La technique établie pour inoculer des xénogreffes invasifs primaires de cancer de la vessie orthotopique nécessite une laparotomie et de mobilisation de la vessie. Cette procédure inflige une morbidité importante sur les souris, est techniquement difficile et de longue haleine. Nous avons donc développé une haute précision, approche percutanée utilisant un guidage échographique.
Xénogreffes de cancer de la vessie orthotopique sont l'étalon-or pour étudier manipulations cellulaires moléculaires et de nouveaux agents thérapeutiques in vivo. Des lignées cellulaires appropriées sont inoculés soit par instillation intravésicale (modèle de croissance invasive non musculaire) ou par injection intra-muros dans la paroi de la vessie (modèle de croissance invasive). Les deux procédures sont complexes et très chronophage. En outre, le modèle superficiel a ses défauts dus à l'absence de lignées cellulaires qui sont tumorigènes instillation de ce qui suit. Injection intra-muros, d'autre part, est marquée par le caractère invasif de la procédure et la morbidité associée à la souris hôte.
Avec ces lacunes à l'esprit, nous avons modifié les méthodes précédentes de développer une approche minimalement invasive pour la création de xénogreffes de cancer de la vessie orthotopique. Utilisation échographie nous avons effectué avec succès inoculation percutanée des lignées cellulaires de cancer de la vessie UM-UC1, UM-UC3 et UM-UC13 dans 50 nu athymiques. Nous avons pu démontrer que cette approche est temps efficace, précise et sûre. Avec cette technique, d'abord un espace est créé sous la muqueuse de la vessie avec du PBS, et les cellules tumorales sont ensuite injecté dans cet espace, dans une deuxième étape. La croissance tumorale est surveillée à intervalles réguliers avec l'imagerie par bioluminescence et les ultrasons. Les volumes tumoraux moyens ont augmenté de façon constante dans tout, mais l'un de nos 50 souris sur la période d'étude.
Dans notre institution, cette nouvelle approche, qui permet de xénogreffe de cancer de la vessie inoculation de manière mini-invasive, rapide et très précis, a remplacé le modèle traditionnel.
recherche sur le cancer est tributaire des modèles animaux de cancer humain utilisant des lignées cellulaires dérivées de tumeurs de patients afin d'approfondir notre compréhension de la biologie de la tumeur. Pour l'analyse in vivo de la croissance des sous différentes stratégies de traitement des modèles de cancer de la vessie murin orthotopique restent l'étalon de référence de 1,2. L'inoculation des cellules cancéreuses de la vessie humaines chez des souris immunodéprimées (modèle de xénogreffe) repose sur l'instillation intravésicale ("modèle intravésicale") 3,4,5 ou injection directe dans la paroi de la vessie ("modèle intra-muros") 6,7. Les deux techniques peuvent également être effectuées sur des rats 8,9.
Instillation intravésicale induit la formation de tumeurs sur la surface urothéliale de la vessie, qui sont susceptibles d'être ensuite instillation intravésicale ultérieure de nouveaux agents thérapeutiques. Toutefois, le nombre de lignées cellulaires qui sont de façon fiable lorsque tumorigène envoyé par cette méthode est limitée d'uned l'une de ces lignées cellulaires, KU7, a récemment été démontré que les cellules HeLa 4,10. Instillation intravésicale est également beaucoup de temps en raison des temps de séjour nécessaires, et il induit souvent la croissance tumorale dans les éléments adjacents de l'appareil urinaire, y compris l'urètre, l'uretère et bassinet 11. En outre, instillation intravésicale conduit souvent à la croissance de la tumeur sur le plancher de la vessie, où les uretères pénètrent dans la vessie, et cela peut provoquer une obstruction des voies supérieure et une insuffisance rénale concomitante.
Xénogreffes de cancer de la vessie invasifs primaires qui sont appropriées pour des traitements systémiques sont créées par l'injection directe de cellules tumorales dans la paroi de la vessie 12. Bien que de nombreuses lignées cellulaires croissent convenablement dans ce modèle, la limitation est le pouvoir envahissant du modèle relative à la nécessité d'une incision abdominale 13. Le modèle est également difficile à apprendre en raison de la difficulté technique de l'injection de cellules précisément dans la paroi du musclede la vessie.
Une nouvelle approche pour établir des xénogreffes primaires orthotopiques de cancer invasif de la vessie chez les souris a été développé dans notre département afin de combler les lacunes existantes du «modèle intra-muros". Nous avons été en mesure d'optimiser l'injection percutanée guidée par ultrasons des cellules du cancer de la vessie dans la paroi antérieure de la vessie résultant de cette nouvelle technique de remplacer avec succès le modèle établi invasive. En outre, nous avons potentiellement accroître la précision et la reproductibilité du "modèle intra-muros".
Presque toutes les grandes avancées dans le traitement du cancer, il faudra des tests dans des modèles animaux avant d'entamer les essais cliniques. Des modèles animaux de cancer sont des outils indispensables qui permettent aux chercheurs d'étudier la biologie des tumeurs in vivo. Modèles de xénogreffe orthotopique restent la norme de l'or 1,2 et continuent d'offrir le plus de flexibilité (en termes de sélection de lignées cellulaires) et ont la plus grande utilité pratique.
La procédure illustrée est une modification peu invasive du modèle orthotopique décrit précédemment par Dinney et al. 12 Nous avons établi des tumeurs de xénogreffes par injection percutanée guidée par ultrasons de trois lignées cellulaires différentes avec un taux de réussite de 100% technique. Pendant un suivi continu, 98% des souris a démontré l'augmentation constante du volume de la tumeur.
