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Os modelos paciente-derivados do xenograft (PDX) mais robustamente recapitular características moleculares e biológicas da melanoma e são mais preditivos da resposta da terapia comparada aos ensaios cultura-baseados tradicionais do tecido plástico. Aqui nós descrevemos nosso protocolo de funcionamento padrão para o estabelecimento de modelos novos de PDX e a caracterização/experimentação de modelos existentes de PDX.
A acumulação de evidências sugere que as propriedades moleculares e biológicas diferem nas células de melanoma cultivadas em vasos de cultura de tecido bidimensional tradicionais versus in vivo em pacientes humanos. Isto é devido à seleção de gargalo de populações clonais de células de melanoma que podem crescer de forma robusta in vitro na ausência de condições fisiológicas. Além disso, as respostas à terapia em culturas bidimensionais do tecido no geral não refletem fielmente as respostas à terapia em pacientes com melanoma, com a maioria dos ensaios clínicos não mostrar a eficácia das combinações terapêuticas mostradas para ser eficaz em Vitro. Embora o xenotransplantar de pilhas da melanoma em ratos forneça o contexto in vivo fisiológico ausente dos ensaios bidimensionais da cultura do tecido, as pilhas do melanoma usadas para o Engraftment têm-se submetido já à seleção do gargalo para as pilhas que poderiam crescer condições bidimensionais quando a linha celular foi estabelecida. As alterações irreversíveis que ocorrem como consequência do gargalo incluem mudanças nas propriedades de crescimento e invasão, bem como a perda de subpopulações específicas. Portanto, modelos que melhor recapitulam a condição humana in vivo podem melhor prever estratégias terapêuticas que efetivamente aumentam a sobrevida global de pacientes com melanoma metastático. A técnica paciente-derivada do xenograft (PDX) envolve a implantação direta de pilhas do tumor do paciente humano a um receptor do rato. Desta maneira, as pilhas do tumor são crescidas consistentemente tensões physiological in vivo e nunca submetem-se ao gargalo bidimensional, que preserva as propriedades moleculars e biológicas atuais quando o tumor estava no paciente humano. Notáveis, os modelos PDX derivados de sítios de órgãos de metástases (i.e., cérebro) exibem capacidade metastática semelhante, enquanto os modelos PDX derivados de pacientes com terapia ingênua e pacientes com resistência adquirida à terapia (i.e., terapia com inibidores BRAF/MEK) apresentam sensibilidade semelhante à terapêutica.
Os modelos pré-clínicos são críticos para todos os aspectos da pesquisa translacional do câncer, incluindo a caracterização da doença, a descoberta de vulnerabilidades acionáveis exclusivas do câncer versus células normais e o desenvolvimento de terapias eficazes que exploram essas vulnerabilidades para aumentar a sobrevida global dos pacientes. No campo de melanoma, dezenas de milhares de modelos de linha celular têm sido amplamente utilizados para triagem de drogas, com > 4000 contribuíram pelo nosso grupo sozinho (série WMXXX). Estes modelos de linha celular foram derivados de pacientes com melanoma com várias formas de melanoma cutâneo (ou seja, propagação Acral, Uveal e superficial) e genótipos diversos (i.e., BRAFV600-Mutant e neuroblastoma RAS viral oncogene homólogo [ Nras Q61R-mutante]), que abrangem o espectro da doença presente na clínica1,2.
Inequivocamente, a estratégia de terapia mais bem sucedida e direcionada no campo de melanoma surgiu de 1) a caracterização genômica de tumores de pacientes identificando mutações BRAF em ~ 50% de melanomas3 e de 2) investigação pré-clínica Alavancando modelos de linha celular de melanoma4. A combinação do inibidor de BRAF/MEK era a administração do alimento e da droga (FDA)-aprovada em 2014 para o tratamento dos pacientes cujos os melanomas abrigam mutações de BRAFV600E/K e vangloria-se de uma taxa de resposta de > 75%5. Apesar desta eficácia inicial, a resistência levanta-se ràpida em quase cada caso devido aos mecanismos intrínsecos e adquiridos múltiplas da resistência e à heterogeneidade intratumoral. Infelizmente, os modelos de linha celular não recapitulam a heterogeneidade biológica representativa quando cultivadas em cultura bidimensional em vasos plásticos, o que mascara seu potencial clinicamente preditivo quando os investigadores tentam determinar experimentalmente terapêuticas que possam ser eficazes em doentes com uma forma específica ou genótipo de melanoma6. Compreender como melhor modelar a heterogeneidade intratumoral paciente permitirá que os investigadores desenvolvam melhores modalidades terapêuticas que podem matar subpopulações terapia-resistentes que conduzem a falha às terapias atuais do padrão--cuidado.
Paramount para o valor preditivo limitado de modelos de linha celular é como eles são inicialmente estabelecidos. As alterações irreversíveis ocorrem na paisagem clonal do tumor quando uma suspensão da único-pilha do tumor de um paciente é crescida em vasos bidimensionais, plásticos da cultura do tecido, incluindo mudanças no potencial proliferative e invasor, a eliminação de específico subpopulações e a alteração da informação genética7. Os xenoenxertos em camundongos desses modelos de linhagem celular de melanoma representam a plataforma in vivo mais utilizada para estudos pré-clínicos; Entretanto, esta estratégia igualmente sofre da recapitulação pobre da heterogeneidade complexa do tumor observada clìnica. Para superar essa lacuna, tem havido um crescente interesse em incorporar modelos pré-clínicos mais sofisticados de melanoma, incluindo o modelo PDX. Os modelos PDX têm sido utilizados há > 30 anos, com estudos seminais em pacientes com câncer de pulmão demonstrando concordância entre a resposta dos pacientes aos agentes citotóxicos e a resposta do modelo PDX derivado do mesmo paciente8. Recentemente, houve uma movimentação para utilizar modelos de PDX como a ferramenta da escolha para investigações pré-clínicas na indústria e em centros académicos. Os modelos de PDX, por causa de sua recapitulação superior da heterogeneidade tumoral em pacientes humanos, são mais clinicamente relevantes para o uso em esforços de otimização terapêutica do que os xenoenxertos de linha celular9. No melanoma, há uns obstáculos imensos que contundem a gerência terapêutica da doença avançada10. Modelos PDX clinicamente relevantes têm sido utilizados para modelar a resistência clínica e identificar estratégias terapêuticas com agentes clinicamente disponíveis para o tratamento de tumores resistentes à terapia11,12. Momentaneamente, o protocolo apresentado aqui para gerar modelos de PDX exige a implantação subcutaneous do tecido fresco dos melanomas preliminares ou metastáticos (coletados pela biópsia ou pela cirurgia) em camundongos do aceno/scid/IL2-receptor nulo (NSG). Diferentes variações na abordagem metodológica são utilizadas por diferentes grupos; Entretanto, um núcleo fundamental existe13.
Os seguintes protocolos de animais seguem as diretrizes do Comitê de ética humana do Instituto Wistar e diretrizes de cuidado animal.
1. coleção do tecido do tumor do melanoma
2. processamento de tecido tumoral para implante de mouse
3. implante e injeção de tumores em camundongos
4. Monitore o crescimento do tumor
5. tumor de colheita para tecido bancário, reimplante e experimento/caracterização
6. ensaios de terapia PDX
Nota: tomará duas fases da expansão para crescer bastante tecido do tumor para gerar o número necessário de ratos do rolamento de PDX para o teste da terapia.
Tecido tumoral para modelos de melanoma PDX pode vir de uma variedade de diferentes fontes e também pode ser processado por a dinâmica de crescimento de modelos individuais e o uso desejado do tecido PDX. A prioridade ao estabelecer um modelo PDX é ter material suficiente para o banco para uso futuro e DNA para caracterização (Figura 1).
Uma vez que o material suficiente é banked, o tecido do tumor pode ser expandido em um de três métodos principais para c...
Nós descrevemos nisto a geração de modelos de PDX do melanoma com o tecido paciente derivado dos tumores preliminares e metastáticos, das biópsias do núcleo, e dos FNAs. Quando engrafados diretamente em camundongos NSG, os tumores apresentam propriedades morfológicas, genômica e biológica semelhantes àquelas observadas no paciente. No caso em que apenas uma pequena quantidade de tecido está disponível para os investigadores, como muitas vezes ocorre com FNAs, a técnica PDX permite a expansão do tecido tumor...
Os autores não têm nada a revelar.
Os autores agradecem ao Instituto de animais da Wistar, facilidade de microscopia, instalação de Histotecnologia e centro de suprimentos de pesquisa. Este estudo foi financiado em parte por subsídios do U54 (CA224070-01), SPORE (CA174523), P01 (CA114046-07), o Dr. Miriam e Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation, e a Fundação de pesquisa do melanoma.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 M Hepes | SIGMA-ALDRICH CORPORATION | Cat # H0887-100ML | |
100x PenStrep | Invitrogen | Cat # 15140163 | |
1x HBSS-/- (w/o Ca++ or Mg++) | MED | Cat # MT21-023-CV | |
2.5% Trypsin | SIGMA-ALDRICH CORPORATION | Cat # T4549-100ML | 10 mL aliquots stored at –20oC |
BSA | SIGMA-ALDRICH CORPORATION | Cat # A9418-500G | |
Chlorhexidine | Fisher Scientific | Cat# 50-118-0313 | |
Collagenase IV (2,000 u/mL) | Worthington | Cat #4189 | make up in HBSS-/- from Collagenase IV powder stock (Worthington #4189, u/mg indicated on bottle and varies with each lot); freeze 1 |
DMSO | SIGMA-ALDRICH CORPORATION | Cat # C6295-50ML | |
DNase | SIGMA-ALDRICH CORPORATION | Cat # D4527 | |
EGTA (ethylene glycol bis(2-aminoethyl ether)-N,N,N’N’-tetraacetic acid) | Merck | Cat # 324626.25 | |
FBS | INVITROGEN LIFE TECHNOLOGIES | Cat # 16000-044 | |
Fungizone | INVITROGEN LIFE TECHNOLOGIES | Cat # 15290-018 | |
Gentamicin | FISHER SCIENTIFIC | Cat # BW17518Z | |
Isoflurane | HENRY SCHEIN ANIMAL HEALTH | Cat # 050031 | |
Leibovitz's L15 media | Invitrogen | Cat # 21083027 | |
Matrigel | Corning | Cat # 354230 | Artificial extracellular matrix |
Meloxicam | HENRY SCHEIN ANIMAL HEALTHRequisition # ::Henry Schein | Cat # 025115 | 1-5mg/kg, as painkiller |
NOD/SCID/IL2-receptor null (NSG) Mice | The Wistar Institute, animal facility | breeding | |
PVA (polyvinyl alcohol) | SIGMA-ALDRICH CORPORATION | Cat # P8136-250G | |
RPMI 1640 Medium (Mod.) 1X with L-Glutamine | Fisher Scientific | Cat# MT10041CM | |
Scalpel | Feather | Cat # 2976-22 | |
Virkon | GALLARD-SCHLESINGER IND | Cat # 222-01-06 | |
Wound clips | MikRon | Cat #427631 |
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