Implantation et suivi par PET/CT d'un modèle orthotopic du mésothéliome pleural humain chez les souris athymiques
Summary
Cet article décrit la génération d’un modèle orthotopic de souris du mésothéliome pleural humain par l’implantation des cellules de mésothéliome de H2052/484 dans la cavité pleurale des souris athymiques immunocompromised. La surveillance longitudinale du développement des tumeurs intrapleural a été évaluée par la tomographie multimodal non-invasive[18F]-2-fluoro-2-deoxy-deoxy-D-glucose positron et la formation image de tomographie calculée.
Abstract
Le mésothéliome pleural malin (MPM) est une tumeur rare et agressive surgissant dans le mésothélium qui couvre les poumons, le coeur, et la cavité thoracique. Le développement de MPM est principalement associé à l’amiante. Les traitements n’assurent qu’une survie modeste puisque la moyenne médiane de survie est de 9 à 18 mois à partir du moment du diagnostic. Par conséquent, des traitements plus efficaces doivent être identifiés. La plupart des données décrivant de nouvelles cibles thérapeutiques ont été obtenues à partir d’expériences in vitro et doivent être validées dans des modèles précliniques in vivo fiables. Cet article décrit un tel modèle orthotopic fiable de MPM obtenu après injection d’une ligne humaine de cellules de MPM H2052/484 dans la cavité pleurale des souris athymiques immunodeficient. La transplantation dans le site orthotopic permet d’étudier la progression de la tumeur dans l’environnement naturel in vivo. La tomographie par émission de positrons/tomographie calculée (TEP/TC) imagerie moléculaire utilisant le radiotracer clinique [18F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose ([18F]FDG) est la méthode de diagnostic de choix pour l’examen des patients atteints de MPM. En conséquence, [18F]FDG-PET/CT a été employé pour surveiller longitudinalement la progression de la maladie du modèle orthotopic de H2052/484. Cette technique a un potentiel 3R élevé(Réduquant le nombre d’animaux, Refine pour diminuer la douleur et l’inconfort, et Replace expérimentation animale avec des alternatives) puisque le développement de la tumeur peut être surveillé non-invasivement et le nombre d’animaux requis pourrait être considérablement réduite.
Ce modèle affiche un taux de développement élevé, une croissance tumorale rapide, est rentable et permet une traduction clinique rapide. En utilisant ce modèle orthotopic de xénogreffe MPM, les chercheurs peuvent évaluer des réponses biologiques d’un modèle fiable de MPM suivant des interventions thérapeutiques.
Introduction
Le mésothéliome pleural malin (MPM) est un cancer le plus souvent associé à l’exposition aux fibres d’amiante1,2,3. Bien que l’amiante a été interdit dans la plupart des pays occidentaux4,5,6, l’incidence de MPM est encore en augmentation de7,8. Récemment, l’exposition des souris aux nanotubes de carbone suggère qu’ils peuvent entraîner un risque important pour la santé chez l’homme9,10. Les données suggèrent que l’exposition à ces produits puisse induire l’inflammation chronique et les changements moléculaires (par exemple, perte des voies de tumeur-suppresseur) qui sous-tendent la progression au mésothéliome malin. À l’heure actuelle, les nanotubes de carbone multimurs sont l’un des produits les plus importants de la nanotechnologie et sont de plus en plus incorporés dans divers produits tels que les composites, les matériaux de stockage d’énergie, la médecine, l’électronique et les matériaux d’assainissement de l’environnement.
