 6Department of Surgery,Ottawa General Hospital

Summary

Ein Maus-Tumormodell der chirurgischen Stress wird verwendet, um zu erkunden, wie postoperative Immunsuppression fördert Metastasen und immunstimulierende perioperative Therapien zu evaluieren.

Abstract

Chirurgische Resektion ist ein wesentlicher Behandlung für die meisten Krebspatienten, aber Operation induziert Dysfunktion des Immunsystems, und dies hat zu der Entwicklung von Metastasen in Tiermodellen und bei Patienten mit Krebs in Verbindung gebracht worden. Die präklinischen Arbeiten aus unserer Gruppe und andere hat eine tiefgreifende Unterdrückung der angeborenen Immunfunktion, insbesondere NK-Zellen in der postoperativen Phase demonstriert und diese nach der Operation spielt eine wichtige Rolle in der verstärkten Entwicklung von Metastasen. Relativ wenige Untersuchungen an Tieren und klinische Studien haben sich auf die Charakterisierung und die Umkehrung der schädlichen Wirkungen von Krebsoperation konzentriert. Verwendung einer strengen Tiermodell der spontan metastasierenden Tumoren und operativen Belastung wurde die Verbesserung der Krebsoperation auf die Entwicklung von Lungenmetastasen bewiesen. In diesem Modell werden die 4T1-Brustkrebszellen in der Maus-Mamma-Fettpolster implantiert. Am Tag 14 nach der Tumorimplantation ist eine komplette Resektion des Primärmammatumor performed bei allen Tieren. Eine Untergruppe von Tieren erhält zusätzlichen operativen Belastung in Form einer Bauch Nephrektomie. Am Tag 28 werden die Lungentumorknoten quantifiziert. Wenn Immuntherapie wurde sofort präoperativ gegeben wurde eine tiefgreifende Aktivierung von Immunzellen, die die Entwicklung von Metastasen nach der Operation verhindert erkannt. Während die 4T1 Brusttumorchirurgie Modell ermöglicht die Simulation der Auswirkungen von Stress auf abdominale chirurgische Tumormetastasen, die Anwendbarkeit auf andere Tumortypen getestet werden muss. Die aktuelle Herausforderung ist es, sichere und vielversprechende Immuntherapien in präklinischen Mausmodellen zu identifizieren und zu tragfähigen perioperative Therapie zu übersetzen, um Krebs-Chirurgie-Patienten gegeben, um das Wiederauftreten von Metastasen zu verhindern.

Introduction

Chirurgie ist eine wichtige Komponente in der Krebsheil Behandlung von soliden Tumoren, aber trotz kompletter Resektion, entwickeln viele Patienten ein Rezidiv metastasiertem und letztlich sterben an ihrer Krankheit. Zunehmend wird die postoperativen Phase, als Ergebnis der physiologischen Belastung als Reaktion auf Operationen, einschließlich der Blutgerinnung, Freisetzung von Wachstumsfaktoren und Immununterdrückung wird als kritische Zeit für die Entwicklung von Metastasen zu erkennen. Unsere Gruppe 1,2 und andere 5.3 haben gezeigt, dass die unmittelbaren postoperativen Phase ist ein einzigartig anfällig Zeit für die Bildung von Metastasen.

Einer der wichtigsten Mechanismen für die prometastatic Wirkungen der Operation verantwortlich ist postoperativen Funktionsstörungen der natürlichen Killerzellen (NK) 03.01. NK-Zellen sind zytotoxischen Lymphozyten des angeborenen Immunsystems bei der Kontrolle von Tumorwachstum und Metastasen 6 beteiligt. NK-Zell-Dysfunktion nach der Operation wurde ich dokumentiertn sowohl menschliche Patienten 1,7-9 und Tiermodelle 1,10,11. Postoperative NK-Zell-Suppression korreliert mit erhöhten Metastasen in Tiermodellen von spontanen und Metastasen 1,11-14 implantiert, während in Studien am Menschen wird Nieder NK-Aktivität während der perioperativen Phase mit einer höheren Rate von Rezidiv-und Mortalitäts 15,16 verbunden.

