Construction d’un modèle de xénogreffe orthotopique du cancer du poumon non à petites cellules imitant la progression de la maladie et prédisant les activités médicamenteuses

Résumé

Cette étude présente un modèle orthotopique de cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC) basé sur l’inoculation intrapulmonaire de sphéroïdes multicellulaires de cellules fluorescentes A549-iRFP. Le modèle récapitule les stades cliniques du CPNPC et répond au cisplatine, selon la surveillance dynamique in vivo de la fluorescence à grande longueur d’onde.

Résumé

Le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC) est une maladie hautement létale avec un microenvironnement tumoral complexe et hétérogène. Actuellement, les modèles animaux courants basés sur l’inoculation sous-cutanée de suspensions de cellules cancéreuses ne récapitulent pas le microenvironnement tumoral dans le CPNPC. Nous décrivons ici un modèle murin de xénogreffe orthotopique de cancer du poumon qui utilise l’inoculation intrapulmonaire de sphéroïdes multicellulaires tridimensionnels (MCS). Plus précisément, des cellules CPNPC humaines fluorescentes (A549-iRFP) ont été cultivées dans des microplaques de 96 puits à faible fixation avec du collagène pendant 3 semaines pour former des MCS, qui ont ensuite été inoculées intercostalement dans le poumon gauche de souris nues athymiques pour établir le modèle orthotopique de cancer du poumon.

Par rapport à la lignée cellulaire A549 d’origine, le MCS de la lignée cellulaire A549-iRFP a réagi de la même manière aux médicaments anticancéreux. Le signal fluorescent à longue longueur d’onde des cellules A549-iRFP est fortement corrélé avec les marqueurs communs de la croissance des cellules cancéreuses, notamment le volume des sphéroïdes, la viabilité cellulaire et le niveau de protéines cellulaires, permettant ainsi un suivi dynamique de la croissance du cancer in vivo par imagerie fluorescente. Après l’inoculation chez la souris, la xénogreffe A549-iRFP MCS a progressé de manière fiable à travers des phases ressemblant étroitement aux stades cliniques du CPNPC, y compris l’expansion de la tumeur primaire, l’émergence de tumeurs secondaires voisines et les métastases des cellules cancéreuses au poumon droit controlatéral et aux organes distants. De plus, le modèle a répondu au médicament anticancéreux de référence du poumon, le cisplatine, avec la toxicité attendue et une progression plus lente du cancer. Par conséquent, ce modèle murin de xénogreffe orthotopique de CPNPC servirait de plate-forme pour récapituler la progression de la maladie et faciliter le développement de médicaments anticancéreux potentiels.

Introduction

Parmi tous les troubles oncologiques, le cancer du poumon est non seulement celui qui cause le plus de pertes de vie, mais qui compte également le deuxième plus grand nombre de nouveaux patients chaque année aux États-Unis^. Cette tumeur maligne dévastatrice constitue un obstacle majeur dans les soins de santé modernes, appelant à une compréhension plus approfondie de sa biologie complexe et à des modalités thérapeutiques plus efficaces². Le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC) représente 85 % des cancers du poumon et a tendance à se transformer en tumeurs solides³. L’un des principaux d....

Protocole

L’étude sur les animaux a été réalisée avec l’approbation du Comité institutionnel de protection et d’utilisation des animaux (IACUC) de l’Université du Pacifique (Protocoles sur les animaux 19R10 et 22R10). Huit souris nude athymiques mâles âgées de 5 à 6 semaines, pesant de 20 à 25 g, élevées avec le régime alimentaire pour rongeurs référencé et hébergées dans des conditions exemptes d’agents pathogènes (FPS), ont été utilisées pour la présente étude. Les cages, la litière et l’eau potable ont été autoclavées et changées régulièrement. Un schéma de l’inoculation tumorale chez la souris est illustré à la figure 1. Voir le Tableau....

Discussion

La construction de l’A549-iRFP MCS est une procédure de laboratoire simple et hautement reproductible qui peut être traduite en formation de MCS pour plusieurs lignées cellulaires. Le MCS généré à l’aide de la centrifugation et du collagène présente une structure tumorale plus intégrale et solide en 3-4 jours. Cette méthode assure la formation de sphéroïdes robustes qui conservent leur structure intégrale pendant de longues périodes, généralement 2-3 semaines ou même plus jusqu’à ce que de petits.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
100 µL Glass Syringe	Hamilton	Part/REF #80601
20 G Needle	Thermo Fisher Scientific Inc.	14 826D
96-well Ultra-Low-Attachment Spheroid Microplate	Corning	15-100-173
A549-iRFP	Imanis Life Sciences	CL082-STAN
AIN-93M Mature Rodent Diet	Research Diets, Inc.	D10012M
Athymic Nude Mouse	Charles River Laboratories, Inc.	Strain Code: 490; homozygous
BCA	Pierce	23227
Buprenorphine Hydrochloride	Patterson Veterinary	NDC Number: 42023-179-05
CellTiter-Glo 3D Cell Viability Assay	Promega	G9683
Collagen	Gibco	A1064401
DMEM	Corning	MT10013CV
Fetal Bovine Serum (FBS)	Cytiva HyClone	SH3039603
ImageJ	Open source tool (https://imagej.net/ij/)	N/A
Image Studio	LI-COR	Version 5.2
Isoflurane	Patterson Veterinary	NDC Number: 17033-0091-25
Ketamine	Patterson Veterinary	NDC Number: 50989-0161-06
Microscope	Keyence	Model number: BZ-X710
Matrigel	Corning	CB-40234
Odyssey Infrared Imaging 205 System	LI-COR	Model number: 9140
PBS	Corning	MT21040CV
Pearl Trilogy small animal imaging system	LI-COR	Model number: 9430
Penicillin-Streptomycin	Corning	MT30002CI
Puromycin	Thermo Fisher Scientific Inc.	AAJ67236XF
ReViSP software from MATLAB	Open source tool on Sourceforge (https://sourceforge.net/projects/revisp/)	N/A
Surgical Clips--AutoClip System	Fine Science Tools	12020-00
Xylazine	Patterson Veterinary	NDC Number: 61133-6017-01