The authors want to thank Ms. Cornelia Heis for her excellent technical assistance in immunohistochemistry and preparation of chicken embryos. This work was supported by the Austrian Science Fund (FWF Grant No. P19552) and the European Union (EU FP7 project Optatio No: 278570).

De acordo com o direito austríaco, e do Gabinete do Laboratório Animal Welfare dos EU Public Health Service embriões de aves não são considerados como animais vertebrados vivos até hatching.The NIH Office of Laboratory Animal Welfare providenciou orientações escritas neste domínio (http: // www.grants.nih.gov/grants/olaw/references/ilar91.htm e Publicação NIH Nº .: 06-4515). 1. celular Cultura e Lentivirus Transfection <ol><li> Cultura linhas celulares MM OPM-2, meio RPMI-8226 e as células estaminais mesenquimais humanas a partir de medula óssea em meio RPMI 1640, suplementado com 10% de soro bovino fetal de vitelo e 100 UI / ml de penicilina, 100 ug / ml de estreptomicina e glutamina 2 mM na presença de 5% de CO2 a 37 ° C. </li><li> Transfectar 5 x 10 6 células HEK 293FT com mistura de ADN virai de embalagens (9 g) e 3 ug pLenti6 / V5 dest eGFP vector através da utilização de 30 ul de reagente de transfecção lipossómica e meio de transfecção (10 mL). Remover o meio de transfecção após 12 h eadicionam-se 10 ml de meio DMEM com 10% de soro de bezerro de bovino e 1% de aminoácidos não essenciais (NEAA). </li><li> Após 5 dias, recolher sobrenadantes de células HEK293FT após a centrifugação das células de natação (1000 xg, 5min). Determinar título viral por PCR em tempo real como descrito noutros locais 28. </li><li> Transfectar 1 x 10 6 culas de MM com partículas lentivirais eGFP (1 x 10 5) partículas em uma placa de 24 poços em meio de crescimento completo. Após 3 dias, iniciar o processo de selecção por adição de 2 ug / ml de blasticidina para o meio de cultura. Para o lentivírus eGFP disponível comercialmente, utilizar 500 ug / ml de neomicina. </li><li> Após 2 semanas de selecção, aglomerados de células que expressam eGFP MM irá aparecer; coletar células por centrifugação (1000 x g, 5 min) e expandi-los como OPM-2 eGFP e RPMI-8226 sublinhas eGFP para experimentos (seção 2 e 3). </li></ol> 2. 3D-Multiple Myeloma Modelo Esferóide <ol><li> Solução de colágeno tipo I Frio e 10 x DMEM oN gelo. </li><li> Misture 10/01 Volume de 10 x meio DMEM em matriz de colágeno; adicionar NaOH (0,2 N) para neutralizar a solução de colagénio ácida a um valor de pH de 7,4; loja de colágeno / solução médio no gelo. </li><li> Misture linhas celulares MM transgênicos (OPM-2 eGFP ou RPMI-8226 eGFP; 250.000 por esferóide,) com células humanas mesenquimais (50.000 células / esferóide, ou seja, queda de 30 mL). </li><li> Centrifugar mistura de células em tubos de 15 ml (1.000 xg, 5min), adicione a mistura de colagénio preparado frio (1 mL) ao sedimento de células e misturar bem (1000 uL com ponta). </li><li> Imediatamente pipeta 30 ul da mistura de colagénio / célula (com ponta 100 ul) numa placa de 24 poços em filme de parafina estéril e permitir mistura célula / colagénio para polimerizar durante 30 minutos a 37 ° C (ver Figura 1A). </li><li> MM esferóides de sobreposição com meio de cultura contendo 1 mL de 1, 10 e 100 nM bortezomib (ver Figura 1B). </li><li> Após 72 horas de incubação a 37 ° C, esferóides de documentos porestereomicroscopia de fluorescência (ver Figura 1C). </li><li> Transferir cada esferóide pelo uso de fórceps com maxilas lisas de largura num tubo de reacção para a medição de GFP (ver Figura 1D). </li></ol> 3. 