Trotzdem gibt es noch keine Krebstherapien speziell auf den prometastatic Veränderungen, die unmittelbar nach der Krebsoperation auftreten. Die perioperativen Phase stellt eine therapeutische Fenster der Gelegenheit, in der in den metastatischen Prozess eingreifen. Während traditionelle Krebstherapien, wie zytotoxische Chemotherapie, als zu giftig für den Patienten nach großen Operationen 17 verabreicht werden, Immun-Therapien sind ideale Kandidaten für perioperative Verwaltung. Perioperativen Verwendung von rekombinantem IL-2 und IFN-I ³ i untersucht worden sindn frühen Phase der klinischen Studien, die ihr Potenzial zur postoperativen NK-Zell-Unterdrückung zu verhindern und zur Verbesserung der progressionsfreien Überlebens 18-21. Leider hat sich die weitere Entwicklung von Verträglichkeit dieses unspezifischen Zytokin-Therapie kombiniert mit einer größeren Operation 17 behindert. Viren sind auch starke unspezifische Aktivatoren von NK-Zellen. Unsere Forschung hat gezeigt, dass bereits eine präoperative Verabreichung von replizierenden Viren, wie neuartige Krebs onkolytischen Viren (OV) und nicht-replizierende virale Impfstoffe wie Influenza-Impfstoff, kann die Operation induzierte NK-Zellfehlfunktion zu verhindern und zu dämpfen Metastasen 1,22.

Die in diesem Dokument beschriebenen Operationsmodell hat sich unser Verständnis der Mechanismen bei der Ausbreitung und das Wachstum von Tumorzellen nach der Operation beteiligt erleichtert und uns erlaubt, neue zielgerichtete Therapien, die in der perioperativen Phase verabreicht werden kann, zu erkunden. Um dieses Ziel zu erreichen, ein TierModell der operativen Belastung und spontane Metastasierung wad entwickelt. Das Modell macht Gebrauch von Maus Mammakarzinom Tumoren (BALB / c – 4T1), die in der Lage, spontan metastasieren aus dem primären Brustdrüse, mehrere entfernte Orte insbesondere die Lunge. Am Tag 0 werden Brustkrebszellen in der Maus-Brustfettpolster implantiert. Am Tag 14 nach der Tumorimplantation, wird eine vollständige Resektion des Primärmammatumor bei allen Tieren durchgeführt. Eine Untergruppe von Tieren erhält zusätzlichen operativen Belastung in Form einer Bauch Nephrektomie. Am Tag 28, Lungen-Tumorknoten in chirurgisch gestresst und keine Operation Kontrollmäusen verglichen werden isoliert und quantifiziert. In diesem Tiermodell von Krebs und Chirurgie, werden die Auswirkungen der Operation auf Metastasen untersucht und die Wirksamkeit der perioperativen Gabe von innovativen Immuntherapien, einschließlich replizieren und nicht-replizierende Viren basierter Immunstimulanzien sind zum ersten Mal getestet.