MPM est un cancer avec le pronostic pauvre, et la plupart des patients meurent dans les deux ans après diagnostic dû à une efficacité limitée des modalités actuelles de traitement11. Le choix du traitement pour MPM dépend du stade du cancer. Pour la plupart des MPM à un stade précoce (stade 1 et peut-être quelques tumeurs de stade 2 ou 3), l’approche clinique est une thérapie multimodale comprenant la résection chirurgicale des tumeurs, associée à la radiothérapie et à la chimiothérapie12. Une chimiothérapie combinée avec le cisplatine et le pemetrexed est indiquée pour le traitement de la plupart des patients diagnostiqués avec la maladie localement invasive avancée, qui n’est pas favorable à la résection chirurgicale, ou qui autrement ne sont pas des candidats pour la chirurgie curative13,14. Il est donc urgent de développer des traitements plus efficaces pour les patients atteints de MPM. Cependant, il y a peu de modèles animaux in vivo validés qui reflètent la pertinence clinique de MPM. Plusieurs modèles murine MPM ont été développés, mais la plupart d’entre eux ne récapitulent pas fidèlement les aspects complexes de la tumeur MPM microenvironnement15,16,17,18. L’utilisation de MPM induite par l’amiante chez la souris, les modèles de souris Génétiquement modifiés ou les modèles de transplantation syngénique des lignées cellulaires murines mpm sont limités par des différences phénotypiques et fonctionnelles fondamentales et, par conséquent, traduisent mal de nouvelles découvertes à la clinique. D’autres modèles précliniques de MPM murine s’appuient principalement sur les xénogreffes sous-cutanées ou péritonéales des lignées cellulaires humaines chez les souris immunodéficientes. Bien que ces modèles soient faciles à surveiller et à fournir des données fondamentales, le microenvironnement de ces xénogreffes n’est pas comparable aux tumeurs humaines qui altèrent la puissance translationnelle de la plupart de ces études précliniques17,19. Inversement, les xénogreffes orthopiques reflètent mieux le comportement et la réponse de tumeur patiente au traitement car ils sont entourés d’un microenvironnement semblable à celui trouvé dans le site de tumeur original16.
L’imagerie moléculaire par [18F]FDG-PET/CT est la méthode de choix pour surveiller longitudinalement la progression de la maladie chez les patients atteints de MPM20,21. Par conséquent, le recours à cette méthode d’imagerie non invasive favorise grandement la traduction des études précliniques aux essais cliniques16,22. En outre, il contribue à réduire le nombre requis d’animaux car chaque animal représente son propre contrôle dans le temps.
Dans cet article, nous présentons un modèle orthotopic fiable de xénograft MPM obtenu après injection de la ligne humaine de cellules de MPM H2052/484 dans la cavité pleurale des souris athymiques. Couplé à [18F]FDG-PET/CT imaging, ce modèle est une méthode précieuse et reproductible pour étudier les effets fonctionnels et mécanistes de nouvelles stratégies diagnostiques et traitements pour la MPM humaine.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cet article décrit un modèle orthotopic original des cellules de MPM H2052/484 injectées dans la cavité pleurale des souris athymiques et une méthode de surveillance par la formation image de PET/CT de petit animal. Ce modèle peut être mis en œuvre avec des compétences modérées de manipulation et de chirurgie des animaux et affiche un très bon taux de développement. Il permet une grande fenêtre expérimentale d’environ 10 semaines chez les souris non traitées et la détection longitudinale non invasive des…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette recherche a été financée par la Ligue Genevoise contre le Cancer (à V.S.-B.) et par le Centre d’Imagerie Biomédicale (CIBM) des Universités et Hôpitaux de Genève et Lausanne (à D.J.C., O.B. et S.G.).
Materials
| 3-mice bed | Minerve | bed for mice imaging | |
| Athymic Nude-Foxn1n nu/nu | Envigo, Huntingdon, UK | 6907F | immunodeficient mouse |
| Betadine | Mundipharma Medical Company, CH | 111131 | polyvidone iodine solution |
| Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (DPBS) | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 14190094 | Buffer for cell culture |
| Fetal bovine serum (FBS) | PAA Laboratories, Pasching, Austria | A15-101 | cell culture medium supplement |
| Insulin syringes | BD Biosciences, San Jose, CA, USA | 324826 | syringe for cell injection |
| Penicillin/Streptomycin | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 15140122 | antibiotics for cell culture medium |
| RPMI 1640 | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 61870010 | basal cell culture medium |
| Temgesic (Buprenorphin 0.3 mg/mL) | Alloga SA, CH | 700320 | opioid analgesic product |
| Triumph PET/SPECT/CT | Trifoil, Chatsworth, CA, USA | imaging equipment | |
| Trypsin | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 25050014 | enzymatic cell dissociation buffer |
| Virkon S 2% | Milian, Vernier, CH | 972472 | disinfectant |
| Vivoquant | Invicro, Boston, MA, USA |
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