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Method Article
* Questi autori hanno contribuito in egual misura
Gli organoidi generati dai tumori dei pazienti vengono iniettati ortotopicamente nel fegato del topo. La resezione del tessuto epatico non tumorale porta a un ambiente rigenerativo nel tessuto epatico in cui si trova il tumore.
La recidiva rappresenta una sfida notevole dopo il trattamento del carcinoma epatocellulare (HCC), con un impatto su oltre il 70% dei pazienti sottoposti a resezione chirurgica. La recidiva deriva da micrometastasi non rilevate o da un cancro de novo , potenzialmente innescato dalla rigenerazione epatica post-chirurgica. Ricerche precedenti hanno impiegato linee cellulari di HCC in modelli ortotopici per studiare l'impatto della rigenerazione epatica, ma la loro validità limitata ha spinto la necessità di un modello più rappresentativo. Qui, introduciamo un nuovo approccio che utilizza organoidi HCC derivati da pazienti per studiare l'influenza della rigenerazione epatica sull'HCC.
I tessuti tumorali dei pazienti vengono lavorati per creare organoidi tumorali, incorporati in una matrice tridimensionale di membrana basale e coltivati in un terreno specifico per il fegato. Un milione di organoidi vengono iniettati nel lobo superiore destro (RSL) di topi immunodeficienti, confermando la crescita macroscopica del tumore attraverso l'ecografia. Il gruppo di intervento viene sottoposto a resezione del lobo laterale sinistro (LLL) (30% del volume totale del fegato) o in aggiunta del lobo medio (ML) (65% del volume totale del fegato) per indurre la rigenerazione del fegato all'interno del sito del tumore. Il gruppo di controllo sperimenta la rilaparotomia senza resezione del tessuto epatico. Dopo 2 settimane, entrambi i gruppi subiscono l'espiantazione del tumore e del tessuto normale.
In conclusione, questo modello di organoide HCC derivato da pazienti offre una solida piattaforma per studiare l'impatto della rigenerazione epatica dopo la resezione del cancro. La sua composizione multicellulare, la diversità genetica e le capacità di coltura prolungate lo rendono uno strumento inestimabile per studiare i meccanismi di recidiva dell'HCC e i potenziali interventi.
La recidiva dopo il trattamento del carcinoma epatocellulare (HCC) è una sfida significativa, che colpisce oltre il 70% dei pazienti sottoposti a resezione chirurgica 1,2,3. Questa recidiva può derivare da micrometastasi non rilevate (tumore multicentrico) o dallo sviluppo di cancro de novo 4. Sia le indagini cliniche che quelle sperimentali suggeriscono che il processo di rigenerazione epatica innescato dalla resezione chirurgica possa attivare micrometastasi latenti, contribuendo alla recidiva del tumore.
Sono necessarie ulteriori ricerche per confrontare l'espressione genica e proteica nelle cellule epatiche normali e maligne all'interno di un ambiente epatico rigenerativo. Oltre a chiarire i meccanismi alla base della recidiva, l'identificazione di vie di segnalazione bersagliabili specifiche per le cellule tumorali ha il potenziale per sostanziali progressi terapeutici. Questo approccio mira a conciliare le nozioni apparentemente contraddittorie di un microambiente antitumorale e le condizioni favorevoli per la rigenerazione epatica.
I modelli precedenti hanno utilizzato l'iniezione ortotopica di linee cellulari di HCC per studiare l'impatto della rigenerazione epatica5. Questo modello pionieristico impiega organoidi HCC derivati da pazienti, offrendo diversi vantaggi rispetto alle linee cellulari tradizionali. Gli organoidi mantengono diverse popolazioni cellulari, rispecchiando la struttura e la funzione del modello modello, a differenza delle linee cellulari e degli sferoidi. La loro diversità genetica migliora la rappresentatività. Inoltre, gli organoidi forniscono stabilità per colture estese, consentendo studi di intervento prolungati. Raccomandiamo l'iniezione di RSL per il suo potenziale di rigenerazione superiore rispetto al lobo inferiore destro (RIL). Il metodo qui descritto fornisce una piattaforma che utilizza organoidi tumorali con notevoli vantaggi rispetto alle linee cellulari tumorali per indagare la suddetta domanda di ricerca.
I campioni di fegato utilizzati per la generazione di organoidi sono stati prelevati da pazienti operati presso l'Ospedale universitario di Basilea (USB) a seguito di un consenso informato scritto e approvato dal Comitato etico della Svizzera nordoccidentale e centrale (numero BASEC 2019-02118). Tutti gli esperimenti sui topi sono stati approvati ed eseguiti in conformità con le linee guida e i regolamenti del Comitato per la cura degli animali di Kanton Basel-Stadt, Svizzera (3123-33896). Tutti i topi erano del ceppo di topo gamma SCID diabetico non obeso (NOD) e quindi geneticamente modificati per essere immunosoppressi; Venivano utilizzati solo animali maschi. Vedere la Tabella 1 e la Tabella dei materiali per i dettagli relativi alle soluzioni, ai reagenti, ai materiali e agli strumenti utilizzati nel protocollo. Vedere la Figura 1 per una panoramica dell'esperimento.