3D do mieloma múltiplo Xenoenxerto Modelo no CAM <ol><li> Incubar ovos de galinha em uma incubadora de ovos de aves especial a 37 ° C e 70% de humidade durante três dias. </li><li> Em seguida, abertas e ovos embriões de transferência para esterilizados com etanol, quadrada, de 10 cm de pesagem de plástico de cultura de células com barcos placa da tampa e incubar &quot;ex ovo&quot; para mais de seis dias, de modo que o CAM é capaz de desenvolver (ver Figura 2A). </li><li> Solução de colagénio de tipo I Frio e 10 x DMEM em gelo, mistura 1/10 de volume de 10 x em meio DMEM matriz de colagénio, adiciona-se NaOH (0,2 N) para neutralizar a solução de colagénio ácida a um valor de pH de 7,4; loja de colágeno / solução médio no gelo. </li><li> Misture linhas celulares de MM transgénico (OPM-eGFP ou 2RPMI-8226 eGFP; 250.000 por esferóide,) com células mesenquimais humanas (50.000 células / esferóide). </li><li> Centrifugar as células em tubos de 15 ml (1.000 xg, 5 minutos, para cada composto de teste um frasco), adicionar 1 mL de mistura de colagénio preparada a frio com o fármaco (a concentração de trabalho pretendida) à pelete de células e misturar bem (1000 uL com ponta). </li><li> Coloque colagénio gotas (30 ul cada) em parafilme em um patê 6 bem durante 30 min para permitir que a polimerização da matriz extracelular, a 37 ° C. </li><li> Transferência &quot;onplants&quot; do passo 3.6 com a utilização de uma pinça para a superfície da CAM não tratada (2 cm de distância do embrião) de embriões de galinha de 9 dias de idade (4 onplants para cada embrião de frango, ver Figura 2B) </li><li> Após 5 dias de crescimento in vivo em uma incubadora de ovos a 37 ° C e 70% de humidade, xenoenxertos de documentos por estereomicroscopia de fluorescência (ver figura 2C). Euthanize embriões de galinha por hipotermia a 4 ° C no frigorífico durante 5 h. </li><li> Remover xenografts com tecido CAM subjacente por uma tesoura oftálmica e forceps com grandes mandíbulas planas. Use-os para a medição da GFP (seção 4, veja a Figura 2D) ou para análise imuno-histoquímica dos vasos sanguíneos e / ou invadindo células tumorais (Seção 5). </li></ol> 4. Quantificação de Proteína eGFP por ELISA <ol><li> Transferir cada esferóide MM ou xenoenxerto excisada em 0,5 ml de tampão RIPA contendo inibidores de protease / ml 200 ug. </li><li> Homogeneizar esferóide / xenoenxerto com um homogeneizador de tecidos em gelo. </li><li> Execute três congelamento / descongelamento ciclos em nitrogênio líquido e 37 ° C banho de água. </li><li> Centrifugar homogeneizado a 4 ° C durante 20 min (12.000 g) e os sobrenadantes da loja. </li><li> Diluir as amostras de 1:20 em tampão de ensaio (200 ul) de o kit de ELISA. Medir-níveis GFP GFP por um kit de ELISA comercial utilizando anticorpos anti-GFP biotinilados, de acordo com o protocolo do fabricante. </li></ol> 5. Immunohistochemical Análise de vasos sanguíneos e invadindo células tumorais <ol><li> Fix xenoenxertos excisado com área CAM em paraformaldeído a 4% O / N a 4 ° C. </li><li> Coloque xenoenxertos fixos em cassetes de embebimento e transferi-los para uma estação de incorporação de tecido com uma série crescente álcool graduado (50%, 70%, 80%, etanol a 95%, xileno e parafina; cada passo 60 min). </li><li> Xenoenxertos de secção (5 ^ m) através da utilização de um micrótomo rotativo de bancada. Coza secções de parafina em lâminas de vidro O / N a 56 ° C. </li><li> Desparafinar secções por uma série de álcoois graduados diminuindo a água duplamente destilada (xilol, 95%, 80%, 70%, etanol a 50%, água bidestilada; cada passo 10 min). </li><li> Executar a recuperação de antigénio em um banho de água (95 ° C, 20 min) com uma solução de recuperação de antigénio (citrate- tampão, pH 7,0, volume 100 ul). </li><li> Bloquear a actividade da peroxidase endógena com 100 ul de 3% de H 2 O 2 / metanol durante 30 min. </li><li> Seções bloco em PBS contendo10% de soro fetal de vitelo durante 45 min (volume 100 ul). </li><li> Mancha durante 1 h com 100 uL de anticorpo primário (1 ug / ml) diluído em PBS contendo 1% de soro de vitelo fetal, à TA. </li><li> Após lavagem três vezes em PBS, incubar durante 1 hora com o anticorpo secundário biotinilado (0,1? G / ml) em PBS contendo 1% de soro de vitelo fetal, à TA. </li><li> Após lavagem três vezes em PBS realizar a reacção de cor por a solução de avidina / (DAB) de substrato-biotina complexo (ABC) e o diaminobenzidina de acordo com as instruções do fabricante. </li><li> 5.11. Parar a reacção por transferência de secções de água duplamente destilada, de contraste com hematoxilina e montar secções com um meio de montagem sintético. </li></ol>

