עבודה זו מוגדרות מראש פרוטוקול מתקדם כדי להעריך במדויק את טעינת הגידול על ידי זיהוי של חלבון פלורסנט ירוק אותות biלומינסנציה, כמו גם שילוב של טכניקת גילוי מולקולרי כמותי.
שלוש שליליות סרטן השד (TNBC) הוא סוג של סרטן השד אגרסיבי תת-שם עם אפשרויות טיפוליות מוגבלות. בהשוואה לחולים עם גידולים בשד פחות אגרסיבי, שיעור ההישרדות של 5 שנים של החולים TNBC הוא 77% בשל המאפיינים האופייניים שלהם התרופה עמידים בפני ובעול גרורתי. לקראת סוף זה, מודלים murine הוקמו במטרה לזהות אסטרטגיות טיפוליות הרומן הגבלת צמיחת הגידול TNBC וכפולה גרורתית. עבודה זו מתארת מדריך מעשי עבור מודל TNBC אורתוד2 שם מד א-MB-231 התאים סרטן השד מושעה מטריקס קרום המרתף מושתלים בתוך משטח שומן החלב הרביעי, אשר מחקה היטב את התנהגות התא סרטן בבני אדם. מדידה של גידולים על ידי caliper, גרורות ריאות הערכה דרך vivo ו ex הדמיה vivo, וזיהוי מולקולרי נדונים. מודל זה מספק פלטפורמה מעולה ללמוד יעילות טיפולית והוא מתאים במיוחד לחקר האינטראקציה בין הגידול העיקרי האתרים גרורתית.
כאחד בשמונה נשים בארצות הברית יפתחו סרטן שד פולשני במהלך חייה, ו 10% על 20% של נשים אלה ייאובחנו עם סרטן השד השלילי משולשת שלילית (TNBC) סוג משנה. בעוד נגעים ראשוניים ניתן להסיר בניתוח ברוב המקרים, subetaהמיקרוסטאוסטזיס ו cheof העמדה להפוך אותו מחלה סורר. וחשוב מכך, רוב המטופלים בעלי TNBC גרורתית מתדרדרות בסופו של דבר, גם אם הם עברו טיפול בשלב מוקדם1. כך, סרטן טרוגניות, micrometaאוסטזיס, והתנגדות טיפולית הם שלושה אתגרים עיקריים להגביל את התוצאה הקלינית המוצלחת של חולים TNBC. מכאן, יש צורך דחוף להבין טוב יותר את הרקע המולקולרי פולימריות של TNBC ולפתח סוכנים טיפוליים יעילים המגבילים מחלה גרורתית.
גרורות הגידול הוא תהליך רב שלבים שבו שולט תא הגידול ולחקרת מיקרוסביבה שלה כדי לקדם הפצת משלה באמצעות השפלה קרום העור להימלט מהנגע העיקרי, דרך כניסה לתוך (כלומר, in, הסתגלות) ו לצאת (כלומר, האקסוטרציה) את vasculature ובסופו של דבר ה2 מודלים בעלי חיים פותחו כדי ללמוד גרורות סרטן השד, שבו שתי מתודולוגיות מיושמות בדרך כלל: הזרקה ישירה של זרימת הדם והשרשה אורתוטופית. בדרך כלל שיטות להזרקה ישירה של זרימת הדם כוללים הזרקת וריד הזנב, בעוד גישות אחרות כולל הזרקת לב ישירה3, הזרקת המוח ישירה4, ו הזרקת כבד ישיר5 יש גם מועסק. הזרקת זרימת הדם ישירה מכונה לעתים קרובות מודל גרורות מלאכותי, אשר הוא מהיר וקל אך פחות מבחינה פיזיולוגית מדויק משום שהוא חוסם את הגידול בריחה מן הנגע העיקרי הפגיעה6,7,8. כאשר לעומת מודלים הזרקה ישירה, המודל של סרטן השד אורתוטופית לוקח זמן רב יותר עבור התרחשות של נגעים גרורתית לזיהוי באיברים מרוחקים כגון הריאה, אבל זה רלוונטי יותר מבחינה פיזיולוגית כי זה הדוק באופן מקרוב את תהליך גרורתית רב כפי שהוא מתרחש בבני אדם. חשוב מאוד, מחקר 20139 לעומת הזרקת וריד הזנב מודלים אורתודופית ומצא כי התאים לסרטן השד מוזרק לתוך הווריד הזנב ואת אלה מבודדים נגעים גרורתית ריאה לאחר הזרקת הזנב הציג הדמויות הכללית גנים ביטוי גנטי. לעומת זאת, הפרופיל הגלובלי של ביטוי הגן של תאים אורתולמריחה על סרטן השד היה שונה באופן דרמטי מזו של נגעים גרורתי ריאתי הנובעים תאים אורתולמריחה על הפנים9. תצפיות אלה מרמזות על כך שמודל הנושא מבחינה פיזיולוגית יותר רלוונטי, משום שהנגעים הגרורתית עוברים תהליך בחירה דומה לתהליך רב-השלבים של גרורות כפי שהוא מתרחש בבני אדם.