1. Allevamento di topi
2. Campioni clinici e del paziente
3. Iniezione di organoidi nel topo
4. Resezione minore (30% del tessuto epatico)
5. Resezione maggiore (65% del tessuto epatico)
6. Chiusura dell'addome
7. Cure postoperatorie
8. Monitoraggio della crescita tumorale
Abbiamo esaminato il contributo dei singoli lobi epatici al volume totale del fegato e abbiamo scoperto che la LLL rappresenta il 33% del volume totale del fegato. Il ML rappresenta il 32% del volume totale del fegato, l'RSL il 13%, il RIL il 10% e il CL il 10% (Tabella 2). I boxplot mostrano che il contributo relativo dei lobi del fegato è paragonabile tra i diversi topi dello stesso ceppo (Figura 3B). Quindi, una resezione della LLL compo...
Passaggi critici nel protocollo
Anestesia del topo
L'obiettivo dell'anestesia è convertire il topo in modo sicuro in uno stato in cui tollererà la manipolazione chirurgica. Allo stesso tempo, l'effetto dell'anestesia non dovrebbe essere troppo forte, per prevenire l'arresto cardiopolmonare e la conseguente morte. L'anestesia inalante è più facile da dosare, consentendo al ricercatore di regolare la dose manipolando la velocità di flusso del v...
Tutti gli autori non hanno rapporti finanziari o personali con altre persone o organizzazioni che potrebbero influenzare in modo inappropriato il loro lavoro. Ciò include eventuali conflitti di interesse, come interessi finanziari, affiliazioni o relazioni che potrebbero influire sulla loro capacità di presentare o interpretare i dati in modo obiettivo.
Ringraziamo tutti coloro che hanno collaborato a questo progetto, in particolare Karolina Guja e la Dott.ssa Daniela Liberati, per aver mantenuto gli organoidi e garantito una qualità riproducibile nel tempo. Ringraziamo Eva Breuer e Anurag Gupta del Laboratorio di Chirurgia Epatobiliare e dei Trapianti dell'Ospedale Universitario di Zurigo per il loro supporto in materia di anestesia. Questo lavoro è stato sostenuto dal programma del Dipartimento di Chirurgia "Personenförderung" a G.F.H e F.H.; la St. Clara Forschung AG e la "Stiftung zur Krebsbekämpfung" a G.F.H. e Università di Basilea, Fondo di ricerca Junior Researcher (3MS1087) a M.C-LL.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Advanced DMEM/F12 (adDMEM/F12) | Life Technologies | 12634-034 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A3733-50G | |
Bupaq Buprenorphinum 0.3 mg pro 1 mL | Streuli Tiergesundheit AG | 1121915AB | |
Centrifuge 5810R | Eppendorf | ||
Collagenase IV | Worthington | LS004189 | |
Corning Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Basement Membrane Matrix (10 mL) | Corning (Merk) | CLS356231-1EA | |
Countess II Automated Cell Counter | Thermo Fisher | ||
Deoxyribonuclease I Type IV from Bovine (DNAse) | Sigma-Aldrich | D5025-150KU | |
DMEM (1x) | Gibco | 41965-039 | |
DPBS, no calcium, no magnesium (500 mL) | Gibco | 14190-094 | |
Fetal Bovine Serum (FBS) (South America). Heat Inactivated – (500 mL) | Lubio Science | S181H-500 | |
Glutamax (100x) | Gibco | 9149793 | |
Grant SUB Aqua Pro Water Bath | Grant Instruments | ||
HEPES (1 M) | Thermo Fisher | 15630056 | |
Histogel | Thermo Fisher | R904012 | specimen-processing gel |
Hyaluronidase Type IV from sheep (Tested) | Sigma-Aldrich | H6254-500MG | |
Inverted Microscope Olympus CKX53 | Olympus | ||
MacsMix Tube Rotator | Miltenyi Biotec | ||
Penicillin-Streptomycin-Glutamine (100x) | Gibco | 10378-016 | |
Red Blood Cell Lysis | Roche | 11814389001 | |
RPMI 1640 Medium | Gibco | 72400-021 | |
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red (100 mL) | Gibco | 25200-056 | |
Vitaris CO2 Incubator | Vitaris AG | ||
Y-27632 dihydrochloride (Rock Inhibitor) | Abmole Bioscience | M1817 |
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