Un abonnement à JoVE est nécessaire pour voir ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre essai gratuit.
Method Article
Le manuscrit décrit une méthodologie pour l’établissement ainsi que le suivi longitudinal de la croissance des métastases pulmonaires spontanées à partir de tumeurs mammaires injectées orthotopiquement, susceptible d’intervention à tous les stades de la cascade métastatique.
Les métastases restent la principale cause de décès lié au cancer. La succession d’événements qui caractérisent la cascade métastatique présente de multiples possibilités d’intervention thérapeutique, et la capacité de les modéliser avec précision chez la souris est essentielle pour évaluer leurs effets. Ici, un protocole étape par étape est présenté pour l’établissement de tumeurs mammaires primaires orthotopiques et le suivi ultérieur de l’établissement et de la croissance des lésions métastatiques dans le poumon à l’aide de l’imagerie de bioluminescence in vivo . Cette méthodologie permet d’évaluer le traitement ou ses effets biologiques tout au long de la gamme du développement métastatique, de l’échappement de la tumeur primaire à l’excroissance dans les poumons. Des tumeurs orthotopiques du sein sont générées chez la souris par l’injection d’une suspension cellulaire marquée à la luciférase dans la 4e glande mammaire. Les tumeurs sont laissées se développer et se disséminer pendant une durée déterminée, puis sont réséquées chirurgicalement. Lors de la résection, des métastases pulmonaires spontanées sont détectées et la croissance au fil du temps est surveillée à l’aide de l’imagerie de bioluminescence in vivo . Au point final expérimental souhaité, le tissu pulmonaire peut être prélevé pour une analyse en aval. Le traitement des métastases établies et cliniquement évidentes est essentiel pour améliorer les résultats pour les patients atteints d’un cancer de stade IV, et il peut être évalué à l’aide de modèles expérimentaux de métastases pulmonaires expérimentales dans la veine de la queue. Cependant, la dissémination métastatique se produit tôt dans le cancer du sein, et de nombreuses patientes ont une maladie disséminée latente et subclinique après la chirurgie. L’utilisation de modèles spontanés tels que celui-ci offre la possibilité d’étudier tout le spectre de la maladie, en particulier les effets systémiques induits par le traitement de la tumeur primaire, tels que l’amorçage de niche pré-métastatique, et d’évaluer les traitements sur les maladies dormantes et subcliniques après la chirurgie.
Les métastases - la propagation des cellules cancéreuses de la tumeur primaire à d’autres parties du corps - restent la cause de décès chez plus de 90% des patients atteints de cancer. Ce processus est complexe, impliquant la migration des cellules tumorales hors de la tumeur primitive et l’intravasation dans la circulation, la survie dans le sang, l’extravasation et la survie dans l’organe cible, la ré-instauration de l’état prolifératif et l’excroissance1. Des modèles de cancer murin spontanés et transplantables ont été utilisés pour étudier les stades précoces ou tardifs des métastases, chacun présentant ses propres avantages et inconvénients, qui ont été discutés en détail 2,3,4.
Contrairement à ce que l’on pensait auparavant, les cellules tumorales abandonnent la tumeur primaire à des stades précoces du développement tumoral, restant parfois dormantes dans des tissus éloignés pendant ce qui peut être de longues périodes de temps 5,6,7,8. De plus, il existe de plus en plus de preuves des effets systémiques importants de la tumeur primaire sur l’issue de la maladie, souvent manifestés par la sécrétion de facteurs solubles et d’exosomes qui conditionnent le sol métastatique ou stimulent la fonte musculaire pendant la cachexie 9,10,11,12. Pour ces raisons, la modélisation de la durée du processus métastatique en présence initiale de la tumeur primaire est devenue essentielle pour parvenir à une compréhension plus complète de la biologie à l’origine de ces processus et tester de nouvelles interventions potentielles visant à perturber ou à retarder le processus.
Dans ce travail, un protocole est décrit pour quantifier les métastases pulmonaires survenant spontanément à partir de lignées cellulaires traçables injectées orthotopiquement dans la glande mammaire, un processus qui modélise toutes les étapes ci-dessus dans la cascade métastatique. Les modèles transplantables de métastases sont connus pour être plus représentatifs des métastases humaines par rapport aux modèles de cancer spontanés et génétiques, améliorant ainsi la traduisibilité clinique2. De plus, ce protocole utilise l’imagerie par bioluminescence pour étudier la croissance et la progression des métastases pulmonaires spontanées des tumeurs mammaires primaires en temps réel chez les animaux vivants, améliorant ainsi l’efficacité par rapport aux évaluations plus traditionnelles basées sur l’histologie de la dissémination métastatique. Ce protocole comprend également l’évaluation des métastases spontanées après l’ablation chirurgicale de la tumeur primaire, ce qui est à la fois cliniquement pertinent et permet aux chercheurs d’étudier l’effet d’une maladie résiduelle minime sur le processus métastatique. Enfin, l’utilisation de souris immunocompétentes confère l’avantage de permettre à un système immunitaire intact de façonner le processus métastatique, comme c’est le cas en biologie humaine 10,11.
Toutes les procédures et tous les protocoles pour les animaux décrits ici ont été approuvés par le comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de l’Université du Commonwealth de Virginie.
1. Préparation des cellules pour l’injection
2. Injections de coussinets adipeux mammaires
REMARQUE : Le protocole actuel peut être utilisé avec n’importe quelle souche de souris, mais compte tenu de notre intérêt pour le microenvironnement immunitaire, nous utilisons des souris C57BL6. Les souris vierges femelles âgées de 6 à 8 semaines sont généralement utilisées pour les études sur le cancer du sein, car la parité améliore les processus de tumorigenèse.
3. Résections tumorales
4. Quantification in vivo des métastases pulmonaires spontanées
5. Prélèvement de tissus pulmonaires pour analyse histologique
REMARQUE : Les animaux peuvent être sacrifiés comme décrit ci-dessous à n’importe quel moment expérimental ou lorsque les animaux répondent aux critères de sacrifice sans cruauté, conformément aux directives de l’IACUC spécifiques à l’établissement. D’après notre expérience, les souris atteignent le point final humain environ 21 à 28 jours après la résection des tumeurs primaires.
L’injection orthotopique de lignées cellulaires cancéreuses de souris dans le 4e coussinet adipeux mammaire de souris est une procédure reproductible et fiable pour induire des tumeurs primaires de souris. En utilisant la lignée cellulaire EO771 transduite avec la luciférase dans les conditions décrites dans ce protocole, les tumeurs primaires deviennent palpables et peuvent être mesurées à l’aide d’un pied à coulisse environ 7 jours après l’injection et atteignent un ...
À mesure que la nature précoce de la dissémination métastatique et les effets systémiques du cancer sont de plus en plus reconnus, le besoin de modèles dans lesquels ces deux facteurs critiques sont pris en compte devient une nécessité. Ce protocole permet aux chercheurs de surveiller une maladie résiduelle minimale et une croissance spontanée de métastases pulmonaires à partir de tumeurs mammaires primaires, en tenant compte des effets systémiques du cancer qui influencent ...
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Les travaux dans le laboratoire de Bos sont soutenus par la Fondation Susan G. Komen (CCR18548205 P.D.B.), LA V Foundation (V2018-22 P.D.B.) et l’American Cancer Society (RSG-21-100-01-IBCD P.D.B.)
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.25% Trypsin/EDTA | Hyclone | SH30042.01 | |
1.5ml microcentrifuge tubes | USA Scientific | 1615-5500 | |
10% povidone-iodine solution | Medline | MDS093906 | |
15ml centrifuge tubes | VWR | 89039-666 | |
1X PBS | Hyclone | SH30256.01 | |
28G 0.5ml U-100 Insulin Syringe | BD Biosciences | 329461 | |
Amphotericin B | Gemini Bio-products | 400-104 | |
Cautery Kit | Braintree Scientific | DEL2 | |
D-Luciferin Potassium | SydLabs | MB102 | |
Ethanol | Koptec | V1001 | |
Fetal Bovine Serum | R&D Systems | S11150H | |
Forceps | Fisherbrand | 16-100-110 | |
Growth factor-reduced Matrigel | Corning | 354230 | |
Isoflurane | Covetus | 29405 | |
IVIS Spectrum 200 | Perkin Elmer | 124262 | |
Meloxicam (2mg/ml) | Zoopharm LLC | N/A | By veterinary prescription |
Penicillin/Streptomycin | Gemini Bio-products | 400-109 | |
RPMI1640 | Hyclone | SH30027.01 | |
Scissors | Miltex | 5-300 | |
Silk sutures | Braintree Scientific | SUT-S 103 | |
Surgical staples | Reflex7 | 203-1000 | |
Trypan Blue | Gibco | 15250-061 |
Demande d’autorisation pour utiliser le texte ou les figures de cet article JoVE
Demande d’autorisationThis article has been published
Video Coming Soon