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Method Article
Ce protocole décrit l’implantation orthotopique de cellules cancéreuses dérivées de patients dans la paroi du caecum de souris immunodéficientes. Le modèle récapitule la maladie métastatique du cancer colorectal avancé et permet l’évaluation de nouveaux médicaments thérapeutiques dans un scénario cliniquement pertinent de métastases pulmonaires et hépatiques.
Au cours de la dernière décennie, des modèles précliniques plus sophistiqués de cancer colorectal (CCR) ont été établis à l’aide de cellules cancéreuses dérivées de patients et de tumoroïdes 3D. Étant donné que les organoïdes tumoraux dérivés du patient peuvent conserver les caractéristiques de la tumeur d’origine, ces modèles précliniques fiables permettent le dépistage des médicaments anticancéreux et l’étude des mécanismes de résistance aux médicaments. Cependant, la mortalité liée au CCR chez les patients est principalement associée à la présence d’une maladie métastatique. Il est donc essentiel d’évaluer l’efficacité des thérapies anticancéreuses dans des modèles in vivo pertinents qui récapitulent véritablement les principales caractéristiques moléculaires des métastases cancéreuses humaines. Nous avons établi un modèle orthotopique basé sur l’injection de cellules cancéreuses dérivées de patients atteints de CCR directement dans la paroi du caecum de souris. Ces cellules tumorales développent des tumeurs primaires dans le caecum qui métastasent dans le foie et les poumons, ce qui est fréquemment observé chez les patients atteints d’un CCR avancé. Ce modèle murin de CCR peut être utilisé pour évaluer les réponses aux médicaments surveillées par microtomodensitométrie (μCT), une méthode d’imagerie à petite échelle cliniquement pertinente qui permet d’identifier facilement les tumeurs primaires ou les métastases chez les patients. Nous décrivons ici l’intervention chirurgicale et la méthodologie requise pour implanter des cellules cancéreuses dérivées du patient dans la paroi du caecum de souris immunodéficientes.
Le cancer colorectal (CCR) est la deuxième cause de décès par cancer dans le monde1. La capacité de générer des modèles tumoraux in vitro ou in vivo dérivés de cellules tumorales individuelles de patients a fait progresser la médecine de précision en oncologie. Au cours de la dernière décennie, les organoïdes dérivés de patients (PDO) ou les xénogreffes (PDX) ont été utilisés par de nombreux groupes de recherche à travers le monde2. Les AOP sont des structures multicellulaires in vitro qui ressemblent aux caractéristiques du tissu tumoral d’origine et peuvent s’auto-organiser et s’auto-renouveler3. Ces modèles in vitro prometteurs peuvent être utilisés avec succès pour le criblage de médicaments et faciliter la recherche translationnelle. D’autre part, les modèles PDX récapitulent fidèlement le CCR original à tous les niveaux pertinents, de l’histologie aux traits moléculaires et à la réponse aux médicaments 2,4.
In vivo Les modèles PDX sont principalement cultivés sous forme de tumeurs sous-cutanées chez les souris immunodéficientes. Grâce à cette approche, les PDX sont devenus l’étalon-or de la recherche sur le cancer, en particulier pour l’étude de la sensibilité ou de la résistance aux médicaments. Cependant, les décès liés au CCR sont principalement associés à la présence de lésions métastatiques dans le foie, le poumon ou la cavité péritonéale, et aucune des deux approches (PDO ou PDX) ne peut récapituler le cadre clinique avancé. De plus, il a été démontré que le site spécifique de la croissance tumorale détermine des caractéristiques biologiques importantes qui ont un impact sur l’efficacité des médicaments et le pronostic de la maladie2. Par conséquent, il est urgent d’établir des modèles précliniques qui peuvent être utilisés pour évaluer l’efficacité des médicaments anticancéreux dans un contexte métastatique cliniquement pertinent6.
Les tomodensitomètres (μCT) peuvent fonctionner comme des tomodensitomètres cliniques réduits, fournissant une imagerie des tumeurs primaires et des métastases chez la souris à une résolution d’image à l’échelle proportionnelle à celle des images CT des patients atteints de cancer7. Pour contrer le faible contraste des tissus mous de la technique μCT, des agents de contraste iodés radiologiques peuvent être utilisés pour améliorer le contraste et évaluer la charge tumorale. À l’aide d’une approche à double contraste, l’iode par voie orale et intrapéritonéale est administré à des moments différents. Le produit de contraste administré par voie orale aide à définir les limites entre le tissu tumoral et le contenu en caecum à l’intérieur de l’intestin. D’autre part, le produit de contraste administré par voie intrapéritonéale permet d’identifier les limites externes de la masse tumorale, qui se développe fréquemment et envahit le péritoine8.
Le manuscrit décrit un protocole pour effectuer l’implantation orthotopique de cellules cancéreuses dérivées de patients dans la paroi du caecum de souris immunodéficientes, et la méthodologie pour surveiller la croissance tumorale intestinale à l’aide de la tomodensitométrie. Le présent manuscrit montre que le modèle récapitule le scénario clinique des tumeurs intestinales avancées et des maladies métastatiques chez les patients atteints de CCR qui ne peuvent pas être étudiés à l’aide de modèles PDO ou PDXO. Étant donné que les modèles PDX orthotopiques du CCR récapitulent le scénario clinique des patients atteints de CCR, nous concluons qu’ils sont les meilleurs à ce jour pour tester l’efficacité des médicaments antitumoraux dans les tumeurs intestinales avancées et les maladies métastatiques.
Le consentement éclairé écrit de tous les patients a été obtenu. Le projet a été approuvé par le Comité d’éthique de la recherche de l’hôpital universitaire Vall d’Hebron, Barcelone, Espagne (approbation ID : PR(IR)79/2009 PR(AG)114/2014, PR(AG)18/2018). Les échantillons de tissus du côlon humain étaient des biopsies provenant de zones non nécrotiques d’adénocarcinomes primitifs ou de métastases hépatiques, correspondant à des patients atteints de cancer du côlon et du rectum ayant subi une résection tumorale. Les expériences ont été menées conformément à la directive de l’Union européenne sur les soins des animaux (86/609/CEE) et ont été approuvées par le Comité d’éthique de l’expérimentation animale de l’Institut de recherche VHIR-la Vall d’Hébron (ID : 40/08 CEEA, 47/08/10 CEEA et 12/18 CEEA).
REMARQUE : Femelle NOD-SCID (NOD. Des souris CB17-Prkdcscid/NcrCrl) âgées de 8 semaines ont été achetées aux laboratoires Charles River.
1. Dérivation des cellules du patient
2. Injection orthotopique dans le caecum
REMARQUE : La procédure suivante est effectuée sur une paillasse dans une salle exempte d’agents pathogènes spécifiques (SPF) à l’animalerie. Le matériel utilisé est préalablement nettoyé et stérilisé. De plus, il est stérilisé à nouveau dans un stérilisateur portatif entre les individus ou les zones de l’animalerie.
3. Évaluation de la croissance tumorale orthotopique à l’aide de la tomodensitométrie μCT
REMARQUE : La procédure suivante est effectuée dans la plate-forme d’imagerie préclinique (PIP) de l’animalerie.
4. Intervention thérapeutique chez les souris porteuses de tumeurs orthotopiques
Des souris implantées orthotopiquement avec des cellules cancéreuses dérivées de patients ont été surveillées chaque semaine par μCT. À la fin de l’expérience, les animaux ont été euthanasiés. Les intestins, le cèca (Figure 1A,B), le foie, les poumons et toute autre lésion possible ont été recueillis, inclus dans une cassette et fixés avec du formol à 4 % pendant la nuit. Le tissu intestinal d’une souris sans tumeur dans le caecum a été utilisé comm...
Au cours des dernières décennies, de nombreuses nouvelles thérapies anticancéreuses ont été développées et testées chez des patients atteints de différents types de tumeurs, y compris le cancer colorectal (CCR). Bien que des résultats prometteurs dans des modèles précliniques aient été observés dans de nombreux cas, l’efficacité thérapeutique chez les patients atteints d’un CCR métastatique avancé a souvent été limitée. Par conséquent, il y a un besoin urgent de modèles précliniques qui perm...
Aucun.
Nous remercions la Fondation Cellex, le réseau CIBERONC et l’Instituto de Salud Carlos III pour leur soutien. De plus, nous remercions également la plateforme d’imagerie préclinique de l’Institut de recherche Vall d’Hebron (VHIR), où les expériences ont été réalisées.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
REAGENT | |||
Apo-Transferrin | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | T1147-500MG | |
B27 Supplement | Life Technologies S.A (Spain) | 17504044 | |
Chlorhexidine Aqueous Solution 2% | DH MATERIAL MÉDICO, S.L. | 1111696250 | |
Collagenase | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | C0130-500MG | |
D-(+)-Glucose | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | G6152 | |
DMEM /F12 | LIFE TECHNOLOGIES S.A. | 21331-020 | |
DNase I | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | D4263-5VL | |
EGF | PEPRO TECH EC LTD. | AF-100-15-500 µg | |
FGF basic | PEPRO TECH EC LTD. | 100-18B | |
Fungizone | Life Technologies S.A (Spain) | 15290026 | |
Gentamycin | LIFE TECHNOLOGIES S.A. | 15750037 | |
Heparin Sodium Salt | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | H4784-250MG | |
Insulin | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | I9278-5ML | |
Iopamiro | |||
Isoflurane | - | - | |
Kanamycin | LIFE TECHNOLOGIES S.A. | 15160047 | |
L-Glutamine | LIFE TECHNOLOGIES S.A. | 25030032 | |
Matrigel Matrix | CULTEK, S.L.U. | 356235/356234/354234 | |
Metacam, 5 mg/mL | - | - | |
Non-essential amino acids | LIFE TECHNOLOGIES S.A. | 11140035 | |
Nystatin | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | N4014-50MG | |
Pen/Strep | Life Technologies S.A (Spain) | 15140122 | |
Phosphate-buffered saline (PBS), sterile | Labclinics S.A | L0615-500 | |
Progesterone | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | P0130-25G | |
Putrescine | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | P5780-5G | |
RBC Lysis Buffer | Labclinics S.A | 00-4333-57 | |
Sodium Pyruvate | LIFE TECHNOLOGIES S.A. | 11360039 | |
Sodium Selenite | MERCK LIFE SCIENCE S.L.U. | S5261-25G | |
ESSENTIAL SUPPLIES | |||
8 weeks-old NOD.CB17-Prkdcscid/NcrCrl mice | - | - | |
BD Micro-Fine 0.5 ml U 100 needle 0.33 mm (29G) x 12.7 mm | BECTON DICKINSON, S.A.U. | 320926 | |
Blade #24 | - | - | |
Cell Strainer 100 µm | Cultek, SLU | 45352360 | |
Forceps and Surgical scissors | - | - | |
Heating pad | - | - | |
Lacryvisc, 3 mg/g, ophthalmic gel | - | - | |
Surfasafe | - | - | |
Suture PROLENE 5-0 | JOHNSON&JOHNSON S, A. | 8720H | |
EQUIPMENT/SOFTWARE | |||
Quantum FX µCT Imaging system | Perkin Elmer | Perkin Elmer | http://www.perkinelmer.com/es/product/quantum-gx-instrument-120-240-cls140083 |
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