En effectuant une technique mini-invasive, nous avons pu tenir compte des limites existantes du modèle intra-muros. Outre respection du bien-être animal, le caractère invasif réduit de cette procédure contribue également à la reproductibilité des expériences in vivo en diminuant le nombre de complications chirurgicales. Il est très efficace pour éviter les temps d'une laparotomie abdominale et le besoin associé à la fermeture de la plaie. Nous avons réussi à diminuer de manière significative le temps de la procédure par animal à 3,4 min (± 1,6). Cependant, le principal avantage de notre nouvelle approche est sa précision. Haute résolution échographie permet de visualiser l'espace créé par l'injection de solution saline sous la muqueuse de la paroi de la vessie. Cette première étape d'injection facilite l'injection de cellules tumorales dans une deuxième étape, et minimise le risque de renversement de la cellule tumorale. Cela contraste avec la technique de l'injection intra-muros après laparotomie, où il est impossible de visualiser le placement de l'aiguille et il ya toujours un élément d'incertitude quant à la profondeur exacte de l'injection. En outre, comme nous l'inoculation des cellules tumorales strictement dans la paroi de la vessie antérieure, growt de tumeurh sur la paroi postérieure de la vessie est évitée. Par la suite, le taux de complications obstructives raison de la croissance de la tumeur à proximité des orifices urétéraux est extrêmement rare. Cet effet permet d'accompagnement des périodes de croissance et de traitement plus longues.
La principale limitation de l'inoculation de la tumeur guidée par échographie est la nécessité d'un équipement technique adéquat. Par conséquent, la performance de cette procédure sera probablement limité à des centres qui sont spécialisés dans des modèles animaux de cancer humain. Cela devrait encourager les collaborations entre les groupes de recherche en dehors de ces institutions et les groupes ayant une expertise dans ce roman modélisation animale.
Bien que dépendant de familiarité avec l'imagerie par ultrasons et une certaine dextérité manuelle, ce modèle est facile à apprendre sur instruction compétent. L'étape clé dans le procédé est la création d'une sous-muqueuse de l'espace artificiel dans la paroi de la vessie avec une solution saline. Une fois cet espace est créé sans perforation of la couche muqueuse, il reste stable pendant plusieurs minutes. L'orientation de la seconde aiguille dans cet espace afin d'inoculer les cellules tumorales est relativement simple. La principale complication lors de la création de l'espace sous-muqueux est la perforation de l'aiguille dans la lumière de la vessie. La création d'un espace sous-muqueux, reste cependant réalisable. L'aiguille doit être retirée lentement dans la paroi de la vessie et de la solution saline injectée juste au moment où la couche muqueuse renversent la pointe de l'aiguille. Après cette manoeuvre l'espace sous-muqueux est moins stable (solution saline va échapper à la lumière à l'intérieur de la vessie 30 à 60 sec) et l'injection de cellules tumorales doit être effectué rapidement. Déversement de cellules tumorales dans la lumière de la vessie peut se produire dans ces cas avec la perforation de la muqueuse. Bien que la perte de cellules tumorales à partir de l'espace intra-muros pourrait conduire à une diminution de volume de la tumeur au cours du suivi, nous n'avons jamais observé de captation tumorale intravésicale.
Un autre c potentielomplication est le déversement des cellules tumorales dans la cavité péritonéale à travers le canal d'injection. Nous avons observé une seule diffusion des cellules tumorales par voie intrapéritonéale à 50 animaux, et cela s'est produit dans l'un de nos premiers essais. On attribue ceci à l'injection d'un volume trop important de la suspension de cellules tumorales. Ceci a été corroboré par le fait que la réduction du volume de 50 à 40 ul a donné lieu à aucune autre fuite intrapéritonéale.
Cette inoculation minimalement invasive de souris orthotopique xénogreffe de cancer de la vessie représente une modification innovatrice du «modèle intra-muros" existant, bénéficiant à la fois l'enquêteur et les animaux aussi. Les avantages de ce modèle d'encourager son adaptation à d'autres organes tels que les reins, de la prostate et du foie afin d'établir des tumeurs de xénogreffe orthotopique de manière mini-invasive.
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs tiennent à remercier Eliana Beraldi pour effectuer la transduction virale des lignées cellulaires tumorales et Ben Deeley pour son instruction sur l'utilisation de la petite plate-forme d'imagerie par ultrasons des animaux.
Ce projet a été soutenu par le système Fondation allemande (DFG; juge 2117/1-1: 1), l'Institut de recherche de la Société canadienne du cancer et une Scientist Award du mentorat des médecins de l'Institut de recherche en santé Vancouver Coastal. La plate-forme d'imagerie par ultrasons a été financée par la Fondation canadienne pour l'innovation.
Chlorhexidine gluconate (2%) | Aplicare | 82-319 | |
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) | Thermo Scientific | SH3008101 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Thermo Scientific | SH3007103 | |
Matrigel | BD Bioscience | 356234 | Keep between 2-4⁰C |
Isoflurane | Baxter Corporation | 402-069-02 | |
Trypsin (0.25%) | Thermo Scientific | SH3004202 | |
Syringe (1ml) | BD Bioscience | 309659 | |
Hypodermic needle (30G; ¾ inch) | Kendall | 830340 | |
Angiocatheter (24G) | BD Bioscience | 381112 | |
Vevo 770 small animal imaging platform | VisualSonics | ||
RMV 706 ultrasound scanhead | VisualSonics | ||
IVIS Lumina III | Caliper Life Science |