Protocol

1. Die Aufrechterhaltung 4T1 Tumorzellen in vitro Kultur unmodifizierten 4T1 Tumorzellen in komplettem DMEM (DMEM, 10% FBS, 1x Penicillin / Streptomycin) in 10 cm-Gewebekulturplatten. Inkubieren bei 37 ° C, 5% CO 2-Brutschrank. Split Kulturen 2-3 Mal / Woche. Zur Aufrechterhaltung optimale Rentabilität Zellen sollten 80% Konfluenz nicht überschreiten. Verwenden Sie keine Zellen für die Gründung in vivo Primärtumoren, wenn Kulturen wurden in vitro für> 1 Monat agiert wurden, da dies verringert Krebserkrankung und metastatischen Potential als frühere agiert Zellen. 2. Ernten 4T1 Tumorzellen zur Injektion Aspirat Kulturmedium aus der Gewebekulturplatte unter Verwendung einer Pasteurpipette. 10 ml 1x PBS, die sterile 2 ml EDTA. Lassen die PBS-Lösung inkubiert in der Platte bei 37 ° C, 5% CO 2-Brutschrank für 5-7 min. Ernte-PBS-Lösung von der Platte, rinsing die Platte 2-3x mit Lösung, Transfer zu 15 ml konischen Röhrchen. Zentrifuge Zellen 5 min bei 500 × g bei 4 ° C in einer Tischzentrifuge. Saugt den Überstand und Zellpellet in serumfreiem DMEM. Bestimmen Zellkonzentration mit Hilfe eines Zellzählers. Verdünnen Sie die Zellen mit Serum-freien Medium zu 6 Zellen/500 ul (1×10 5 Zellen/50 ul (zur Injektion und Ort Zellen auf Eis 1×10. 3. Injektion Mäuse mit 4T1-Tumorzellen Alle Tierversuche durchgeführt wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Instituts an den Animal Care Veterinary Services der Universität von Ottawa Empfehlungen für alle Tiere, die orthotope Injektionen oder Implantate Tumor. Gönnen Mäusen subkutan mit Buprenorphin (0,05 mg / kg) 1 h vor der Operation zur Schmerztherapie. Einleitung und Aufrechterhaltung einer Maus mit 2,5% Isofluran während der Dauer der Injektion unter Narkosetion. Drücken Sie den Fußballen der Maus, um Reflexantwort zu erkennen. Wenn keiner gefunden wird, werden wirksame Anästhesie Niveau erreicht. Sterile Augensalbe wird dann angewendet, um Hornhauttrocknungs verhindern. Legen Sie eine 30 G ½ "Ultra-fine" Spritze mit genau 50 ul Zellsuspension. Sicherzustellen, daß alle Luftblasen aus der Spritze Spalte, indem die Seite der Spritze, um Luftblasen zu entfernen entfernt. Zeigen Maus (in Narkose) Bauchseite auf. Reinigen Sie die Injektionsstelle mit einem Alkoholtupfer und horizontal und direkt vorstellen die Nadel in die vierte Brustfettpolster langsam die Spritze verzichten Lautstärke. Verwenden Sie ein Wattestäbchen, um mögliche Leckagen zu reinigen. Lassen Mäuse aus der Narkose zu erholen. Pflegen Buprenorphin (0,05 mg / kg) für die Schmerztherapie verabreicht sc alle 8 Stunden für 2 Tage. 4. Verwalten Perioperative Behandlung in 4T1 Tumor-tragenden BALB / c-Mäuse <p class = "p1"> ist Das Behandlungsschema und Route für Influenza-Impfstoff Verwaltung identisch mit dem onkolytischen Virus präoperative Behandlung. Mit 13 Tage nach der Injektion der Tumorzellen, messen Sie den Primärtumor mit einem externen Bremssattel. Messung der größten Längsdurchmesser (Länge) und den größten Querdurchmesser (Weite) mit dem Bremssattel. Das modifizierte ellipsoide Formel wird verwendet, um das Tumorvolumen zu berechnen (Tumorvolumen = 1/2 (Länge × Breite 2) Mit 13 Tage nach der Injektion der Tumorzellen, sollte der Primärtumor ca. 1 cm 3 zu messen. Wenn diese Tumormessung erreicht, bereiten perioperative Therapie Reagenz. Onkolytischen Virus ist ein innovativer Therapie, die man in der perioperativen Phase zu verwalten. Bereiten onkolytischen Virus (1×10 9 PFU / 1 ml) in 1x PBS steril und auf Eis vor der Injektion. Sichere und Ort der Mausin Rainer für die intravenöse Injektion in die Schwanzvene. Schonend erwärmen Maus Schwanz in warmem Leitungswasser, um seitliche Schwanzvenen zu visualisieren. Legen Sie eine 27 G ½ "Insulin-Spritze" mit genau 100 ul von onkolytischen Virustherapie. Stellen Sie sicher, dass alle Luftblasen aus der Spritze Säule entfernt. Spritzen Sie die Maus mit 1×10 8 PFU/100 ul / Maus an einen der seitlichen Schwanzvenen. Wenn die Nadel in geeigneter Weise in einer seitlichen Vene eingeführt, sollte kein Widerstand beim Niederdrücken des Spritzen spüren. 5. Vollständige Entfernung des primären Tumors und Bauch Left Nephrektomie Mit 14 Tage nach der Injektion der Tumorzellen einleiten Routine perioperativen folgenden Universität von Ottawa Tierpflege-und Veterinärdienst genehmigten Protokolle. Gönnen Mäusen subkutan mit Buprenorphin (0,05 mg / kg) 1 h vor der Operation zur Schmerztherapie. Einleitung und Aufrechterhaltung einer Narkose mit Isofluran 2,5% während der Operation. Under sterilen Bedingungen und mit sterilen chirurgischen Instrumenten wird Operationsstelle rasiert und gewaschen. Tiere verabreicht subkutanen Flüssigkeiten und Schmiermittel Auge vor der Operation. Machen Sie einen kleinen Schnitt (1-2 cm Länge) vorsichtig und vollständig entfernen Sie die primäre 4T1 Tumor aus dem Brustfettpolster. Schließen Sie den Schnitt mit 2-3 9 mm Heftklammern. Expose der Bauch durch einen Schnitt durch die Haut-und Unterhautschicht entlang der ventralen Mittellinie der Maus. Einen Einschnitt in der Linea alba (3-4 cm) auf Maus Peritoneum zugreifen. Setzen Sie die linke Innenseite des Bauches durch Verschieben der darüberliegenden Darm zur Seite. Stellen Sie sicher, die Därme mit einer Kochsalzlösung getränkt steriler Gaze feucht gehalten. Mit einem stumpfen Paar chirurgische Pinzette, fassen Sie die linke Niere sanft. Mit einem 3:0-Wachs beschichtet geflochtenen Seidenfaden in eine Schleife gebunden, die ligieren Hilus der linken Niere und mit drei chirurgischen Knoten. Entfernen Sie die linke Niere mit chirurgischencal Schere. Überprüfen Sie die Nahtverbindungs ​​sorgfältig, um sicherzustellen, dass eine angemessene Hämostase erzielt wird. Schließen Sie die subkutane Schicht mit einer Endlosschleife Naht mit 5-0 resorbierbaren geflochten, dann Klammer Hautschicht mit 9 mm Heftklammern. Die Schritte 5,2-5,10 sollte 10 min / Tier erforderlich. Pflegen Buprenorphin (0,05 mg / kg) für die Schmerztherapie verabreicht sc alle 8 Stunden für 2 Tage. 6. Euthanizing Mäuse und Verarbeitung und Quantifizierung von Lungentumorlast 28 Tage nach 4T1 Tumorinjektion einschläfern Mäusen nach Tierpflege und Veterinärwesen-Protokoll an der Universität von Ottawa. Spray bis Maus mit 70% Ethanol. Nutzen Sie den ersten Schnitt mit der Schere direkt unter dem Brustkorb. Expose der Thorax durch einen Schnitt durch die Haut-und Unterhautschicht entlang der ventralen Mittellinie der Brusthöhle der Maus. Machen seitliche Schnitte durch Haut und Gewebe auf jeder Seite bis zu der neck der Maus. Präparieren Sie sich die Lunge durch leichtes Greifen der Lunge entfernt, während schnippeln das Bindegewebe über und unter der Lunge. Einzuweichen extrahiert Lunge in kaltem PBS Rest Blut zu entfernen, dann in 10% Buffered Formalin. Fotografieren Sie jede Lunge für Tumormetastasen Beurteilung. Wiegen Lunge für Tumorlast Quantifizierung.

Representative Results

Eine reproduzierbare Mausmodell der operativen Belastung, die in der dramatischen Verbesserung der Lungenmetastasen Ergebnisse entwickelt worden. Am Tag 28 nach der Tumorimpfung 4T1 (und 14 Tage nach der Tumorentfernung + / – Bauch Nephrektomie) wurden die Lungen entnommen und auf Metastasen visualisiert. Operation deutlich erhöht die Menge an Lungenmetastasen im Vergleich zu unbehandelten Mäusen, wie durch Lungen Photographien (Fig. 1A), Zählung von Lungenknoten (1B) und Lungengewicht (1C) gezeigt. Die präoperative Gabe von onkolytischen Virus replizieren und inaktivierte Influenza-Impfstoff deutlich rettet die prometastatic Wirkungen der Krebschirurgie (den 1A-C). Um festzustellen, ob NK-Zellen spielen eine vermittelnde Rolle bei der Verhinderung Metastasen Post-Impfstoff der Behandlung wurden die NK-Zellen pharmakologisch mit Anti-Asialo-GM-1 in der Tumormetastasierung Modell erschöpft. In Abwesenheit von NKZellen beobachteten wir eine Aufhebung der therapeutischen Wirkung von Immuntherapien perioperative (2A und 2B). Diese Daten legen nahe, dass Tumormetastasen Entfernung in unserer chirurgischen Stress-Modell wird vor allem durch onkolytischen Virus und Influenza-Impfstoff Aktivierung von NK-Zellen und die anschließende NK vermittelten Tumor-Lyse vermittelt. Zur weiteren Charakterisierung NK-Zellfunktion folgende perioperative Gabe von onkolytischen Virus und Influenza-Impfstoff, wurde ex vivo NK-Zell-Tötung beurteilt. Kurz gesagt, gesammelt und sortiert DX5 + NK-Zellen wurden aus Milzzellen isoliert chirurgisch gestresst und Kontrollmäusen. Sie wurden für 4 Stunden mit Chrom markierten YAC-1-Zielzellen kokultiviert, bei verschiedenen Effektor-Verhältnisse, gefolgt von der Messung der Überstand Chrom Release mit einem Gamma-Zähler Ziel. Eine signifikante Operation induzierten Defekt in NK-Zell-Zytotoxizität zusammen mit einer deutlichen Erholung der NK Tötung folgende perioperative Gabe von onkolytischen Virus und Einfluenza Impfstoff im Vergleich zu der alleinigen Operation (Fig. 2C und 2D) beobachtet. Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse, dass die NK-Zell-Suppression perioperative erfolgreich behandelt werden können und Metastasen mit neuartigen immunstimulierende Therapien reduziert. Fig. 1 ist. Neue Anti-Krebs-onkolytischen Virus und Influenza-Impfstoff als perioperative Therapie gegen Chirurgie-induzierte Erhöhung der Lungenmetastasen. Beurteilung der 4T1 Lungentumormetastasen an Tag 28 der angezeigten Behandlungsgruppen durch (A) Fotografien von repräsentativen Lunge, (B) Aufzählung der Lungentumor Knötchen und (C) Lungengewichte. Daten, die für 3 ähnliche Experimente mit n = 5-10/group (*, p = 0,01, ** p <0,0001; ns, nicht signifikant). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. 2. OP-Stress erhöht Lungentumormetastasen durch NK-Zellen zu beeinträchtigen. (A, B) Quantifizierung der Lungentumormetastasen chirurgisch in gestressten Mäusen mit neuartigen perioperative Therapie behandelt werden. (C, D) Die Fähigkeit von gereinigtem DX5 + NK-Zellen aus chirurgisch gestresst und unbehandelten Kontrollen, um Tumorzellen zu töten. T-Verhältnissen: – (SD + /) von Chrom-Freisetzung aus drei Vertiefungen für die angegebene E Die Daten sind als Mittelwert Prozent angezeigt. . Daten, die 3 ähnliche Experimente, bei denen n = 4-5/group (; ** p <0,005, ns, nicht signifikant * p = 0,01) sind/ Www.jove.com/files/ftp_upload/51253/51253fig2highres.jpg "target =" _blank "> Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Discussion

Die chirurgische Resektion ist die Hauptstütze der Therapie für Patienten mit lokalisierten solide Tumoren. Selbst bei vollständiger Resektion, entwickeln viele Patienten ein Rezidiv metastasiertem und letztlich sterben an ihrer Krankheit. Die unmittelbaren postoperativen Phase bietet eine ideale Umgebung für die Bildung von Metastasen, moduliert, zum großen Teil durch postoperative NK-Zell-Suppression. Dennoch bleibt es ein therapeutisches Fenster, die weitgehend ignoriert. Es liegen noch keine Standard perioperative Anti-Krebs-Therapien zur Verhinderung von postoperativen Metastasen ab. Die aktuelle Herausforderung ist es, sichere und vielversprechende Therapien, die NK-Zellen in der perioperativen Phase, wodurch die Einrichtung mikrometastatische Krankheit verhindert aktivieren identifizieren. Diese Therapien müssen streng auf Sicherheit und Wirksamkeit in präklinischen Tiermodellen charakterisiert werden und dann in klinischen Studien durchdachten übersetzt.

Die Primärübersetzungnale der Entwicklung eines Maus-Tumormodell der operativen Belastung ist es, Mechanismen der Immunsuppression und Metastasierung zu erkunden und nach der Operation zu innovativen Immuntherapien mit Potenzial für die zukünftige Verwendung bei Krebspatienten einer Operation unterziehen, um den Primärtumor zu entfernen beurteilen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde ein Maus-4T1 Mammakarzinom-Modell gepaart mit operativen Belastung entwickelt. Während die 4T1-Zelllinie ist eine Maus "Mammakarzinom", ist der Grund, diese Zelllinie verwenden die Reproduzierbarkeit der spontanen Metastasen, die uns um die Auswirkungen der operativen Belastung in einer realistischen Krebs Modell bewerten können. In diesem Zusammenhang ist die eigentliche Ursache der Malignität weniger wichtig als der metastatischen Potential und Tumorbiologie. Der zweite entscheidende Komponente unseres Modells ist die Entwicklung eines Tier chirurgische Verfahren für die menschliche Krebs-Operation ähneln. In diesem Tier chirurgischen Stress-Modell wird der Primär 4T1 Brusttumor herausgeschnitten, nachdem es 1 cm 3 erreicht. DaKrebsoperationen in menschlichen Patienten mit erheblichen Immunsuppression, ein Open-Bauch Nephrektomie in "chirurgischen Stress" Behandlungsgruppen wird zusätzlich durchgeführt. Da es mit konventionellen Tumorentfernung beim Menschen vergleicht, ist die invasive Natur eines ganz links Nephrektomie sehr vergleichbar mit zahlreichen Arten von chirurgischen Behandlungen für solide Malignomen, einschließlich der Chirurgie für Darmkrebs, Eierstockkrebs, Nierenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Lungen-und Speiseröhren Krebs. Darüber hinaus würden wir argumentieren, dass die tiefgreifenden physiologischen Veränderungen, die perioperativ auftreten, durch Laparotomie + Nephrektomie, ausreichend reproduziert die überwältigende physiologischen Veränderungen, die nach invasiven Chirurgie für die meisten soliden Malignome auf. Für perioperative Faktoren, die zu übermäßigen operativen Belastung und Mortalität, die Dauer der Anästhesie und Chirurgie führen und halten die Körpertemperatur während der Operation könnte zu steuern ist genau definiert. Alle diese Parameter werden genauer ein ausgeführtesd in unserer Praxis-Protokoll definiert spiegeln Routine perioperative Versorgung in menschlichen Krebspatienten.

Der Zeitplan für die perioperative Behandlung ist eine zusätzliche kritische Komponente für den perioperativen Rettungsmodell. 4T1 Tumor tragenden Mäuse wurden zuvor mit 3-Schemata von Influenza-Impfstoff behandelt wurden: neoadjuvante (bei 5 Tage vor der Operation), perioperative (am Tag der Operation angegeben) und perioperative + Mehrfachdosis (am Tag der Operation gegeben, gefolgt von 2 zusätzliche Dosen Abstand von 5 Tagen). Bemerkenswert ist, alle 3 Modi des Impfstoff-Behandlung deutlich verringert Lungenmetastasen 22. Allerdings Influenza-Impfstoff perioperativ als eine einzige Dosis reduziert Metastasen effektiv verwaltet. Gemeinsam, markieren diese Experimente die Bedeutung der unmittelbaren perioperativen Phase als enges therapeutisches Fenster in der metastatischen Prozess eingreifen.

Perioperative Einsatz von innovativen Immuntherapien wie oncolytic-Virus und Impfstoffe hat exklusiv für unsere Forschungsgruppe beschränkt. Wir haben gezeigt, für das erste Mal, dass die perioperative Gabe von Roman onkolytischen ORF und Vaccinia-Viren können NK-Zell-Suppression nach der Operation im Tiermodell ein umzukehren. Noch wichtiger ist, dass diese Rettungs der Immunfunktion korreliert mit einer Verringerung der postoperativen Bildung von Metastasen. In Studien am Menschen, hatte Krebs-Chirurgie-Patienten postoperative NK-Zell-Zytotoxizität reduziert und perioperative OV deutlich erhöht NK-Zellaktivität bei Krebspatienten ein. Verwendung von handelsüblichen prophylaktische Impfstoffe zeigten wir, dass perioperative Influenza-Impfstoff Verwaltung deutlich reduziert Tumormetastasen und verbesserte NK-Zell-Zytotoxizität in präklinischen Tumormodellen. In Studien am Menschen deutlich Influenza-Impfstoff NK-Zellaktivität bei gesunden Spendern und Patienten 22 Krebsoperation verbessert.

Viele Ansätze werden verwendet, um canc reduzierener Rezidiv, einschließlich Chemotherapie und Bestrahlung, aber diese Therapien sind in der Regel verabreicht Wochen bis Monate vor (neoadjuvante) oder nach (adjuvant) Chirurgie. Forschung in diesem Bereich zeigt, dass die unmittelbaren postoperativen Phase ist entscheidend bei der Bestimmung langfristige Tumorrezidivraten. Daher kann klinische Interventionen in Form von Immuntherapien in dieser kritischen Zeit haben erhebliche langfristige Vorteile. Unsere Untersuchungen mit einem Maus-Modell der spontanen Lungenmetastasen und chirurgischen Stress bieten eine einzigartige Gelegenheit, um neue Therapien zu erforschen und zu bestimmen, ihr Potenzial zur perioperativen Immunsuppression in der Krebschirurgie-Patienten verhindern und dadurch auch Krebs Rezidivraten zu reduzieren.

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren möchten Sie Kim Yates, Eileen Franklin, und Rebecca Tjepkema (Tierpflege und Veterinärwesen, Universität Ottawa) für die Unterstützung bei Tierarztpraxen danken. Lee-Hwa Tai wird von einem Fonds de recherche santé Quebec Fellowship unterstützt. Führers Chance Grant Rebecca Auer – Diese Arbeit wurde durch Betriebskostenzuschüsse von der kanadischen Krebsgesellschaft Research Institute Innovation Grant, Ontario Ministerium für Forschung und Entwicklung Frühe Researcher Award und kanadischen Stiftung für Innovation unterstützt.

Materials

Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) Corning Cell-Gro 10-013-CV
Inactivated Fetal Bovine Serum (FBS) HyClone SH30396.03
Penicillin/Streptomycin Gibco 15070-063
1X sterile Phosphate Buffered Saline (PBS) Corning cell gro 21-031-CV
Buprenorphine Chiron, Guelph RXN309968
Isofluorane Baxter Corp 1001936040
1/2 ultra-fine syringe Terumo 30 Gauge, SS05M3009
9mm staples Braintree ACS BX
5-0 braided absorbable suture Covidien UL-202
3-0 wax braided silk suture Covidien S-194
Formalin Fisher SF100-20
4T1 tumor cells ATCC CRL-2539
BALB/c Charles Rivers Labs Strain Code:028
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referencias

  1. Tai, L. H., et al. Preventing postoperative metastatic disease by inhibiting surgery-induced dysfunction in natural killer cells. Cancer Res. 73, 97-107 (2013).
  2. Seth, R., et al. Surgical Stress Promotes the Development of Cancer Metastases by a Coagulation-Dependent Mechanism Involving Natural Killer Cells in a Murine Model. Ann. Surg. , (2012).
  3. Shakhar, G., Ben-Eliyahu, S. Potential prophylactic measures against postoperative immunosuppression: could they reduce recurrence rates in oncological patients. Ann. Surg. Oncol. 10, 972-992 (2003).
  4. Shiromizu, A., et al. Effect of laparotomy and laparoscopy on the establishment of lung metastasis in a murine model. Surgery. 128, 799-805 (2000).
  5. Tsuchiya, Y., et al. Increased surgical stress promotes tumor metastasis. Surgery. 133, 547-555 (2003).
  6. Lanier, L. L. NK cell recognition. Annu. Rev. Immunol. 23, 225-274 (2005).
  7. Espi, A., Arenas, J., Garcia-Granero, E., Marti, E., Lledo, S. Relationship of curative surgery on natural killer cell activity in colorectal cancer. Dis. Colon Rectum. 39, 429-434 (1996).
  8. Pollock, R. E., Lotzova, E., Stanford, S. D. Mechanism of surgical stress impairment of human perioperative natural killer cell cytotoxicity. Arch. Surg. 126, 338-342 (1991).
  9. Pollock, R. E., Lotzova, E., Stanford, S. D. Surgical stress impairs natural killer cell programming of tumor for lysis in patients with sarcomas and other solid tumors. Cancer. 70, 2192-2202 (1992).
  10. Ben-Eliyahu, S., Page, G. G., Yirmiya, R., Shakhar, G. Evidence that stress and surgical interventions promote tumor development by suppressing natural killer cell activity. Int. J. Cancer. 80, 880-888 (1999).
  11. Page, G. G., Blakely, W. P., Ben-Eliyahu, S. Evidence that postoperative pain is a mediator of the tumor-promoting effects of surgery in rats. Pain. 90, 191-199 (2001).
  12. Glasner, A., et al. Improving survival rates in two models of spontaneous postoperative metastasis in mice by combined administration of a beta-adrenergic antagonist and a cyclooxygenase-2 inhibitor. J. Immunol. 184, 2449-2457 (2010).
  13. Benish, M., et al. Perioperative use of beta-blockers and COX-2 inhibitors may improve immune competence and reduce the risk of tumor metastasis. Ann. Surg. Oncol. 15, 2042-2052 (2008).
  14. Goldfarb, Y., et al. Improving postoperative immune status and resistance to cancer metastasis: a combined perioperative approach of immunostimulation and prevention of excessive surgical stress responses. Ann. Surg. 253, 798-810 (2011).
  15. Tartter, P. I., Steinberg, B., Barron, D. M., Martinelli, G. The prognostic significance of natural killer cytotoxicity in patients with colorectal cancer. Arch. Surg. 122, 1264-1268 (1987).
  16. Fujisawa, T., Yamaguchi, Y. Autologous tumor killing activity as a prognostic factor in primary resected nonsmall cell carcinoma of the lung. Cancer. 79, 474-481 (1997).
  17. Guillot, B., Bessis, D., Dereure, O. Mucocutaneous side effects of antineoplastic chemotherapy. Expert Opin. Drug Saf. 3, 579-587 (2004).
  18. Deehan, D. J., Heys, S. D., Ashby, J., Eremin, O. Interleukin-2 (IL-2) augments host cellular immune reactivity in the perioperative period in patients with malignant disease. Eur. J. Surg. Oncol. 21, 16-22 (1995).
  19. Houvenaeghel, G., et al. Tolerance and feasibility of perioperative treatment with interferon-alpha 2a in advanced cancers. Int. Surg. 82, 165-169 (1997).
  20. Klatte, T., et al. Perioperative immunomodulation with interleukin-2 in patients with renal cell carcinoma: results of a controlled phase II trial. Br. J. Cancer. 95, 1167-1173 (2006).
  21. Oosterling, S. J., et al. Perioperative IFN-alpha to avoid surgically induced immune suppression in colorectal cancer patients. Histol. Histopathol. 21, 753-760 (2006).
  22. Tai, L. H., et al. Perioperative influenza vaccination reduces post-operative metastatic disease by reversing surgery-induced dysfunction in natural killer cells. Clin Cancer Res. , (2013).

Tags

Mouse Tumor ModelSurgical StressPostoperative ImmunosuppressionPerioperative ImmunotherapiesCancer SurgeryMetastatic DiseaseNK Cells4T1 Breast CancerLung MetastasesImmunotherapy

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artículo
Tai, L., Tanese de Souza, C., Sahi, S., Zhang, J., Alkayyal, A. A., Ananth, A. A., Auer, R. A. A Mouse Tumor Model of Surgical Stress to Explore the Mechanisms of Postoperative Immunosuppression and Evaluate Novel Perioperative Immunotherapies. J. Vis. Exp. (85), e51253, doi:10.3791/51253 (2014).
Descargar cita
Reimpresiones y permisos

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image