Este trabalho foi financiado por subvenções dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) a RCB, CA122985 e próstata SPORE CA90386, e para JMP, NIH T32 AG000260 &quot;Drug Discovery Formação em Distúrbios da Age-Related&quot;, e pelo Walter S. E Lucienne Programa de Pós-Graduação em Ciências da Vida Driskill na Universidade Northwestern. Gostaríamos também de agradecer ao Rato Fenotipagem e Histologia e Patologia Laboratório Núcleo Facility da Universidade Northwestern.

Para todos os procedimentos que envolvem animais, os protocolos foram aprovados pelo Animal Care e Use Comitê Institucional (IACUC) da Universidade de Northwestern. As técnicas cirúrgicas e condições de cuidados de animais foram observados por veterinários e modificado para minimizar o estresse ou mortalidade animal. Instituições individuais podem ter diferentes necessidades e é importante trabalhar com IACUC e animal pessoal ao elaborarem e executarem esta técnica cirúrgica. 1. Preparação de Células para Injecção <ol><li> Este passo deve ser realizado o mais próximo possível de se iniciar as cirurgias. Tripsinizar células a ser utilizadas para o experimento, retire do prato, e neutralizar com a mídia. A linha celular PC3-M humana CaP estavelmente transfectadas com GFP tem sido utilizado com sucesso para estas experiências, devido às condições de crescimento rápido das células PC3-M. GFP foi adicionado para facilidade adicional de detecção da metástase pulmonar em amostras de tecido de pulmão, e a determinação rápida decélulas de câncer, contra as células do sistema imunológico nas culturas obtidas a partir de sangue e de medula óssea para identificar as células tumorais circulantes. Se a modificação de um gene específico de interesse, em seguida, a criação de linhas celulares estáveis ​​com esta alteração do gene é realizada em primeiro lugar, seguida por transfecção com GFP. Se GFP irá alterar a função deste gene de interesse, a GFP pode ser omitido. Isso fará com que a detecção de metástases pulmonares mais difícil, mas ainda possível. Além disso, se utilizar a tecnologia de imagem específico utilizando marcadores fluorescentes, tais como à base de luciferase IVIS, outras proteínas fluorescentes podem ser utilizados em vez disso. </li><li> Centrifugar durante 5 minutos a 225 x g. </li><li> Isolar 2,5 x 10 5 células, e centrifuga-se durante 5 min a 225 x g. </li><li> Remover o sobrenadante e ressuspender as células em 20 ul de solução salina estéril. </li><li> Suspensão de células Aspirar para uma seringa de 0,5 ml com um permanente 28 ½ G agulha (recomendado: Kendall Monojet, como outras marcas têm causado problemas), garantindo que não haja ar entra no al agulhaong com a suspensão. </li><li> Embrulhe em papel alumínio seringa estéril e armazenar no gelo até ser usado. </li></ol> 2. Implantação ortotópico de células cancerosas da próstata humana <ol><li> Macho de 6-8 semanas de idade Balb / c atímicos ratos são usados. O peso corporal do rato ideal para a cirurgia é 19-21 g, e os ratos devem ser autorizados a crescer para pelo menos 18 g antes da cirurgia. Animais menores são tecnicamente mais difíceis de operar. Animais maiores tendem a experimentar cinética mais lenta de crescimento de tumores e metástases. Os animais devem ser alojados na instalação para animais pelo menos uma semana antes da cirurgia, para minimizar a tensão dos animais. Dependendo do desenho experimental, o medicamento pode começar uma semana antes da cirurgia. </li><li> Injetar pré-cirurgia medicação para a dor de acordo com as instruções de instalação animal. 0,1 mg / kg de peso corporal Buprenex subcutânea usando uma agulha de 30 ½ G ligada a uma seringa de 1 ml é sugerido. </li><li> Coloque os animais na câmara de isoflurano e espere até que os animais são completamente umnesthetized. No reflexo dedo do tônus ​​muscular deve estar presente neste momento. Recomenda-se este método, mas se não estiver disponível, outros métodos de anestesia pode ser utilizado de acordo com as instruções de instalação dos animais. </li><li> Mova animais para fora da câmara de isoflurano em uma capa de procedimento estéril. Coloque o animal para dentro do aparelho cone do nariz, e re-assegurar esse animal está sob anestesia completo antes de prosseguir. </li><li> Desinfetar região inferior abdominal com uma esfoliação Betadine com bolas de algodão estéreis, limpe com algodão embebido em álcool, e spray de final com solução de Betadine. Deixe secar. </li><li> Usando um bisturi estéril ou tesouras cirúrgicas estéreis afiadas, uma baixa incisão abdominal mediana de cerca de 3-4 mm é feita. Suavemente elevar a bexiga, utilizando um fórceps e identificar o lóbulo ventral da próstata. Estes dois lobos estão localizadas diretamente abaixo da bexiga. Alguns ratos terá uma pequena camada de gordura que cobre a próstata, que pode ser suavemente afastou com um cotonete estéril. Minimizandoe todo o movimento de órgãos e musculatura, se possível. </li><li> Injecte 20 ul volume de solução de células na próstata, minimizando o vazamento e assegurando uma pequena bolha é observada. </li><li> Substitua bexiga e fechar a camada muscular com 4,0 absorvíveis suturas vicryl monofilamento em um padrão simples interrompido. </li><li> Feche a camada de pele usando estéreis grampos 9 milímetros. </li><li> Remover animais da anestesia isoflurano e monitorar até acordado e se movendo normalmente. Coloque em almofada de aquecimento durante o período de recuperação. </li><li> Se várias cirurgias estão sendo realizadas, entre cirurgias, limpo todas as ferramentas com etanol 70%, e esterilizar utilizando um esterilizador de contas de vidro. Permitir ferramentas para esfriar completamente antes do próximo animal. Não reutilize suturas, bolas de algodão, cotonetes ou estéreis. </li></ol> 3. Animais de Monitoramento <ol><li> Administrar medicação para a dor com base nas instruções da instalação animal. 4 horas pós-cirurgia de administração de uma dose de meloxicam por via subcutânea com 1 mg / kg de peso corporal ucantar uma agulha 30 ½ G ligada a uma seringa de 1 ml é sugerido, seguido por uma dose adicional a cada 12-24 horas, para o próximo 48 hr. </li><li> Os grampos podem ser removidas a partir de animais de 7-10 dias após a cirurgia, uma vez que a ferida tenha cicatrizado. </li><li> Monitorar o peso animal, consumo de alimentos, e palpar os ratos para tumores duas vezes por semana até o término do experimento. Aumentar a frequência até a cada dois dias, quando os tumores se tornam visíveis para verificar se os animais sob a carga tumoral significativa ou coação. Morte antecipada a partir deste modelo é devido à grande carga do tumor primário, como tumores primários podem bloquear o fluxo de urina, de modo que qualquer animal com uma perda de mais de 15% de peso do corpo ou de um tumor primário atingindo um diâmetro de 1,5 cm deve ser necropsiados imediatamente evitar a obstrução urinária e morte dos animais. </li><li> Monitor para necessidade de enriquecimento adicional do ambiente animal. O estresse da cirurgia aumenta lutas animal. A adição de duas barracas de lona plástica por gaiola em vez de um e comportamento adicionalal enriquecimento pode diminuir estes incidentes. Discuta com as opções do pessoal veterinário disponíveis na instalação sejam alojados em. Dada a falta de cílios nesta linhagem de camundongos, cabanas e enriquecimento de papel não são recomendados, pois podem irritar os olhos. </li></ol> 4. Procedimentos de necropsia <ol><li> Depois de 4-6 semanas, os tumores são totalmente evidente e os animais começam a perder peso devido ao aumento da carga tumoral. Os tumores podem ser tipicamente palpada e / ou que são claramente visíveis. A necrópsia deve ser realizada neste momento. Executar uma injeção intraperitoneal de Nembutal a 260 mg / kg de peso corporal usando um medidor de 30 ½ agulha acoplada a uma seringa de 1 ml, e permitir que os animais para se tornar totalmente inconsciente, sem nenhum reflexo dedo do pé ou o tônus ​​muscular presente. </li><li> Uma vez que o animal é anestesiado, usando tesouras cirúrgicas esterilizadas ou de um bisturi, cortar horizontalmente ao longo do tronco do animal directamente sob a caixa torácica, então verticalmente para a axila ao longo do lado do animal, Expor o coração. Realizar uma punção cardíaca, usando uma agulha de terminal 30 ½ G ligada a uma seringa de 1 ml lavada com citrato de sódio a 4% em DPBS para impedir a coagulação, obtendo-se o máximo de sangue possível do animal. </li><li> Remoção dos pulmões do animal através do corte da traqueia com uma tesoura cirúrgica ou bisturi e colocar imediatamente em uma cassete de cultura de tecidos e em 10% de formalina. </li><li> Remover o tumor da próstata primário a partir do animal, cortando individualmente quaisquer vasos sanguíneos ligados ao tumor e não há garantia de órgãos complementares, tais como os canais deferentes ou vesículas seminais estão ligados. </li><li> Registar o peso e tamanho do tumor. Medir o peso do tumor, em gramas, a uma escala laboratorial. Usando pinças, medir o comprimento do maior diâmetro do tumor em cm, e o eixo perpendicular correspondente. Multiplique esses valores para obter o tamanho do tumor. Dependendo do uso pretendido, imediatamente tirar congelamento em nitrogênio, e / ou local de líquido nopara uma cassete de tecido em formalina a 10%. </li><li> Expor os quadril e joelho com uma tesoura cirúrgica ou um bisturi, e articulações das pernas de desconexão, tendo o cuidado de manter o fêmur intacto. Remover os fémures do animal e colocar em solução salina estéril. </li><li> Obter quaisquer outros órgãos ou materiais de interesse, e dispor de animais de acordo com as instruções do seu instituto. Em particular, os nódulos linfáticos regionais, tendem a ter metástases, tendem a ser ampliado, se as abrigam, e pode ser colhido. No entanto, cuidados devem ser tomados, pois isso pode ser afetado por mudanças na pressão hidrostática causadas pelo procedimento cirúrgico. </li></ol> 5. Processamento e imunocoloração de pulmão amostras de tecido <ol><li> Dentro de 24-48 horas de colocar o tecido em formalina a 10% em PBS, inserir os pulmões em parafina. </li><li> Seção dos pulmões em 45 mM seções passo, tendo 2-3 4 mm de seções adjacentes tecido pulmonar. </li><li> Se foram utilizadas células GFP positivas (recomendado), execute immunostainingpara GFP. Se não, realizar Hematoxilina padrão e eosina (H &amp; E) coloração. </li></ol> NOTA: O kit Dako Envision + combinado com o anticorpo GFP a partir de Invitrogen tem sido utilizado com sucesso de acordo com as instruções do fabricante, mas este pode ser modificado a qualquer procedimento de imuno-histoquímica. <ol start="4"><li> Pontuação metástase de forma cega. Se GFP-positivas, as células tumorais irá manchar castanho, para além de ter núcleos grandes e distintivos. Quando a primeira metástase de pontuação, consultar um patologista para garantir pontuação correta, e usar H &amp; E o tecido pulmonar corado para confirmar presença de células tumorais, e não infiltrar células do sistema imunológico. </li></ol> 6. Identificação de células tumorais circulantes do sangue e medula óssea <ol><li> Adicione todo o sangue coletado da necropsia para um tubo de centrífuga de 1,5 ml. Centrifugar 5 min a 800 x g. </li><li> Remover o plasma e adicionar 1 ml ACK tampão de lise (154,95 mM cloreto de amônio, 9,99 mM de potássio Bicarbonate, EDTA 0,0995 mM,). Permitir que o sangue para descansar em temperatura ambiente 3-5 min. </li><li> Centrifugar 5 min a 800 x g. </li><li> Remover o sobrenadante e adicionar 1 ml de meio de cultura celular contendo antibióticos. Adicionar células a um frasco T75 contendo 9 ml de meio de cultura celular. </li><li> As células de cultura a 37 ° C em uma atmosfera húmida contendo 5% de CO 2 durante 10 dias, verificando-se a presença de CTC a cada 2-3 dias. </li><li> Para medula óssea, remover todo o tecido muscular de fêmures usando um par de tesouras, uma lâmina de barbear ou bisturi. Retirar as extremidades do osso, o mais próximo possível das extremidades como possível. </li><li> Usando uma agulha de 23 ¾ L, ejectar suavemente a medula óssea do fémur para um tubo de centrífuga de 1,5 ml. </li><li> Adicionar 1 ml de meio de cultura de células e suavemente pipetar bem para misturar. </li><li> Adicionar células a um frasco T75 contendo 9 ml de meio de cultura celular. </li></ol> 7. Caracterização molecular dos tumores <ol><li> Por reacção em cadeia da polimerase (PCR)s, as amostras de tumor que foram rapidamente congelados em azoto líquido são primeiro pulverizados em gelo seco e em seguida homogeneizadas com um homogeneizador de tecidos para 3-5 min com 1 ml de Trizol. TRIzol extração é realizada por instruções do fabricante. Purifica-se o ARN utilizando o kit de isolamento de ARN RNeasy de acordo com as instruções do fabricante. Realizando a síntese de cDNA e quantitativo em tempo real, PCR (qRT / PCR), utilizando os reagentes TaqMan de acordo com as instruções do fabricante é recomendada, mas pode ser modificado por qualquer método de PCR actualmente empregues. </li><li> Para ensaios de Western blot, homogeneizar os tecidos utilizando um homogeneizador de tecidos para 3-5 min com 1 ml de tampão de lise: PBS (NaCl 137 mM, fosfato de sódio 10 mM, KCl 2,7 mM), 0,5% de Triton X-100, 1 mM de EDTA, pirofosfato de sódio a 2,5 mM, 1 mM β-glicerofosfato, com a adição do cocktail inibidor de protease, inibidor de fosfato cocktails 2 e 3, o fluoreto de sódio 10 mM, e ortovanadato de sódio 1 mM. A mistura de ligado celular é colocado em um tubo de centrífuga de 1,5 ml. </li><li> Centavomistura lisado celular rifuge durante 10 min a 13.000 x g. </li><li> Remover o sobrenadante e no lugar de um novo tubo de centrífuga de 1,5 ml e novamente centrifugado durante 10 min a 13.000 x g. Se os restos celulares ainda está presente, uma etapa de centrifugação adicional pode ser realizada. </li><li> Remover o sobrenadante e realizar um Western blot conforme condições normais de laboratório. </li></ol>

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Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Neste trabalho, fornecer um modelo murino romance de metástase PCa humano. Neste modelo, o humano CaP linhas celulares PC3-M é ortotopicamente implantado directamente na próstata de Balb / c atímicos ratinhos e permitiram desenvolver tumores durante 4-6 semanas. Na secção de resultados representativos, que mostram exemplos de dados que podem ser recolhidos, incluindo o peso do rato e do consumo de alimentos, o tamanho do tumor e peso, as características moleculares do tumor, e a formação de metástases distinta para o pulmão. Além disso, uma grande variedade de saídas adicionais podem ser estudados de acordo com os interesses particulares de investigação. Um exemplo é a presença do CTC para o sangue e de medula óssea. Como CTCs são um evento relativamente pouco frequentes (observamos CTCs em cerca de 5-20% dos animais do grupo controle), não ficamos surpresos de que nenhum dos cinco ratos nesses experimentos desenvolvidos CTCs. Nosso laboratório também tem usado este modelo para determinar as alterações na adesão celular medindo a morfologia das células nuclear notecido da próstata 10. Temos também utilizado este modelo para avaliar o estado de proliferação e apoptose tumor primário utilizando Ki67 e TUNEL coloração do tumor de próstata 14. Além da grande variedade de saídas de dados que podem ser obtidos, este modelo pode ser usado para determinar os efeitos de ambas as alterações na expressão de proteínas, bem como pequenas moléculas terapêuticas. Em comparação com muitos modelos espontâneas e induzidas de metástase PCa humano, há um tempo de resposta mais elevada de apenas 4-6 semanas. Outros modelos com um elevado tempo de resposta, como a veia da cauda ou modelos de injeção intercardiac, têm limitações de nenhum tumor primário, portanto, não totalmente recapitulando a clínica cascata metastática. Em nosso modelo, as células tumorais deve escapar o principal local de origem, entrar e sobreviver ao sistema circulatório, e implantar em um site secundário. Isto proporciona passos adicionais em que uma intervenção terapêutica ou alteração na expressão da proteína poderiam proporcionar um efeito. Addinalmente, a presença do tumor primário deve permitir a fácil aplicação do presente modelo de novas tecnologias de imagiologia, tais como à base de luciferase IVIS 16-17. Apesar da grande variedade de benefícios deste modelo, há também várias limitações a considerar. Um número cada vez maior de estudos mostram a importância do sistema imunológico no microambiente do tumor e o desenvolvimento de metástases 18. Neste modelo, devido ao uso de um roedor atímicos, a capacidade de avaliar os efeitos do sistema imunitário não é possível. A segunda limitação é a falta de responsividade de androgénio em células PC3-M. Após o diagnóstico inicial da APC, os pacientes freqüentemente passará por terapia hormonal como tratamento de primeira linha. No entanto, os doentes irão eventualmente tornar-se resistente ao andrógeno e os tumores começam a crescer novamente. Como as células PC3-M não têm o receptor de andrógeno, este modelo só mede os efeitos do tratamento de drogas ou modulação de proteínas no pós-andrógeno c resistenteancer. Embora esta é uma limitação, andrógeno-sensível PCA é atualmente bem gerenciável e tem uma variedade de opções de tratamento eficazes, e câncer, portanto, resistente à andrógeno tornou-se mais proeminente estudado. Este modelo também usa especificamente uma cepa pura de ratos, o que minimiza o mouse para variabilidade mouse. No entanto, esta estirpe pode ser particularmente sensível a determinadas proteínas ou moléculas pequenas, portanto, deve ser tomado cuidado ao extrapolar esses dados para a clínica. Embora este modelo proporciona uma medição efetiva da eficácia da droga em um tempo de resposta rápido de 4-6 semanas, isso pode não levar em consideração efeitos de drogas dosagem de longo prazo. Depois de uma exposição prolongada a diversos tratamentos actualmente disponíveis, os pacientes podem voltar com cancros resistentes a fármacos muitos anos de pós-tratamento. A rápida recuperação da técnica não permite a modelagem eficiente da capacidade de um tumor se torne resistente a um tratamento. No entanto, com a modulação da experiment, células de cancro da próstata humanas resistentes ao tratamento pode ser implantado, e a eficácia de uma terapêutica de segunda geração em prevenir o crescimento de tumores e metástase CaP pode ser modelado. Além disso, se um grupo se tentar estudar as alterações moleculares em um tumor primário ao longo do tempo, um modelo de longo prazo, tais como o modelo TRAMP irá provavelmente ser mais eficaz para esses estudos. Outra limitação deste modelo é a difusão de metástase distinta apenas para os nódulos linfáticos e pulmões dos animais. Ambos os sites são os locais freqüentes e clinicamente relevantes de metástase, como demonstrado por estudos de autópsia quentes humanos 19. No entanto, a metástase óssea clinicamente constitui uma característica proeminente do CaP humana, e, portanto, modelos recapitulando este são de interesse. Infelizmente, estes são difíceis de recapitular em um modelo de rato, com muito poucos modelos mostrando metástase óssea, sem veia da cauda, ​​a injeção intracardíacos, ou implantação direta noao osso 20. Assim, se direcionando para o osso é de fundamental importância experimental, outro modelo pode ser mais eficaz. No entanto, este modelo não fornecer alguma medida de tráfego para o osso na forma de medula óssea células tumorais circulantes. Apesar destas limitações, esta técnica é um modelo poderoso de CaP humano. A capacidade para medir efeitos sobre tanto do tumor primário, bem como a formação de metástases em um curto tempo de resposta proporciona uma ampla variedade de aplicações. Neste modelo, as células devem escapar do órgão principal, entrar e sobreviver na corrente sanguínea, e implante em um site secundário, recapitulando o processo em seres humanos. A medição adicional de características moleculares do tumor primário, as mudanças na morfologia celular e presença de células tumorais circulantes fornece uma ampla respiração de informações de um modelo. Este procedimento pode ser utilizado tanto no contexto de descoberta de drogas, bem como para estudar alterações na biologia do tumor.

O câncer de próstata (CaP) é o câncer mais comumente diagnosticado em homens ea segunda causa de morte por câncer nos Estados Unidos 1. Morte de CaP não é devido à formação do tumor primário, mas sim a formação de metástases. Portanto, a prevenção de metástases em pacientes é de grande importância. Modelos do rato do CaP oferecer uma diversidade de opções para descobrir a informação biológica crítica sobre esta doença. Uma variedade de modelos do rato do CaP existir, cada um com vantagens e limitações inerentes. Enquanto a freqüência de CaP em humanos é alta, ocorre naturalmente PCA é extremamente raro em ratos 2, apesar de igual susceptibilidade de camundongos geral para câncer 3. Uma exceção roedor é o desenvolvimento de CaP em ratos Wistar Lobund, que pode atingir taxas de CaP de 90% em 12 meses de idade através da indução de metilnitrosoureia e testosterona 4. Por esta razão, os sistemas de modelo induzido, tal como o TRAMP(Adenocarcinoma transgénico da próstata de ratinho) modelo são vulgarmente utilizados. O modelo TRAMP pode induzir a expressão do transgene especificamente na próstata, e sofre a progressão normal de CaP, de hiperplasia para neoplasia intra-epitelial prostática (PIN) para o sistema linfático e metástase pulmonar 5-6. Estes modelos proporcionam as vantagens de ser capaz de medir a gama completa da progressão do tumor, bem como conter um sistema imune intacto. No entanto, os eventos moleculares subjacentes ao desenvolvimento CaP pode diferir entre os ratos e os seres humanos, e as correlações entre os ratos e estudos clínicos em humanos demonstraram variabilidade. Além disso, ambos os modelos são demorados, como por exemplo, o modelo TRAMP requer cerca de 28 semanas, a fim de desenvolver metástases. Ao estudar metástase, freqüentemente um modelo de injeção de ventrículo cauda veia ou esquerda é usada. Este modelo beneficia do tempo de resposta rápido, e, adicionalmente, pode medir a presença de metastas ósseasé usando linhas e condições específicos de células. Yang et al. Relataram que a injeção subcutânea de células PC3 GFP positivas podem causar amplamente divulgados metástase óssea 7 e veia da cauda e as injeções intercardiac também geraram osso desenvolvimento metástase 8-9. As principais limitações destes modelos referem-se à falta de um tumor primário que reside dentro da própria glândula da próstata. Além disso, para os modelos dependentes de injecção de células cancerígenas na circulação, isto evita toda a primeira metade da cascata metastática. É, assim, impede o exame de medidas iniciais, como a invasão através do órgão principal, que são biologicamente medidas cruciais de transformação metastático. Muitos reguladores de transformação metastático afetam diretamente invasão celular precoce. Os primeiros passos da cascata metastática constituem locais de alta prioridade para o direcionamento terapêutico, como uma vez que as células cancerosas disseminar, a variação clonal expande, aumentando assim biológicodiversidade al e diminuindo direcionamento terapêutico eficaz. Numa tentativa para responder a muitas das limitações destes modelos, o nosso laboratório tem desenvolvido um modelo ortotópico de CaP humana em que a linha de células de CaP PC3-M humana está directamente implantadas na próstata de Balb / c atímicos ratinhos. Depois de 4-6 semanas, o tamanho do tumor, a presença de células tumorais (CTCs) em circulação, e metástase para os pulmões e nódulos linfáticos podem ser quantificados. Nós efetivamente utilizado este modelo para avaliar a eficácia de 4 &#39;,5,7-trihidroxi (genisteína) para inibir humano PCa metástase 10. Consumo alimentar de genisteína tem sido associada à diminuição da metástase do câncer de próstata e morte 11-12, mas previamente nenhum estudo havia determinado se administração de genisteína poderia alterar PCa metástases em animais ou homens. Neste estudo foi demonstrado que o tratamento com genisteína reduziu significativamente o número de metástases pulmonares. Além disso, determinou-se a genisteína altrado a activação e expressão de várias proteínas pro-metastáticos importantes do tumor primário, incluindo a quinase de adesão focal (FAK), p38 activada por mitógeno proteína quinase (MAPK p38), e a proteína de choque térmico 27 ​​(HSP27). Estes resultados correspondem com as observações na clínica. Usando o sangue obtido a partir dos ratos, fomos capazes de medir com precisão as concentrações de sangue de genisteína e observaram que estes sejam semelhantes aos níveis em seres humanos com o consumo da dieta regular de genisteína. Além disso, um estudo de fase II realizado pelo nosso grupo determinou que, após tratamento com genisteína, homens experimentaram diminuições na expressão de mRNA de tecido de próstata de genes associados com a metástase e invasão celular, especificamente matriz metaloproteinase tipo 2 (MMP-2) 13. Temos também utilizado este modelo para avaliar o efeito da alteração de expressão gênica do produto no tumor primário em humanos PCa metástase 14. O suppr tumoressor endoglina é um membro da superfamília de TGF-p e suprime CaP invasão celular humano in vitro, através de alteração de sinalização Smad 15. Estendemos esses estudos para determinar o efeito de endoglin em metástase PCa humano. Knockdown endoglin estável, controle de vetores ou endoglin sobre linhas de células de expressão foram implantadas em ratinhos. Células knockdown endoglina mostraram o maior número de metástases do pulmão, bem como CTC em 38% dos ratinhos. Ratos implantados com controle de vetores mostraram uma resposta médio, com menos metástase pulmonar por mouse, e CTCs em apenas 18% dos camundongos. Camundongos alta endoglin implantados mostrou supressão quase completa de metástase pulmonar e supressão completa de CTCs. Estes são apenas dois exemplos da grande variedade de aplicações desta técnica tem. Desde a descoberta da droga, para as mudanças de modelagem em biologia molecular, este modelo oferece um método de alto rendimento de avaliar os efeitos de várias funções no crescimento do tumor e molesalterações vasculares, a presença de CTCs, e formação de metástases distinto nos gânglios linfáticos e pulmão.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Equipment</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>1 ml Syringe, Tuberculin, Slip-Tip</td>
 <td>Becton Dickinson</td>
 <td>309659</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>23 G 3/4 Precison Glide Needle</td>
 <td>Becton Dickinson</td>
 <td>305143</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>30 G 1/2 Precision Glide Needle</td>
 <td>Becton Dickinson</td>
 <td>305106</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Alcohol Wipes</td>
 <td>Triad</td>
 <td>10-3001</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Autoclip Applier, 9mm, Stainless Steel</td>
 <td>Becton Dickinson</td>
 <td>427630</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Clips, 9mm</td>
 <td>VWR</td>
 <td>15431-673</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Convertors Polyline Towel (Sterile)</td>
 <td>Cardinal Health</td>
 <td>3520</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cotton-Tipped Applicators, 6 inch, Sterile, Wooden Shaft</td>
 <td>Fisher</td>
 <td>23-400-125</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Curad Sterile Cotton Balls</td>
 <td>VWR</td>
 <td>500043-544</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Derf Needle Holder, Integra Miltex, 121 mm (4 3/4")</td>
 <td>VWR</td>
 <td>95039-192</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Duraprene SMT Sterile Neoprene Powder-Free Surgical Gloves</td>
 <td>Cardinal Health</td>
 <td>2D72PN70</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Germinator 500</td>
 <td>Cell Point Scientific</td>
 <td>SN 7030</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Kendall Monojet Needles, 1/2 cc syringe with permanent 28 G 1/2 needle</td>
 <td>Tyco</td>
 <td>1180528012</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Medium Heating Pad </td>
 <td>VWR</td>
 <td>100229-094</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Merit Iris Scissors, Sklar, 11.4 cm (4 1/2")</td>
 <td>VWR</td>
 <td>94000-000</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Metric/English Vernier Caliper</td>
 <td>VWR</td>
 <td>19155-057</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>PDS*11 Violet Monofilament Sutcher 4-0, 27"</td>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Z304H</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>VetEquip Inhalation Anesthesia System</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Contact Your Animal Facility for Availability</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>VWR Premium Tissue Cassettes</td>
 <td>VWR</td>
 <td>18000-010</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>VWR Specimen Forceps, Serrated, Straight, 114 mm (4 1/2")</td>
 <td>VWR</td>
 <td>82027-440</td>
 <td></td>
 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagents</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Betadine Surgical Scrub</td>
			<td>Fisher Healthcare</td>
			<td>19-027132</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Buprenex</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Controlled Substance - Obtain from Animal Facility</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dako DAB + Chromagen</td>
			<td>Dako</td>
			<td>K3468</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dako Envision + System HRP-Labeled Polymer, Anti-Rabbit</td>
			<td>Dako</td>
			<td>K4003</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dako Envision Kit Protein Block</td>
			<td>Dako</td>
			<td>X0909</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Formalin</td>
			<td>VWR</td>
			<td>95042-908</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>GFP Antibody</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>A11122</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Hematoxylin</td>
			<td>Mayer</td>
			<td>MH580-2.5L</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Meloxican</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Obtain from Animal Facility</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Nembutal</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Controlled Substance - Obtain from Animal Facility</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Rneasy RNA Isolation Kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>74104</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Sterile Saline</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Obtain from Animal Facility</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Taqman Reverse Transcription Reagents</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>N8080234</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>TaqMan Universal PCR Master Mix</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4304437</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Trizol</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10296</td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

an orthotopic murine model of human prostate cancer metastasis

Nosso laboratório desenvolveu um modelo de implantação ortotópico romance de câncer de próstata humano (PCA). Como morte CaP não é devido ao tumor primário, mas sim a formação de metástases distinta, a capacidade de modelar a progressão eficazmente este pré-clinicamente é de elevado valor. Neste modelo, as células são directamente implantadas no lóbulo ventral da próstata em Balb / c atímicos ratinhos, e deixada progredir durante 4-6 semanas. No experimento de terminação, várias extremidades distintas podem ser medidos, tal como o tamanho e caracterização molecular do tumor primário, a presença e quantificação de células de tumor que circulam no sangue e medula óssea, e formação de metástases no pulmão. Além de uma variedade de terminais, este modelo proporciona uma imagem de uma capacidade de invadir células e escapar do órgão principal, entrar e sobreviver no sistema circulatório, e implante e crescer em um site secundário. Este modelo tem sido utilizada de forma eficaz para medir metastáticoresposta para ambas as alterações na expressão de proteínas, bem como a resposta a pequenas moléculas terapêuticas, em um curto tempo de resposta.

Para este experimento, mostramos um grupo representativo de ratos obtidos durante os procedimentos cirúrgicos. Cinco ratinhos foram implantados com células GFP positivas PC3-M, contendo um vector de controlo. Os tumores foram deixados crescer durante seis semanas, e, em seguida, foram avaliados vários parâmetros. Nas Figuras 1A e 1B, que mostra a alteração no peso corporal e consumo de alimento dos ratos, respectivamente. Há uma pequena queda no peso corporal e consumo de alimentos em torno da data da cirurgia, devido à anestesia. Durante o decurso da experiência, o peso corporal aumenta lentamente pós-cirurgia, e em seguida começa a diminuir no sentido do fim da experiência, como a carga do tumor atinge um nível crítico. Isto é acompanhado pelo consumo de alimentos nesses camundongos. Nas Figuras 2A e 2B, os tamanhos de tumor representativos obtidos são mostrados. Tamanhos tumorais individuais variam, mas em média conseguimos tumores de aproximadamente 1 grama, comvariância normais entre 0,5-1,5 g, e uma dimensão do tumor de 1 cm 2, com uma variação normal do 0.5-1.5 cm 2. Embora o tamanho dos tumores variam, estes não se correlacionam com o número de metástase resultante, mostrado tanto neste documento e as obras já publicadas 10. Contudo, a partir deste modelo, pode-se determinar o efeito do tratamento com droga ou alterações moleculares no peso e tamanho do tumor. Uma consideração importante neste modelo é, quando o ponto final adequado para a experiência é. Nas Figuras 2C e 2D, que mostra as variações de peso do tumor e o tamanho do tumor em uma linha celular PC3-M especial estavelmente transfectadas com GFP e um vector de controlo às 4 semanas e às 6 semanas. Nas últimas duas semanas, o peso médio do tumor aumentou de 2,7 vezes, e o tamanho do tumor 1,9 vezes. Esta mostra a adição de 1-2 semanas adicionais na experiência pode influenciar drasticamente resultados. Como um grande número de factores pode alterar o crescimento de tumores, incluindoa idade e o tamanho dos ratinhos, o número de passagens das células, etc recomendamos não encerra experiências até tumores visíveis são observadas na maioria dos ratinhos. Nas Figuras 3A-3C, o número de metástases é quantificada três maneiras diferentes. Na Figura 3A, o número total de células humanas CaP GFP positivas são representadas. Na Figura 3B, o número de loci de células, ou os locais em que os depósitos metastáticos estão presentes, é mostrada. Finalmente, na Figura 3C, o número de metástases distinta, tal como definido por um grupo claramente ligado de células mostrando 5 ou mais células de CaP humanos GFP positivas, é exibido. Imagens representativos destas condições diferentes são apresentados nas Figuras 4A-4D. Na Figura 4A, uma célula individual em 40x magnitude é destacada com uma seta. Observe a coloração marrom e grandes núcleos distintos. Uma seção do pulmão adjacente coradas utilizando H &amp; E coloraçãoé mostrada na Figura 4B, confirmando que, sem a GFP, a detecção de células de cancro ainda é facilmente alcançável. Esta foto é tirada em 40x magnitude ea célula é destacada com uma seta. Na Figura 4C, vários loci de variação do número de células em 10x magnitude são exibidos e cada locus destacada com uma seta. . Por último, na Figura 4D, um depósito metastático de células 10 é mostrado. Como influenciar estes métodos os dados são mostrados por diferenças de Rato 1 e 3 do mouse. Rato 1 tem um número menor de células totais, do pulmão, com uma média de 21,5 células por secção de pulmão, em comparação com Rato 3, que tem uma média de 700 células por secção de pulmão. No entanto, Rato 3 tem menos loci, ou em locais onde as células estão presentes de rato 1. Rato 3 tem relativamente poucos sítios de metástase, mas o número de células por unidade de área é muito alta em 82 células por loci devido a várias metástases número de células muito grandes. Em contraste, Rato 1 tem loci mais original, mas significativamente fcélulas ewer por local em apenas uma média de duas células por localização. Estes diferentes parâmetros podem lançar luz sobre a cinética de células tráfico para o pulmão e na sua capacidade para iniciar a crescer e proliferar. Além disso, na Figura 3D, vamos mostrar alterações nas células metastáticas totais por pulmão em camundongos submetidos à necropsia aos quatro contra seis semanas. Tal como descrito nas Figuras 2C e 2D, as alterações significativas são observados em relação ao peso e tamanho do tumor em duas semanas finais de uma experiência. Este é recapitulada na Figura 3D. Os ratinhos foram necropsiados em quatro semanas não apresentaram desenvolvimento metastático, enquanto que os ratinhos às 6 semanas mostrou células metastáticas em todos os ratinhos estudados. Isso demonstra ainda mais a importância de se garantir necropsias ratos são realizados em um ponto de extremidade de fase final para garantir a formação de metástases ocorreu. Uma medição adicionado neste modelo é de alterações moleculares que ocorrem no interior do<html> tumor primário. Nas Figuras 5A-5C mostram que três exemplos de experiências de qRT / PCR medindo três genes de interesse em progressão metastática, as metaloproteinases de matriz tipo 2 (MMP-2), metaloproteinases de matriz do tipo 9 (MMP-9), e a proteína de choque térmico 27 (HSP27) respectivamente. Qualquer gene de interesse medido por meio de qRT / PCR pode ser detectada usando esta técnica. Além disso, os níveis de proteína pode ser quantificada utilizando-se procedimentos de western blot. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/50873/50873fig1.jpg" /> Figura 1. Peso corporal observado e consumo de alimentos em animais AB) de peso. Corpo em gramas, ou consumo médio de alimentos por rato por dia, em gramas, é registrado durante todo o experimento e mostrado em A) e B), respectivamente. fig2highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50873/50873fig2.jpg &quot;/&gt; Figura 2. O tamanho do tumor e peso do tumor em grupos de ratinhos individuais e. AB) O peso do tumor, em gramas, e o tamanho do tumor em centímetros quadrados de cinco ratinhos de controlo representativos e a média dos cinco ratinhos no fim de seis semanas são mostradas em A) e B), respectivamente. CD) Uma comparação entre o peso do tumor, em gramas, e o tamanho do tumor em centímetros quadrados entre grupos de ratos submetidos à necropsia aos quatro e seis semanas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50873/50873fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver maior figura</a> . <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50873/50873fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50873/50873fig3.jpg" /> Figura 3. Metástase em individual e grupos de ratos. AC) A dist metastático médiad por corte de pulmão de cinco ratinhos individuais e a média dos cinco ratinhos no fim de seis semanas representados como qualquer número total de células (A), locais de células metastáticas (B), ou metástase distinta, tal como definido por 5 + células em um cluster claramente definida (C). D) Uma comparação entre o número médio de células metastáticas por seção pulmão por rato entre os ratos submetidos à necropsia aos quatro e seis semanas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50873/50873fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver maior figura</a> . <img alt="Figura 4" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50873/50873fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50873/50873fig4.jpg" /> Figura 4. Imagens representativas de metástases pulmonares. A) Uma GFP células de pulmão positivo indivíduo em 40X objetivo é destacada com uma seta. B) Um pulmão adjacentesecção de A), mostrando a mesma célula em H &amp; E coloração. C) Uma seção de pulmão em 10X objetivo com sete locos indivíduo que contém números diferentes de células. D) Uma metástase distinta em 10X objetiva contendo 10 células cancerosas claramente definidos como um grupo. <img alt="Figura 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50873/50873fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50873/50873fig5.jpg" /> Figura 5. A análise por PCR de três genes de interesse metastáticas. QRT / PCR foi realizada em amostras tumorais obtidas de ratinhos em seis semanas. Níveis de transcritos de ARNm relativos de MMP-2 (A), MMP-9 (B), e HSP27 (C) são medidos, normalizada para GAPDH. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50873/50873fig5large.jpg" target="_blank">clique aqui para ampliar figura</a> .

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An Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer Metastasis

Este modelo ortotópico de cancro de próstata humana permite a quantificação do tamanho do tumor, as células tumorais, e a formação de metástases distinta circulante para o pulmão. Como as células deve escapar o principal órgão, entrar na corrente sanguínea, e implantar em um site secundário, este modelo recapitula efetivamente o cenário em seres humanos.

Um Modelo murino de próstata humana Metástase Ortotópico

Our laboratory has developed a novel orthotopic implantation model of  human prostate cancer (PCa). As PCa death is not due to the primary tumor, but  ...

an-orthotopic-murine-model-of-human-prostate-cancer-metastasis

Research

JoVE Journal

Medicine

35.0K visualizações.  Northwestern University.  Este modelo ortotópico de cancro de próstata humana permite a quantificação do tamanho do tumor, as células tumorais, e a formação de metástases distinta circulante para o pulmão. Como as células deve escapar o principal órgão, entrar na corrente sanguínea, e implantar em um site secundário, este modelo recapitula efetivamente o cenário em seres humanos. 

Vídeo: An Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer Metastasis

An Orthotopic Model of Murine Bladder Cancer

In this straightforward procedure, bladder tumors are established in female C57 mice through the use of catheterization, local cauterization, and subsequent cell adhesion. After their bladders are transurethrally catheterized and drained, animals are again catheterized to permit insertion of a platinum wire into bladders without damaging the urethra or bladder. The catheters are made of Teflon to serve as an insulator for the wire, which will conduct electrical current into the bladder to create a burn injury. An electrocautery unit is used to deliver 2.5W to the exposed end of the wire, burning away extracellular layers and providing attachment sites for carcinoma cells that are delivered in suspension to the bladder through a subsequent catheterization. Cells remain in the bladder for 90 minutes, after which the catheters are removed and the bladders allowed to drain naturally. The development of tumor is monitored via ultrasound. Specific attention is paid to the catheterization technique in the accompanying video.

Bladder tumors are established in female mice in a minimally invasive fashion through catheterization, local cauterization, and subsequent adhesion of carcinoma cells to the burn sites.

Um modelo ortotópico de câncer de bexiga murino

In this straightforward procedure, bladder tumors are established in female C57 mice through the use of catheterization, local cauterization, and ...