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Os autores não têm interesses financeiros concorrentes

O desenvolvimento de novos agentes terapêuticos para refractário MM requer menos demorado e caro sistemas in-vivo para avaliar a sensibilidade de culas de MM humano para drogas. Até à data, poucos sistemas in vivo estão disponíveis para a avaliação pré-clínica de novas terapias anti-mieloma. Todos eles têm as suas limitações para o rastreio em larga escala de bibliotecas de compostos 29. Os melhores modelos atuais para células MM humanos são altamente ratos imunodeficientes 7,...

Multiple myeloma (MM) is characterized by proliferation of malignant plasma cells in the bone marrow, bone lesions and immunodeficiency 1. Although new treatment options such as proteasome inhibitors (bortezomib) and immune modulatory drugs (pomalidomide and lenalidomide) are available, MM still remains an incurable malignancy with a grim prognosis 2. The bad prognosis might be explained by the extraordinary heterogeneity of MM cell clones that contributes to variable responses to therapy, in particular under long time treatment and selection pressure of MM clones 3.
Preclinical testing of new drugs and their combinations in vitro and in vivo is a critical and time-consuming step for future drug development. Thus, useful in-vivo models of MM are required to gain a better understanding of the biology of the disease and to enable the discovery of new drugs. Actually, the best xenotransplantation models for hematological malignancies and therapeutics are immune-deficient mice, such as the severe-combined immunodeficient (SCID) mice 4-7, the non-obese diabetic/SCID (NOD/SCID) mice 8,9 or the &#946;-microglobulin-knockout NOD/SCID mice 10,11.
Although murine models of human MM in some aspects can resemble the phenotype of human disease, immune-deficient mice are inbred, therefore simulate only one individual response to a drug and costs are very high. Due to immunosuppression animals require special maintenance conditions and the engraftment of human MM in mice requires 6 weeks to 2 months 9,12, unless cells are grafted directly to the bone marrow using a technically demanding procedure with lower rates of animal survival 7,13. Therefore, new methods using stem-cell based organoid models 14, tissue engineering 15 or sophisticated 3D cell culture models 16 have been established. They will compete in the near future with classical animal experiments for preclinical drug testing, but cannot replace systemic toxicity tests in living organisms.
The chicken embryo has been demonstrated before to be a suitable organism for xenotransplantation of human cells and tissues due to lack of adaptive immune response until hatching 17-19. Moreover, each chicken embryo reflects an individual reaction to applied drugs or tumor cells due to genetic diversity within the chicken population. The chorioallantoic membrane (CAM) is a well-established system to study tumor-dependent angiogenesis 20-22. When solid tumors are grafted to the CAM, they display many characteristics of cancers in vivo, including proliferation, invasion, angiogenesis and metastasis 23-27. 
Based on the previous experience of our group with CAM xenograft models20,26,27, a human MM model was established that combines the advantage of a human 3D culture system with the model of ex ovo developing chicken embryos. This MM model system allows real time monitoring of MM growth progression, quantification of cell mass and preclinical drug testing.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>RPMI-8226 cells</td>
			<td>DSMZ</td>
			<td>ACC 9</td>
			<td>STR profiled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OPM-2 cells</td>
			<td>DSMZ</td>
			<td>ACC 50</td>
			<td>STR profiled</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human mesenchymal stem cells&#160;</td>
			<td>PromoCell</td>
			<td>PC-C-12974</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEK293FT cells&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>R700-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI1640 Medium</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>R0883</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum&#160; HyClone</td>
			<td>ThermoScientific</td>
			<td>SH30070.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glut- Pen- Strep solution</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G6784</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM Medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>31966</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEAA</td>
			<td>Sigma Life Sciences</td>
			<td>M7145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfection Medium/Opti-MEM&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>51985</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>eGFP lentiviral particles</td>
			<td>GeneCopoeia</td>
			<td>LPP-EGFP-LV105</td>
			<td>Ready to use viral particles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pLenti6/V5Dest6 eGFP vector</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>PN 35-1271</td>
			<td>from authors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ViralpowerTM packaging mix&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P/N 35-1275</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfection reagent/ Lipofectamin 2000</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11668-027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blasticidin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>R210-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neomycin</td>
			<td>Biochrom</td>
			<td>A2912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagen-Type1&#160; Rat Tail</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>354236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM powder</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>Art.Nr. 10338582</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>plitidepsin</td>
			<td>Pharmamar</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bortezomib</td>
			<td>LKT Lab., Inc.</td>
			<td>B5871</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">SPF-white hen eggs</td>
			<td rowspan="3">Charles River</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3">Fertilized&#160; white Leghorn&#160; chicken eggs</td>
		</tr>
		<tr>
		</tr>
		<tr>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">Plastic weighing boats</td>
			<td rowspan="2">neoLab</td>
			<td rowspan="2">Art.Nr. 1-1125</td>
			<td rowspan="2">for ex-ovo culture</td>
		</tr>
		<tr>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petridish square (Lids)</td>
			<td>Simport</td>
			<td>D210-16</td>
			<td>for ex-ovo culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RIPA Buffer (10x)</td>
			<td>Cell Signaling</td>
			<td>#9806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease Inhibitor Tablets</td>
			<td rowspan="2">Roche</td>
			<td rowspan="2">11 836 170 001</td>
			<td rowspan="2"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Complete Mini EDTA-free</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFP ELISA</td>
			<td>Cell Biolabs, Inc.</td>
			<td>AKR-121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histocette II</td>
			<td>Simport</td>
			<td>M493-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PFA&#160; 37%</td>
			<td>Roth</td>
			<td>7398.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>BE17-512F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolut</td>
			<td>Normapur</td>
			<td>20,821,321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Roti-Histol</td>
			<td>Roth</td>
			<td>Art.Nr.6640.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraplast</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A6330</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">SuperFrost Microscope Slides</td>
			<td>R. Langenbrinck&#160;</td>
			<td>Art.-Nr.</td>
			<td rowspan="2"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labor- u. Medizintechnik</td>
			<td>03-0060</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">DakoCytomation Wash Buffer 10x</td>
			<td rowspan="2">DakoCytomation</td>
			<td>Code-Nr.</td>
			<td rowspan="2"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S 3006</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">Target Retrieval Solution (10x)&#160; pH 6,1</td>
			<td rowspan="2">DAKO</td>
			<td>Code-Nr.</td>
			<td rowspan="2"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S 1699</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H2O2</td>
			<td>Merck</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>m-a-hu ASMA clone 1A4</td>
			<td>DAKO</td>
			<td>M0851</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>m-a-hu CD138 clone MI15</td>
			<td>DAKO</td>
			<td>M7228</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>m-a-hu Vimentin clone V9</td>
			<td>DAKO</td>
			<td>M0725</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>m-a-hu Desmin clone D33</td>
			<td>DAKO</td>
			<td>&#160;M0760</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>m-a-hu Ki67&#160; clone MIB-1&#160;&#160;</td>
			<td>DAKO</td>
			<td>&#160;M7240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>biotinylated goat- anti-mouse IgG</td>
			<td>Vector Laboratories Inc.</td>
			<td>BA-9200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vectastain Elite ABC Kit</td>
			<td>Vector Laboratories Inc.</td>
			<td># PK-6100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FAST DAB Tablet Set.</td>
			<td>Sigma Biochemicals</td>
			<td># D4293</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mayer&#8217;s haemalaun solution</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1,092,490,500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Roti Histokitt</td>
			<td>Roth</td>
			<td>Art.Nr.6638.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bench top rotary microtome</td>
			<td>Thermo Electron, Shandon Finesse ME+</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue embedding station</td>
			<td>Leica, TP1020</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Egg-Incubator</td>
			<td>Grumbach&#160;</td>
			<td>BSS160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo fluorescence microscope equipped with an connected with a digital camera (Olympus E410) and flexible cold light&#160;</td>
			<td>Olympus, SZX10</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra Turrax&#160;</td>
			<td>IKA T10</td>
			<td></td>
			<td>Homogenizer</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

establishment of a human multiple myeloma xenograft model in the chicken to study tumor growth, invasion and angiogenesis

O mieloma múltiplo (MM), uma doença maligna de células plasmáticas, permanece incurável e novas drogas são necessárias para melhorar o prognóstico dos pacientes. Devido à ausência do microambiente do osso e factores de crescimento auto / parácrina células MM humanos são difíceis de cultivar. Portanto, existe uma necessidade urgente de estabelecer adequada in vitro e em sistemas de cultura in vivo para estudar a acção de novas terapias em culas do MM humanos. Aqui é apresentado um modelo para crescer as células de mieloma múltiplo humano num ambiente 3D complexo in vitro e in vivo. Linhas celulares de MM OPM-2 e meio RPMI-8226 foram transfectadas para expressar o transgene GFP e foram cultivadas na presença de células mesenquimais humanas e de colagénio do tipo I como matriz esferóides tridimensionais. Além disso, os esferóides foram enxertados sobre a membrana corioalantóica (CAM) de embriões de galinha e o crescimento do tumor foi monitorizado por meio de microscopia de fluorescência estéreo. Ambos os modelos permitem o estudo do romance dru terapêuticogs em um ambiente 3D complexo e a quantificação da massa de células de tumor após a homogeneização dos enxertos em um GFP-ELISA específicos do transgene. Além disso, as respostas angiogénicas do hospedeiro e a invasão de células tumorais para o tecido hospedeiro subjacente pode ser monitorizado diariamente por um microscópio estéreo e analisadas por coloração imuno-histoquímica contra células humanas de tumor (Ki-67, CD138, vimentina) ou células hospedeiras murais cobrindo vasos sanguíneos (desmina / ASMA). Em conclusão, o sistema onplant permite estudar o crescimento de células MM e angiogénese num ambiente 3D complexo e permite o rastreio de novos compostos terapêuticos que visam a sobrevivência e proliferação das células do MM.

Na análise in vitro de compostos alvo em 3D mieloma múltiplo ensaios esferóides Devido à limitação da cultura de culas do MM in vitro humanos primários estabelecemos novos modelos in vitro de cultura 3D para linhas celulares MM humanos que utilizam uma matriz extracelular e crescimento de células mesenquimais humanas primárias de suporte a partir de medula óssea (Figura 1A, B). Linhas celulares MM transgênico EG...

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Establishment of a Human Multiple Myeloma Xenograft Model in the Chicken to Study Tumor Growth, Invasion and Angiogenesis

As células humanas mieloma múltiplo (MM) requerem o microambiente favorável de células mesenquimais e componentes da matriz extracelular para a sobrevivência e proliferação. Nós estabelecemos um modelo vivo de embriões em frango com células de mieloma e mesenquimais humanas enxertados para estudar os efeitos de medicamentos contra o câncer no crescimento do tumor, invasão e angiogênese.

Criação de um Modelo de Xenoenxerto Humano mieloma múltiplo na galinha para estudar o crescimento tumoral, invasão e angiogênese

Multiple myeloma (MM), a malignant plasma cell disease, remains incurable and novel drugs are required to improve the prognosis of patients. Due to the ...

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JoVE Journal

Medicine

12.9K visualizações.  Innsbruck Medical University.  As células humanas mieloma múltiplo (MM) requerem o microambiente favorável de células mesenquimais e componentes da matriz extracelular para a sobrevivência e proliferação. Nós estabelecemos um modelo vivo de embriões em frango com células de mieloma e mesenquimais humanas enxertados para estudar os efeitos de medicamentos contra o câncer no crescimento do tumor, invasão e angiogênese. 