עבודה זו מתארת סרטן השד אורתוטופית (מד א-מנ-231-לוק/GFP) מודל בעכברים ערומים כי היה אופטימיזציה במעבדה שלנו עבור טכניקות זיהוי הדמיה, כמו גם זיהוי של בדיקות הרומן ופיתוח של סוכני כימותרפיות ייעודיים.
למחקר של TNBC בבעלי חיים, שני מודלים murine פותחו: מד א-MB-231 שד האדם אדנוקרצינומה תאים בעכברים פרוצים החיסונית (כלומר עכברים העירום athymic, העכברים NSG), ואת 4T1 ב החיסונית מוסמך BALB/c עכברים. לשני הדגמים יש את היתרונות שלהם. הבחירה של המודל החי למחקר תלויה ביעדי המחקר. לדוגמה, מד א-MB-231 מודל הוא קו התאים האנושי TNBC גדל בעכברים שנפרצו החיסוני מחקה חיסוני סרטן השד האנושי חולים. מצד שני, הפנוטיפ פולשנית של אורתופפית 4T1 משולשת שלילית מורטין בתאי סרטן השד בעכברים BALB/c מקרוב מחקה את תהליך גרורתי כפי שהוא מתרחש בשלב IV סרטן השד האנושי חולים. בניגוד הגישה להזרקה הזרקת התא, האדם מד א-MB-231 סרטן השד התאים הוזרק באופן דומה לתוך pad שומן של החלב11,12 במודל סרטן השד אורתוטופית11,13. גידול ארוך יותר הגידול ואת היכולת גרורתית רכשה הוא רלוונטי יותר מבחינה פיזיולוגית, ולכן זה לא מלאכותי סרטן גרורתי4,14. כזה מודל גרורות ספונטנית מחקה באופן הדוק התפתחות סרטן השד האנושי למעט בשלב החניכה. זהו מודל חיוני עבור הקרנת תרופות vivo ויעילות טיפולית הערכת סרטן שד גרורתי.
אתר השתלת הגידול בעכבר משחק תפקיד מכריע במתן סביבת מיקרו המקיים צמיחת הגידול ואת הבחירה של פנוטיפ גרוטיפים דומה לזה אשר מתרחשת בבני אדם. הצומת לימפה האבודיים ואת הנוכחות של הרקמה אדיפוז הם גורמים מרכזיים המשפיעים על התקדמות המחלה של סרטן השד15,16. בחולה אנוש, את הלימפה ואת רקמת אדיפוז הם שני גורמים מרכזיים אינטראקציה המשפיעים על ממאירות ושכיחות של סרטן השד17,18,19. כך, הבחירה של המיקום האנטומי הנכון לאתר ההזרקה יכול להשפיע מאוד על הרלוונטיות של מודל הגידול לעומת המחלה האנושית. מחקר זה השתמש בבלוטת החלב הרביעית כאתר ההשתלה בעיקר בשל הדרישות הנ ל והוא נגיש יותר מבחינה אנטומית ויותר קל לתמרן.
שיטות חישוב שונות של נפח הגידול זמינים, וחוקר יכול לבחור כל מה שהם רואים להתאים. האלגוריתם שנבחר עבור מחקר זה מבוסס על הממצאים על ידי פאוסטינו-רושה ואח ‘, מי השווה את הגידול שונה החישוב הנוסחאות והסיק כי הנוסחה להלן היא המדויקת ביותר20.
מטריצת ממברנה מטריקס היא מטריצה מתוך מספר חשוב בשימוש שונים בתוך מבחנה21 ו vivo22,23 assays. ישנם דיווחים סותר22,24,25 לגבי ההשפעה של מטריקס קרום המרתף על ממאירות מבע. זה נראה רק משפיע על הקמתה הראשונית של מבע ואין לו השפעה נוספת על צמיחה מבע25. עבור ההשתלה מבע תיאר, מטריקס קרום המרתף היה מעורבב עם תאים סרטניים כדי להגדיל את התא/ג’ל ערבוב צמיגות פתרון לפני השרשה. הנוכחות של מטריקס קרום המרתף מפחית את אובדן הפתרון לערבב מהאתר ההזרקה ושומר את הפתרון ערבוב באתר ההשתלה, ובכך להגדיל את אחידות של נפח מבע מושתל.
קו מד א-MB-231 התאים הוא שד ממאיר המונצח האדם קו התאים אדנוקרצינומה והוא כלי פופולרי בחקר סרטן השד בגלל מעמד משולשת שלילי שלה. השימוש כתבים כפולים (לוציפראז ו-GFP) קו התא מאפשר גמישות רבה יותר בטיפול ב vivo ולשעבר הדמיה vivo. הוא מבוסס היטב כי האות biלומינסנציה בעלת רגישות גבוהה יותר, הפחתת עומק, וניגודיות מעולה (יחס אות לרעש) מאשר אותות GFP. בגלל זה, זה הדמיה בשימוש נרחב מודאליות עבור דימות גוף שלם. למרבה הצער, גילוי ביולומינסנציה מוגבל על ידי חלון זמן צר (~ 15-20 דקות לאחר הזרקת לוצין) שבמהלכו זיהוי האותות הוא ליניארי. האות בלי הקשר פוחתת במהירות. כאשר החיות מורדמים זה הופך בעיה בעיצוב ניסיוני אם עכברים רבים צריכים להיות מורדמים לקצור מספר רקמות או איברים נדרש. במחקרים אלה, הדם נקצרו על ידי ניקוב לב ישיר, המוח, הגידול העיקרי, הריאות, וצומת לימפה מושפע נבדקו ב 40 עכברים. בזמן שהאיברים נקצרו ומוכנים לדימות vivo ex, האות הביולומינסאלי היה בלתי ניתן לאיתור. לכן, זיהוי GFP מתאים יותר במצבים אלה. פליטת האות GFP היא בטווח הנראה, ובאורכי גל אלה, קליטת אותות עקב דם (כלומר, המוגלובין) הוא גבוה באופן משמעותי. כמו כן, פלואורסצנטית אוטומטי בטווח הגלוי בשל NADH, שאיבת שומן, ו פלזינים תוצאות ברקע משמעותי שמקשה על ההבחנה בין אות GFP ברמה נמוכה ורקע בלתי מבוקר. שימוש בגישה להדמיה רב ספקטראלית במקום הדמיה מסורתית של זוג מסננים ושימוש באלגוריתמים שאינם מתערבבים, מסייעים בזיהוי אות GFP אמיתי באיבר העניין. מכאן, על ידי שילוב העוצמות של הדמיה biלומינסנציה בגוף כולו בזיהוי vivo והדמיה GFP רב לשעבר בvivo איברים/רקמה הערכות, הנתונים הניתנים לכימות ניתן להגדיל בתוך קבוצה גדולה של עכברים.
לא משנה איזו גישה נבחרה עבור מחקר בעלי חיים, חילוץ כל הדם לפני אחזור איברים/רקמות מומלץ מאוד, במיוחד עבור מחקרים המכוונים את הנטל הגרורתי. פרוטוקול זה מזהה אותות GFP מדגימות הדם כולו שהתקבלו מן העכברים (נתונים לא מוצגים) במודל סרטן השד אורתובנושא על ידי PCR בזמן אמת assays. מזעור נפח הדם באיברים/רקמות תפחית את האות חיובי שווא באברי היעד.
לסיכום, המודל של סרטן השד אורתוטופית באמצעות התאים מד א-בנפח-230-לוק/GFP הוא דגם בעל החיים הרלוונטי ביותר המחקה את מצב החולה של האדם TNBC. מודל זה חיוני ללמידה, ניטור, והערכת יעילות טיפולית בסביבה מיקרוסביבתית של הגידול הדומה לבני האדם. השימוש של שורות תא כפול הכתב עוד מגביר את המעשיות של מודל זה הסרטן השד אורתובנושא.
The authors have nothing to disclose.
המחברים רוצים להכיר בתמיכה על ידי תוכנית המחקר הפנים של המכון הלאומי לבריאות, המכון הלאומי לסרטן, בת MD, סרטן התוכנית דלקת, והמעבדה פרדריק הלאומי-תוכנית קטנה בעלי חיים הדמיה, המחקר הביו-רפואי של ליידוס, פרדריק מרילנד, ארה ב.
Bouins Solution | Sigma | HT10132-1L | Lung metastatic nodule staining |
D-Luciferin, Potassium Salt | GoldBio | LUCK-1G | Luciferase substrate |
DNAzol | ThermoFisher | 10503027 | DNA extraction Kit |
Excel | Microsoft | Spreadsheet software | |
homogenizer | Virtis | Cyclone Virtishear | For tissue homogenization |
IVIS SPECTRUM scanner | Perkin Elmer | fluorescence and BLI imaging system | |
Maestro GNIR-FLEX fluorescence scanner | Perkin Elmer | fluorescence imaging system | |
MatriGel Matrix | Corning | 356234 | Store at -20C and keep old (4 C) when in use. |
MDA-MB-231 / Luciferase-2A-GFP Stable Cell Line | GenTarget | SC044 | Dual Reporter human breast cancer cell line |
Microscope | ThermoFisher | EVOS | histology image capture |
Phosphate-Buffered Saline | ThermoFisher | 10010049 | rinse buffer |
Primer3 | MIT | Primer Design | |
Prism | GraphPad | Statistical Analysis Software | |
Puromycin | ThermoFisher | A1113803 | Antibiotics |
RPMI 1640 media | ThermoFisher | 61870127 | Culture media |
SeniFAST SYBR Lo-ROX kit | Bioline | BIO-94020 | Fast Real-Time PCR Reagent |
StepOne Plus Real-Time PCR system | ThermoFisher | Real-Time PCR machine |