Medicina

Quantitative Analysis of Cancer Metastasis using an Avian Embryo Model

During metastasis cancer cells disseminate from the primary tumor, invade into surrounding tissues, and spread to distant organs. Metastasis is a complex process that can involve many tissue types, span variable time periods, and often occur deep within organs, making it difficult to investigate and quantify. In addition, the efficacy of the metastatic process is influenced by multiple steps in the metastatic cascade making it difficult to evaluate the contribution of a single aspect of tumor cell behavior. As a consequence, metastasis assays are frequently performed in experimental animals to provide a necessarily realistic context in which to study metastasis. Unfortunately, these models are further complicated by their complex physiology. The chick embryo is a unique in vivo model that overcomes many limitations to studying metastasis, due to the accessibility of the chorioallantoic membrane (CAM), a well-vascularized extra-embryonic tissue located underneath the eggshell that is receptive to the xenografting of tumor cells (figure 1). Moreover, since the chick embryo is naturally immunodeficient, the CAM readily supports the engraftment of both normal and tumor tissues. Most importantly, the avian CAM successfully supports most cancer cell characteristics including growth, invasion, angiogenesis, and remodeling of the microenvironment. This makes the model exceptionally useful for the investigation of the pathways that lead to cancer metastasis and to predict the response of metastatic cancer to new potential therapeutics. The detection of disseminated cells by species-specific Alu PCR makes it possible to quantitatively assess metastasis in organs that are colonized by as few as 25 cells. Using the Human Epidermoid Carcinoma cell line (HEp3) we use this model to analyze spontaneous metastasis of cancer cells to distant organs, including the chick liver and lung. Furthermore, using the Alu-PCR protocol we demonstrate the sensitivity and reproducibility of the assay as a tool to analyze and quantitate intravasation, arrest, extravasation, and colonization as individual elements of metastasis.

Using quantitative PCR, we demonstrate how the well-established chick CAM model can be used to quantitatively analyze the metastasis of human tumor cells to distant organs.

Análise quantitativa de metástase de câncer utilizando um modelo de Embrião aviária

During metastasis cancer cells disseminate from the primary tumor, invade into surrounding tissues, and spread to distant organs. Metastasis is a complex ...

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient management strategies. Orthotopic mouse models of oral cancer have been developed to facilitate the study of factors that impact invasion and serve as model system for evaluating anti-tumor therapeutics. In these systems, visualization of disseminated tumor cells within oral cavity tissues has typically been conducted by either conventional histology or with in vivo bioluminescent methods. A primary drawback of these techniques is the inherent inability to accurately visualize and quantify early tumor cell invasion arising from the primary site in three dimensions. Here we describe a protocol that combines an established model for squamous cell carcinoma of the tongue (SCOT) with two-photon imaging to allow multi-vectorial visualization of lingual tumor spread. The OSC-19 head and neck tumor cell line was stably engineered to express the F-actin binding peptide LifeAct fused to the mCherry fluorescent protein (LifeAct-mCherry). Fox1nu/nu mice injected with these cells reliably form tumors that allow the tongue to be visualized by ex-vivo application of two-photon microscopy. This technique allows for the orthotopic visualization of the tumor mass and locally invading cells in excised tongues without disruption of the regional tumor microenvironment. In addition, this system allows for the quantification of tumor cell invasion by calculating distances that invaded cells move from the primary tumor site. Overall this procedure provides an enhanced model system for analyzing factors that contribute to SCOT invasion and therapeutic treatments tailored to prevent local invasion and distant metastatic spread. This method also has the potential to be ultimately combined with other imaging modalities in an in vivo setting.

A comprehensive overview of the techniques involved in generating a mouse model of oral cancer and quantitative monitoring of tumor invasion within the tongue through multi-photon microscopy of labeled cells is presented. This system can serve as a useful platform for the molecular assessment and drug efficacy of anti-invasive compounds.

Multi-fotão imagem de invasão das células tumorais em um modelo de camundongo ortotópico de carcinoma epidermóide oral

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Combination Radiotherapy in an Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the understanding of the mechanics of tumor invasion, and direct intracerebral inoculation of tumor provides the opportunity of observing the invasive process in a physiologically appropriate environment2. As far as human brain tumors are concerned, the orthotopic models currently available are established either by stereotaxic injection of cell suspensions or implantation of a solid piece of tumor through a complicated craniotomy procedure3. In our technique we harvest cells from tissue culture to create a cell suspension used to implant directly into the brain. The duration of the surgery is approximately 30 minutes, and as the mouse needs to be in a constant surgical plane, an injectable anesthetic is used. The mouse is placed in a stereotaxic jig made by Stoetling (figure 1). After the surgical area is cleaned and prepared, an incision is made; and the bregma is located to determine the location of the craniotomy. The location of the craniotomy is 2 mm to the right and 1 mm rostral to the bregma. The depth is 3 mm from the surface of the skull, and cells are injected at a rate of 2 &mu;l every 2 minutes. The skin is sutured with 5-0 PDS, and the mouse is allowed to wake up on a heating pad. From our experience, depending on the cell line, treatment can take place from 7-10 days after surgery. Drug delivery is dependent on the drug composition. For radiation treatment the mice are anesthetized, and put into a custom made jig. Lead covers the mouse's body and exposes only the brain of the mouse. The study of tumorigenesis and the evaluation of new therapies for GBM require accurate and reproducible brain tumor animal models. Thus we use this orthotopic brain model to study the interaction of the microenvironment of the brain and the tumor, to test the effectiveness of different therapeutic agents with and without radiation.

The purpose of this article is to describe the use of an orthotopic glioblastoma model for chemoradiation studies. This article will go though cell processing, implanting, and radiotherapy of the mouse using an intracranial model.

Radioterapia em uma combinação ortotópico modelo de tumor de cérebro de camundongos

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the ...

An Orthotopic Bladder Tumor Model and the Evaluation of Intravesical saRNA Treatment

We present a novel method for treating bladder cancer with intravesically delivered small activating RNA (saRNA) in an orthotopic xenograft mouse bladder tumor model. The mouse model is established by urethral catheterization under inhaled general anesthetic. Chemical burn is then introduced to the bladder mucosa using intravesical silver nitrate solution to disrupt the bladder glycosaminoglycan layer and allows cells to attach. Following several washes with sterile water, human bladder cancer KU-7-luc2-GFP cells are instilled through the catheter into the bladder to dwell for 2 hours. Subsequent growth of bladder tumors is confirmed and monitored by in vivo bladder ultrasound and bioluminescent imaging. The tumors are then treated intravesically with saRNA formulated in lipid nanoparticles (LNPs). Tumor growth is monitored with ultrasound and bioluminescence. All steps of this procedure are demonstrated in the accompanying video.

Establishing an orthotopic bladder tumor model to evaluate antitumor effects of intravesically delivered saRNA and monitoring tumor growth by ultrasound and bioluminescent imaging.

Um modelo de tumor de bexiga ortotópico e Avaliação de Tratamento de sarna intravesical

We present a novel method for treating bladder cancer with intravesically delivered small activating RNA (saRNA) in an orthotopic xenograft mouse bladder ...

An Orthotopic Mouse Model of Anaplastic Thyroid Carcinoma

Several types of animal models of human thyroid carcinomas have been established, including subcutaneous xenograft and orthotopic implantation of cancer cells into immunodeficient mice. Subcutaneous xenograft models have been valuable for preclinical screening and evaluation of new therapeutic treatments. There are a number of advantages to using a subcutaneous model; 1) rapid, 2) reproducible, and 3) tumor establishment, growth, and response to therapeutic agents may be monitored by visual inspection. However, substantial evidence has shed light on the short-comings of subcutaneous xenograft models1-3. For instance, medicinal treatments demonstrating curative properties in subcutaneous xenograft models often have no notable impact on the human disease. The microenvironment of the site of xenographic transplantation or injection lies at the heart of this dissimilarity.
Orthotopic tumor xenograft models provide a more biologically relevant context in which to study the disease. The advantages of implanting diseased cells or tissue into their anatomical origin equivalent within a host animal includes a suitable site for tumor-host interactions, development of disease-related metastases and the ability to examine site-specific influence on investigational therapeutic remedies. Therefore, orthotopic xenograft models harbor far more clinical value because they closely reproduce human disease. For these reasons, a number of groups have taken advantage of an orthotopic thyroid cancer model as a research tool4-7.
Here, we describe an approach that establishes an orthotopic model for the study of anaplastic thyroid carcinoma (ATC), which is highly invasive, resists treatment, and is virtually fatal in all diagnosed patients. Cultured ATC cells are prepared as a dissociated cellular suspension in a solution containing a basement membrane matrix. A small volume is slowly injected into the right thyroid gland. Overall appearance and health of the mice are monitored to ensure minimal post-operative complications and to gauge pathological penetrance of the cancer. Mice are sacrificed at 4 weeks, and tissue is collected for histological analysis. Animals may be taken at later time-points to examine more advance progression of the disease. Production of this orthotopic mouse model establishes a platform that accomplishes two objectives: 1) further our understanding of ATC pathology, and 2) screen current and future therapeutic agents for efficacy in combating ATC.

Generation of an orthotopic mouse model of anaplastic thyroid carcinoma is described here. This technique employs surgical placement of human anaplastic thyroid cancer cells into the thyroid of immunodeficient mice, thus creating a more clinically relevant setting to study disease progression as well as screen innovative therapeutic interventions.

Um modelo de camundongo ortotópico de Carcinoma anaplásico da tiróide

Several types of animal models of human thyroid carcinomas have been established, including subcutaneous xenograft and orthotopic implantation of cancer ...

An Orthotopic Bladder Cancer Model for Gene Delivery Studies

Bladder cancer is the second most common cancer of the urogenital tract and novel therapeutic approaches that can reduce recurrence and progression are needed. The tumor microenvironment can significantly influence tumor development and therapy response. It is therefore often desirable to grow tumor cells in the organ from which they originated. This protocol describes an orthotopic model of bladder cancer, in which MB49 murine bladder carcinoma cells are instilled into the bladder via catheterization. Successful tumor cell implantation in this model requires disruption of the protective glycosaminoglycan layer, which can be accomplished by physical or chemical means. In our protocol the bladder is treated with trypsin prior to cell instillation. Catheterization of the bladder can also be used to deliver therapeutics once the tumors are established. This protocol describes the delivery of an adenoviral construct that expresses a luciferase reporter gene. While our protocol has been optimized for short-term studies and focuses on gene delivery, the methodology of mouse bladder catheterization has broad applications.

Implantation of cancer cells into the organ of origin can serve as a useful preclinical model to evaluate novel therapies. MB49 bladder carcinoma cells can be grown within the bladder following intravesical instillation. This protocol demonstrates catheterization of the mouse bladder for the purpose of tumor implantation and adenoviral delivery.

Um modelo de cancro da bexiga para Ortotópico Gene Estudos de entrega

Bladder cancer is the second most common cancer of the urogenital tract and novel therapeutic approaches that can reduce recurrence and progression are ...

Bioluminescent Orthotopic Model of Pancreatic Cancer Progression

Pancreatic cancer has an extremely poor five-year survival rate of 4-6%. New therapeutic options are critically needed and depend on improved understanding of pancreatic cancer biology. To better understand the interaction of cancer cells with the pancreatic microenvironment, we demonstrate an orthotopic model of pancreatic cancer that permits non-invasive monitoring of cancer progression. Luciferase-tagged pancreatic cancer cells are resuspended in Matrigel and delivered into the pancreatic tail during laparotomy. Matrigel solidifies at body temperature to prevent leakage of cancer cells during injection. Primary tumor growth and metastasis to distant organs are monitored following injection of the luciferase substrate luciferin, using in vivo imaging of bioluminescence emission from the cancer cells. In vivo imaging also may be used to track primary tumor recurrence after resection. This orthotopic model is suited to both syngeneic and xenograft models and may be used in pre-clinical trials to investigate the impact of novel anti-cancer therapeutics on the growth of the primary pancreatic tumor and metastasis.

Improved understanding of pancreatic cancer biology is critically needed to enable the development of better therapeutic options to treat pancreatic cancer. To address this need, we demonstrate an orthotopic model of pancreatic cancer that permits non-invasive monitoring of cancer progression using in vivo bioluminescence imaging.

Modelo ortotópico bioluminescente de progressão do câncer de pâncreas

Pancreatic cancer has an extremely poor five-year survival rate of 4-6%.  New therapeutic options are critically needed and depend on improved ...

Isolation of Cancer Stem Cells From Human Prostate Cancer Samples

The cancer stem cell (CSC) model has been considerably revisited over the last two decades. During this time CSCs have been identified and directly isolated from human tissues and serially propagated in immunodeficient mice, typically through antibody labeling of subpopulations of cells and fractionation by flow cytometry. However, the unique clinical features of prostate cancer have considerably limited the study of prostate CSCs from fresh human tumor samples. We recently reported the isolation of prostate CSCs directly from human tissues by virtue of their HLA class I (HLAI)-negative phenotype. Prostate cancer cells are harvested from surgical specimens and mechanically dissociated. A cell suspension is generated and labeled with fluorescently conjugated HLAI and stromal antibodies. Subpopulations of HLAI-negative cells are finally isolated using a flow cytometer. The principal limitation of this protocol is the frequently microscopic and multifocal nature of primary cancer in prostatectomy specimens. Nonetheless, isolated live prostate CSCs are suitable for molecular characterization and functional validation by transplantation in immunodeficient mice.

The isolation of cancer stem cells (CSCs) directly from human tissues is requisite for their biological characterization. This manuscript describes a methodology for the isolation of prostate CSCs from human tissues, while also providing tips on troubleshooting difficult steps.

Isolamento de células-tronco cancerosas em amostras de câncer de próstata humano

The cancer stem cell (CSC) model has been considerably revisited over the last two decades. During this time CSCs have been identified and directly ...

Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe respiratory motion artifact in the abdominal area. Orthotopic tumor models offer advantages over subcutaneous ones, because those can reflect the primary tumor microenvironment affecting blood supply, neovascularization, and tumor cell invasion. We have recently established a protocol of DCE-MRI of orthotopic pancreatic tumor xenografts in mouse models by securing tumors with an orthogonally bent plastic board to prevent motion transfer from the chest region during imaging. The pressure by this board was localized on the abdominal area, and has not resulted in respiratory difficulty of the animals. This article demonstrates the detailed procedure of orthotopic pancreatic tumor modeling using small animals and DCE-MRI of the tumor xenografts. Quantification method of pharmacokinetic parameters in DCE-MRI is also introduced. The procedure described in this article will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy.