JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Medicine

Primaire orthotopische glioom xenograften recapituleren infiltratieve groei en isocitraat dehydrogenase I mutatie

Published: January 14th, 2014

DOI:

10.3791/50865

1Department of Neurology, Vanderbilt University Medical Center, 2Vanderbilt Ingram Cancer Center, Vanderbilt University Medical Center, 3Neurology Service, Veteran Affairs TVHS

Kwaadaardige gliomen vormen een heterogene groep van zeer infiltratieve gliane neoplasmata met duidelijke klinische en moleculaire kenmerken. Primaire orthotopische xenograften heroveren de histopathologische en moleculaire kenmerken van kwaadaardige glioomsubtypes in preklinische diermodellen.

Kwaadaardige gliomen vormen een heterogene groep van zeer infiltratieve gliane neoplasmata met duidelijke klinische en moleculaire kenmerken. Primaire orthotopische xenograften heroveren de histopathologische en moleculaire kenmerken van kwaadaardige glioomsubtypes in preklinische diermodellen. Om who-graad III en IV kwaadaardige gliomen te modelleren in transplantatietesten, worden menselijke tumorcellen ge xenografeerd in een orthotopische plaats, de hersenen, van immuungecompromitteerde muizen. In tegenstelling tot secundaire xenograften die gekweekte tumorcellen gebruiken, worden menselijke glioomcellen gescheiden van gereseceerde monsters en getransplanteerd zonder voorafgaande passage in weefselkweek om primaire xenograften te genereren. De procedure in dit rapport beschrijft de voorbereiding van tumormonsters, intracraniële transplantatie in immuungecompromitteerde muizen, monitoring op tumorengraftment en tumoroogst voor latere passage in ontvangende dieren of analyse. Tumorcelvoorbereiding vereist 2 uur en chirurgische procedure vereist 20 minuten / dier.

Kwaadaardige gliomen zijn primaire gliatumoren van het centrale zenuwstelsel die voorkomen in de hersenen en af en toe het ruggenmerg. Gliomen worden door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) geclassificeerd op basis van histologische gelijkenis met astrocyten, oligodendrocyten of ependymale cellen en vervolgens numeriek ingedeeld (I tot IV) voor pathologische kenmerken van maligniteit. De meest voorkomende histologische subtypes zijn astrocytomen, oligodendrogliomen en gemengde oligoastrocytomen. Kwaadaardige gliomen die WHO-klassen II tot IV omvatten, worden gekenmerkt door invasieve groei en recalcitrance voor de huidige therapieën. Elk jaar worden in de Verenigde....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. Voorbereiding van tumorcelsuspensie

Opmerking: Voor het vaststellen en onderhouden van primaire orthotopische glioom xenograften zijn passende institutionele goedkeuringen voor het gebruik van patiëntenmateriaal en dieren vereist. In het Vanderbilt Universitair Medisch Centrum wordt gereseceerd tumormateriaal verzameld dat hoger is dan het materiaal dat nodig is voor diagnostische doeleinden, met toestemming van de patiënt voor een onderzoeksweefselopslagplaats. Specimens .......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Gedissocieerde glioomcellen worden rechtstreeks in de hersenen van immuungecompromitteerde muizen getransplanteerd om primaire orthotopische xenograftlijnen te verkrijgen. Elk tumormonster krijgt voorafgaand aan de transplantatie een gerandomiseerd nummer toegewezen, als onderdeel van het deidentificatieproces om beschermde gezondheidsinformatie te verwijderen. Hiervoor gebruiken we een 5-cijferig REDcap databasenummer. Figuur 1 illustreert het proces en de nomenclatuur voor het vaststellen van een xenog.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Gekweekte cellijnen, xenografts en genetisch gemanipuleerde muizen zijn de meest voorkomende methoden voor het modelleren van gliomen, en er zijn verschillende voordelen en beperkingen voor elk modelsysteem3,13,14. Relevante voordelen van primaire orthotopische glioom xenograften zijn infiltratieve groei die diffuse gliomen typeert en het behoud van genetische veranderingen en belangrijke signaleringsmechanismen die buitengewoon moeilijk te onderhouden kunnen zijn in gekweekte glioomcellen. Bijvoorbeeld, i.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

We zijn vooral patiënten van het Vanderbilt Universitair Medisch Centrum die onschatbaar onderzoeksmateriaal leverden voor de Molecular Neurosurgical Tissue Bank, bijzonder veel tegoed. We danken degenen die de Tissue Bank hebben opgericht en onderhouden, Reid C. Thompson MD (hoofdonderzoeker), Cherryl Kinnard RN (onderzoeksverpleegkundige) en Larry A. Pierce MS (manager). Histologische diensten werden gedeeltelijk uitgevoerd door het Translational Pathology Shared Resource van het Vanderbilt Universitair Medisch Centrum (VUMC) (ondersteund door toekenning 5P30 CA068485 aan het Vanderbilt-Ingram Cancer Center). Dit werk werd ondersteund door subsidies aan MKC van het ....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments

Phosphate buffered saline

Life Technologies

14040-133

Papain dissociation system

Worthington Biochemical Corp.

LK003150

Trypan blue solution 0.4%

Life Technologies

15250061

Ketamine HCl

Obtained from institutional pharmacy or local veterinary supply company

Xylazine HCl

Ketoprofen

Ophthalmic ointment

Povidone-iodine

Fisher Scientific

190061617

Cryopreservation medium and proliferation supplement

StemCell Technologies

05751

0.2% Heparin sodium salt in PBS

StemCell Technologies

07980

Penicillin-streptomycin

Life Technologies

15140-122

Dimethyl sulfoxide

Sigma-Aldrich

D6250-5X10ML

NOD.Cg-Prkdcscid I/2rgtm1Wjl/SzJ mice

The Jackson Laboratory

005557

NSG mice

Anti-human vimentin antibody

Dako

M7020

Use 1:200 to 1:800

Anti-human IDH1 R132H antibody

Dianova

DIA-H09

Use 1:100 to 1:400

Material

Company

Catalogue Number

Comments

Centrifuge with swinging bucket rotor

Pipetter with dispensing speed control

Disposable hemocytometer

Fisher Scientific

22-600-100

Sterile surgical gloves

Fisher Scientific

11-388128

Disposable gown

Fisher Scientific

18-567

Surgical mask

Fisher Scientific

19-120-1256

Tuberculin syringe

BD

305620

Alcohol pads

Fisher Scientific

22-246-073

Portable electronic scale

Fisher Scientific

01-919-33

Zoom stereomicroscope

Surgical clipper

Stoelting

51465

Scalpel handle

Fine Science Tools

10003-12

Scalpel blades, #10

Stereotaxic instrument

Stoelting

51730

High-speed drill

Stoelting

51449

Drill bit, 0.6 mmStoelting514552

Hamilton syringe

Hamilton

80336

Autoclip, 9 mm

BD

427630

Circulating water warming pad

Kent Scientific

TP-700

TP-1215EA

Hot bead dry sterilizer

Kent Scientific

INS300850

Surgical scissors

Fine Science Tools

14101-14

Fine scissors

Fine Science Tools

14094-11

Spring scissors

Fine Science Tools

15018-10

Dumont forceps

Fine Science Tools

11251-30

Semimicro spatulas

Fisher Scientific

14374

Mouse brain slicer matrix

Zivic Instruments

BSMAS002-1

Cryogenic storage vials

Fisher Scientific

12-567-501

  1. Johnson, J. I., et al. Relationships between drug activity in NCI preclinical in vitro and in vivo models and early clinical trials. Br. J. 84, 1424-1431 (2001).
  2. Witt Hamer, D. e., C, P., et al. The genomic profile of human malignant glioma is altered early in primary cell culture and preserved in spheroids. Oncogene. 27, 2091-2096 (2008).
  3. Lee, J., et al. Tumor stem cells derived from glioblastomas cultured in bFGF and EGF more closely mirror the phenotype and genotype of primary tumors than do serum-cultured cell lines. Cancer Cell. 9, 391-403 (2006).
  4. Pandita, A., Aldape, K. D., Zadeh, G., Guha, A., James, C. D. Contrasting in vivo and in vitro fates of glioblastoma cell subpopulations with amplified EGFR. Genes Chromosomes Cancer. 39, 29-36 (2004).
  5. Daniel, V. C., et al. A primary xenograft model of small-cell lung cancer reveals irreversible changes in gene expression imposed by culture in vitro. Cancer Res. 69, 3364-3373 (2009).
  6. Piaskowski, S., et al. Glioma cells showing IDH1 mutation cannot be propagated in standard cell culture conditions. Br. J. Cancer. 104, 968-970 (2011).
  7. Vescovi, A. L., Galli, R., Reynolds, B. A. Brain tumour stem cells. Nat. Rev. 6, 425-436 (2006).
  8. Sasai, K., et al. Shh pathway activity is down-regulated in cultured medulloblastoma cells: implications for preclinical studies. Cancer Res. 66, 4215-4222 (2006).
  9. Shu, Q., et al. Direct orthotopic transplantation of fresh surgical specimen preserves CD133+ tumor cells in clinically relevant mouse models of medulloblastoma and glioma. Stem Cells. 26, 1414-1424 (2008).
  10. Suggitt, M., Bibby, M. C. 50 years of preclinical anticancer drug screening: empirical to target-driven approaches. Clin. Cancer Res. 11, 971-981 (2005).
  11. Kerbel, R. S. Human tumor xenografts as predictive preclinical models for anticancer drug activity in humans: better than commonly perceived-but they can be improved. Cancer Biol. Ther. 2, 134-139 (2003).
  12. Park, C. Y., Tseng, D., Weissman, I. L. Cancer stem cell-directed therapies: recent data from the laboratory and clinic. Mol. Ther. 17, 219-230 (2009).
  13. Carlson, B. L., Pokorny, J. L., Schroeder, M. A., Sarkaria, J. N. Establishment, maintenance and in vitro and in vivo applications of primary human glioblastoma multiforme (GBM) xenograft models for translational biology studies and drug discovery. Curr. Protoc. Pharmacol. Chapter. 14, (2011).
  14. Hambardzumyan, D., Parada, L. F., Holland, E. C., Charest, A. Genetic modeling of gliomas in mice: new tools to tackle old problems. Glia. 59, 1155-1168 (2011).
  15. Sarangi, A., et al. Targeted inhibition of the Hedgehog pathway in established malignant glioma xenografts enhances survival. Oncogene. 28, 3468-3476 (2009).
  16. Valadez, J. G., et al. Identification of Hedgehog pathway responsive glioblastomas by isocitrate dehydrogenase mutation. Cancer Lett. 328, 297-306 (2013).
  17. Bar, E. E., et al. Cyclopamine-mediated hedgehog pathway inhibition depletes stem-like cancer cells in glioblastoma. Stem Cells. 25, 2524-2533 (2007).
  18. Ehtesham, M., et al. Ligand-dependent activation of the hedgehog pathway in glioma progenitor cells. Oncogene. 26, 5752-5761 (2007).
  19. Kelly, J. J., et al. Oligodendroglioma cell lines containing t(1;19)(q10;p10. Neuro-oncology. 12, 745-755 (2010).
  20. Quintana, E., et al. Efficient tumour formation by single human melanoma cells. Nature. 456, 593-598 (2008).
  21. Shultz, L. D., et al. Human lymphoid and myeloid cell development in NOD/LtSz-scid IL2R gamma null mice engrafted with mobilized human hemopoietic stem cells. J. Immunol. 174, 6477-6489 (2005).
  22. Singh, S. K., et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature. 432, 396-401 (2004).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved