Name: a mouse tumor model of surgical stress to explore the mechanisms of postoperative immunosuppression and evaluate novel perioperative immunotherapies
Uploaded: 2014-03-12T19:00:00
Duration: 13 min 37 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Tumor Model of Surgical Stress to Explore the Mechanisms of Postoperative Immunosuppression and Evaluate Novel Perioperative Immunotherapies at JoVE.c

De auteurs willen dat jullie Kim Yates, Eileen Franklin en Rebecca Tjepkema (Dierverzorging en veterinaire diensten, Universiteit van Ottawa) bedanken voor hulp bij dieren ingrepen. Lee-Hwa Tai wordt ondersteund door een Fonds de recherche sante Quebec Fellowship. Dit werk werd ondersteund door exploitatiesubsidies van de Canadese Cancer Society Research Institute Innovatie Grant, Ontario ministerie van Onderzoek en Ontwikkeling Vroege Onderzoeker Award, en de Canadese Stichting voor Innovatie - Leader Grant Rebecca Auer.

1. Handhaving van 4T1 tumorcellen in vitro <ol><li> Cultuur ongewijzigde 4T1 tumorcellen in volledige DMEM (DMEM, 10% FBS, 1x penicilline / streptomycine) in 10 cm weefselkweek platen. Incubeer bij 37 ° C, 5% CO 2 weefselkweek incubator. </li><li> Split culturen 2-3 keer / week. Om optimaal te houden levensvatbaarheid cellen mag niet meer dan 80% samenvloeiing. Niet cellen voor het vaststellen van in vivo primaire tumoren gebruiken als culturen zijn in vitro gekweekt voor&gt; 1 maand omdat dit vermindert maligniteit en metastatische potentieel dan eerder gepasseerd cellen. </li></ol> 2. Oogsten 4T1 tumorcellen voor injectie <ol><li> Aspireren kweekmedium uit de weefselkweek plaat met behulp van een Pasteur pipet. </li><li> Voeg 10 ml 1x steriele PBS die 2 ml EDTA. Laat de PBS-oplossing incubeer de plaat bij 37 ° C, 5% CO 2 weefselkweek incubator gedurende 5-7 minuten. </li><li> Oogst PBS-oplossing uit plaat, rinsing de plaat 2-3x met de oplossing, overbrengen naar 15 ml conische buis. </li><li> Centrifugeer cellen gedurende 5 minuten bij 500 xg bij 4 ° C, in een bench-top centrifuge. </li><li> Zuig het supernatant en resuspendeer de celpellet in serumvrij DMEM. </li><li> Bepaal cel concentratie behulp van een mobiele balie. </li><li> Verdunnen cellen met serum-vrij medium tot 6 cells/500 ui (1x10 5 cellen/50 pi (voor injectie en plaats cellen op ijs 1x10. </li></ol> 3. Injecteren Muizen met 4T1 tumorcellen Alle dierproeven zijn uitgevoerd in overeenstemming waren met de institutionele richtlijnen bij de Animal Care veterinaire diensten van de Universiteit van Ottawa aanbevelingen voor alle dieren die orthotopic injecties of tumorimplantaten. <ol><li> Behandel muizen subcutaan buprenorfine (0,05 mg / kg) 1 uur vóór de operatie voor pijnbestrijding. </li><li> Induceren en handhaven muis onder verdoving met 2,5% isofluraan tijdens de duur van de injectietie. Knijp de voetzool van de muis om reflex reactie te detecteren. Als niets wordt gedetecteerd, worden effectieve verdoving niveaus bereikt. Steriele oogzalf wordt vervolgens op droog hoornvlies te voorkomen. </li><li> Laad een 30 G ½ in &quot;Ultra-fine&quot; Spuit met precies 50 pi cellen schorsing. Zorg ervoor dat alle luchtbellen worden verwijderd uit de kolom spuit door de zijkant van de injectiespuit te tikken om luchtbellen te verwijderen. </li><li> Plaats muis (onder verdoving) ventrale zijde naar boven. </li><li> Reinig de injectieplaats met een alcoholdoekje en de invoering van de naald horizontaal en direct in de 4e uiervet pad, langzaam afzien van het volume spuit. </li><li> Gebruik een wattenstaafje om eventuele lekkage te reinigen. </li><li> Laat muizen te herstellen van anesthesie. </li><li> Handhaaf Buprenorfine (0,05 mg / kg) voor pijnbestrijding subcutaan wordt toegediend om de 8 uur gedurende 2 dagen. </li></ol> 4. Toedienen van perioperatieve behandeling in 4T1 tumor dragende BALB / c muizen <ol><li> Op 13 dagen na de tumorcel injectie, het meten van de primaire tumor met behulp van een externe remklauw. Meet de grootste longitudinale diameter (lengte) en de grootste dwarse diameter (breedte) met de remklauw. De gemodificeerde ellipsvormig formule wordt gebruikt om het tumorvolume berekend (tumorvolume = 1/2 (lengte × breedte 2) </li><li> Op 13 dagen na de tumorcel injectie dient de primaire tumor ongeveer 1 cm 3 meten. Wanneer deze tumor meting wordt bereikt, bereiden perioperatieve therapie reagens. </li><li> Oncolytic virus is een innovatieve therapeutische die men kan toedienen in de perioperatieve periode. Bereid oncolytic virus (1x10 9 PFU / 1 ml) in 1x steriele PBS en leg ze op ijs voorafgaand aan de injectie. </li><li> Veilige en plaats muisin weerhouder voor intraveneuze staartaderinjectie. </li><li> Verwarm muis staart in warm kraanwater om laterale staartaders visualiseren. </li><li> Laad een 27 G ½ in &quot;insulinespuit&quot; met precies 100 pl oncolytic virus therapie. Zorg ervoor dat alle luchtbellen worden verwijderd uit kolom spuit. </li><li> Injecteer de muis met 1x10 8 PFU/100 ul / muis een van de laterale staartaders. Als de naald correct is ingebracht in een laterale ader dient geen weerstand wordt gevoeld bij het indrukken van de spuit. </li></ol> 5. Volledige resectie van de primaire tumor en Abdominale Links Nephrectomy <ol><li> 14 dagen na tumorcelinjectie initiëren routine peri-operatieve zorg navolging van het hoger Ottawa Dierenverzorging Veterinaire dienst erkende protocollen. Behandel muizen subcutaan buprenorfine (0,05 mg / kg) 1 uur vóór de operatie voor pijnbestrijding. Induceren en anesthesie te onderhouden met behulp van 2,5% isofluraan tijdens de operatie. Under gesteriliseerd voorwaarden en met steriele chirurgische instrumenten, wordt operatiegebied geschoren en geschrobd. Dieren worden toegediend subcutane vloeistoffen en oogzalf voorafgaand aan de operatie. </li><li> Maak een kleine incisie (1-2 cm lang) om voorzichtig en volledig verwijderen van de primaire tumor 4T1 van de uiervet pad. </li><li> Sluit de incisie met september 02-03 mm nietjes. </li><li> Expose de buik door het doorsnijden van de huid en het onderhuidse laag langs de ventrale middellijn van de muis. </li><li> Maak een insnijding in de linea alba (3-4 cm) om de muis buikvlies. </li><li> Expose de linker binnenkant van de buik door het verplaatsen van de bovenliggende darmen aan de kant. Zorg ervoor dat de darmen worden vochtig gehouden met een zoutoplossing gedrenkt steriel gaasje. </li><li> Met behulp van een botte paar chirurgische pincet, pak de linker nier zachtjes. </li><li> Met behulp van een 3-0 was beklede gevlochten zijden hechtdraad gebonden in een lus, afbinden van de navel van de linker nier en veilig met 3 chirurgische knopen. Verwijder de linker nier met surgical schaar. </li><li> Inspecteer de hechtdraad stropdas zorgvuldig om ervoor te zorgen dat er adequate hemostase is bereikt. </li><li> Sluit de onderhuidse laag met een continue lus hechting met behulp van 5-0 gevlochten absorbeerbare Vervolgens niet laag huid met behulp van 9 mm nietjes. Stappen 5,2-5,10 moet 10 min / dier nodig. </li><li> Handhaaf Buprenorfine (0,05 mg / kg) voor pijnbestrijding subcutaan wordt toegediend om de 8 uur gedurende 2 dagen. </li></ol> 6. Euthanizing Muizen en verwerking en kwantificering van longtumor Burden <ol><li> Op 28 dagen na 4T1 tumorinjectie euthanaseren muizen volgens Dierverzorging en veterinaire diensten protocol aan de Universiteit van Ottawa. </li><li> Spray neer muis met 70% ethanol. </li><li> Maak initiële incisie met een schaar net onder de ribbenkast. </li><li> Expose de thorax door te snijden door de huid en onderhuidse laag langs de ventrale middellijn van de borstholte van de muis. </li><li> Maak laterale incisies door de huid en weefsel aan elke kant tot aan de neck van de muis. </li><li> Ontleden de longen door voorzichtig grijpen de longen terwijl weg knippen bindweefsel boven en onder de longen. </li><li> Presoak gewonnen longen in koude PBS om resterende bloed te verwijderen, plaatst u in 10% gebufferde formaline dan. </li><li> Fotograferen elke long voor tumormetastasen assessment. Weeg longen voor tumorbelasting kwantificering. </li></ol>

<ol>
	<li>Tai, L. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preventing+postoperative+metastatic+disease+by+inhibiting+surgery-induced+dysfunction+in+natural+killer+cells.">Preventing postoperative metastatic disease by inhibiting surgery-induced dysfunction in natural killer cells.</a> Cancer Res. 73, 97-107 (2013).</li><li>Seth, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+Stress+Promotes+the+Development+of+Cancer+Metastases+by+a+Coagulation-Dependent+Mechanism+Involving+Natural+Killer+Cells+in+a+Murine+Model.">Surgical Stress Promotes the Development of Cancer Metastases by a Coagulation-Dependent Mechanism Involving Natural Killer Cells in a Murine Model.</a> Ann. Surg. , (2012).</li><li>Shakhar, G., Ben-Eliyahu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+prophylactic+measures+against+postoperative+immunosuppression:+could+they+reduce+recurrence+rates+in+oncological+patients.">Potential prophylactic measures against postoperative immunosuppression: could they reduce recurrence rates in oncological patients.</a> Ann. Surg. Oncol. 10, 972-992 (2003).</li><li>Shiromizu, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+laparotomy+and+laparoscopy+on+the+establishment+of+lung+metastasis+in+a+murine+model.">Effect of laparotomy and laparoscopy on the establishment of lung metastasis in a murine model.</a> Surgery. 128, 799-805 (2000).</li><li>Tsuchiya, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+surgical+stress+promotes+tumor+metastasis.">Increased surgical stress promotes tumor metastasis.</a> Surgery. 133, 547-555 (2003).</li><li>Lanier, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NK+cell+recognition.">NK cell recognition.</a> Annu. Rev. Immunol. 23, 225-274 (2005).</li><li>Espi, A., Arenas, J., Garcia-Granero, E., Marti, E., Lledo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+of+curative+surgery+on+natural+killer+cell+activity+in+colorectal+cancer.">Relationship of curative surgery on natural killer cell activity in colorectal cancer.</a> Dis. Colon Rectum. 39, 429-434 (1996).</li><li>Pollock, R. E., Lotzova, E., Stanford, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+surgical+stress+impairment+of+human+perioperative+natural+killer+cell+cytotoxicity.">Mechanism of surgical stress impairment of human perioperative natural killer cell cytotoxicity.</a> Arch. Surg. 126, 338-342 (1991).</li><li>Pollock, R. E., Lotzova, E., Stanford, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+stress+impairs+natural+killer+cell+programming+of+tumor+for+lysis+in+patients+with+sarcomas+and+other+solid+tumors.">Surgical stress impairs natural killer cell programming of tumor for lysis in patients with sarcomas and other solid tumors.</a> Cancer. 70, 2192-2202 (1992).</li><li>Ben-Eliyahu, S., Page, G. G., Yirmiya, R., Shakhar, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+that+stress+and+surgical+interventions+promote+tumor+development+by+suppressing+natural+killer+cell+activity.">Evidence that stress and surgical interventions promote tumor development by suppressing natural killer cell activity.</a> Int. J. Cancer. 80, 880-888 (1999).</li><li>Page, G. G., Blakely, W. P., Ben-Eliyahu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+that+postoperative+pain+is+a+mediator+of+the+tumor-promoting+effects+of+surgery+in+rats.">Evidence that postoperative pain is a mediator of the tumor-promoting effects of surgery in rats.</a> Pain. 90, 191-199 (2001).</li><li>Glasner, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+survival+rates+in+two+models+of+spontaneous+postoperative+metastasis+in+mice+by+combined+administration+of+a+beta-adrenergic+antagonist+and+a+cyclooxygenase-2+inhibitor.">Improving survival rates in two models of spontaneous postoperative metastasis in mice by combined administration of a beta-adrenergic antagonist and a cyclooxygenase-2 inhibitor.</a> J. Immunol. 184, 2449-2457 (2010).</li><li>Benish, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perioperative+use+of+beta-blockers+and+COX-2+inhibitors+may+improve+immune+competence+and+reduce+the+risk+of+tumor+metastasis.">Perioperative use of beta-blockers and COX-2 inhibitors may improve immune competence and reduce the risk of tumor metastasis.</a> Ann. Surg. Oncol. 15, 2042-2052 (2008).</li><li>Goldfarb, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+postoperative+immune+status+and+resistance+to+cancer+metastasis:+a+combined+perioperative+approach+of+immunostimulation+and+prevention+of+excessive+surgical+stress+responses.">Improving postoperative immune status and resistance to cancer metastasis: a combined perioperative approach of immunostimulation and prevention of excessive surgical stress responses.</a> Ann. Surg. 253, 798-810 (2011).</li><li>Tartter, P. I., Steinberg, B., Barron, D. M., Martinelli, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+prognostic+significance+of+natural+killer+cytotoxicity+in+patients+with+colorectal+cancer.">The prognostic significance of natural killer cytotoxicity in patients with colorectal cancer.</a> Arch. Surg. 122, 1264-1268 (1987).</li><li>Fujisawa, T., Yamaguchi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autologous+tumor+killing+activity+as+a+prognostic+factor+in+primary+resected+nonsmall+cell+carcinoma+of+the+lung.">Autologous tumor killing activity as a prognostic factor in primary resected nonsmall cell carcinoma of the lung.</a> Cancer. 79, 474-481 (1997).</li><li>Guillot, B., Bessis, D., Dereure, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mucocutaneous+side+effects+of+antineoplastic+chemotherapy.">Mucocutaneous side effects of antineoplastic chemotherapy.</a> Expert Opin. Drug Saf. 3, 579-587 (2004).</li><li>Deehan, D. J., Heys, S. D., Ashby, J., Eremin, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interleukin-2+(IL-2)+augments+host+cellular+immune+reactivity+in+the+perioperative+period+in+patients+with+malignant+disease.">Interleukin-2 (IL-2) augments host cellular immune reactivity in the perioperative period in patients with malignant disease.</a> Eur. J. Surg. Oncol. 21, 16-22 (1995).</li><li>Houvenaeghel, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tolerance+and+feasibility+of+perioperative+treatment+with+interferon-alpha+2a+in+advanced+cancers.">Tolerance and feasibility of perioperative treatment with interferon-alpha 2a in advanced cancers.</a> Int. Surg. 82, 165-169 (1997).</li><li>Klatte, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perioperative+immunomodulation+with+interleukin-2+in+patients+with+renal+cell+carcinoma:+results+of+a+controlled+phase+II+trial.">Perioperative immunomodulation with interleukin-2 in patients with renal cell carcinoma: results of a controlled phase II trial.</a> Br. J. Cancer. 95, 1167-1173 (2006).</li><li>Oosterling, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perioperative+IFN-alpha+to+avoid+surgically+induced+immune+suppression+in+colorectal+cancer+patients.">Perioperative IFN-alpha to avoid surgically induced immune suppression in colorectal cancer patients.</a> Histol. Histopathol. 21, 753-760 (2006).</li><li>Tai, L. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perioperative+influenza+vaccination+reduces+post-operative+metastatic+disease+by+reversing+surgery-induced+dysfunction+in+natural+killer+cells.">Perioperative influenza vaccination reduces post-operative metastatic disease by reversing surgery-induced dysfunction in natural killer cells.</a> Clin Cancer Res. , (2013).</li></ol>

De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen.

Chirurgische resectie is de steunpilaar van de therapie voor patiënten met gelokaliseerde solide maligniteiten. Zelfs met volledige resectie, veel patiënten ontwikkelen van een uitgezaaide recidief en uiteindelijk overlijden aan hun ziekte. De onmiddellijke postoperatieve periode een ideale omgeving voor de vorming van kankermetastasen, gemoduleerd, grotendeels door postoperatieve NK cel depressie. Desondanks blijft het een therapeutisch venster grotendeels genegeerd. Er zijn geen standaard perioperatieve anti-kanker therapieën die gericht zijn op het voorkomen van postoperatieve metastasen. De huidige uitdaging is om veilige en veelbelovende therapieën dat NK-cellen in de peri-operatieve periode aldus tot micrometastatische ziekte voorkomen wordt geactiveerd identificeren. Deze therapie moet rigoureus worden gekarakteriseerd voor de veiligheid en werkzaamheid in preklinische diermodellen en vervolgens vertaald naar zorgvuldig ontworpen klinische studies. De primaire verhoudingNale van het ontwikkelen van een muis tumor model van chirurgische stress is om mechanismen van onderdrukking van het immuunsysteem en metastatische verspreiding te verkennen na een operatie en innovatieve immuuntherapie evalueren met potentieel voor toekomstig gebruik bij kankerpatiënten die een operatie ondergaan om de primaire tumor te verwijderen. Om dit doel te bereiken, een 4T1 muis mammacarcinoom model in combinatie met chirurgische spanning werd ontwikkeld. Terwijl de 4T1 cellijn is een muizen &quot;borstcarcinoom&quot;, de reden om deze cellijn is de reproduceerbaarheid van spontane metastasen kunnen we de effecten van chirurgische stress in een realistisch kankermodel evalueren. In dit verband is de werkelijke oorsprong van de maligniteit is minder belangrijk dan het metastatische potentieel en tumorbiologie. De tweede essentiële component van ons model is de ontwikkeling van een dier chirurgische procedure lijken menselijke kanker chirurgie. In dit dier chirurgische stress-model, wordt de primaire 4T1 borsttumor weggesneden na 1 cm 3 bereikt. Omdatkanker operaties in menselijke patiënten te betrekken significante onderdrukking van het immuunsysteem, een open-buik nefrectomie in &quot;chirurgische spanning&quot; behandelingsgroepen is bovendien uitgevoerd. Zoals vergelijkt met meer conventionele resectie in mensen, het invasieve karakter van een volledig linker nefrectomie is zeer vergelijkbaar met vele soorten chirurgische behandelingen voor vaste tumoren, waaronder chirurgie voor colorectale kanker, eierstokkanker, nierkanker, alvleesklierkanker, longkanker en slokdarmkanker kanker. Bovendien zouden we stellen dat de diepgaande fysiologische veranderingen die peroperatief optreden, door laparotomie + nefrectomie voldoende reproduceert de overweldigende fysiologische veranderingen die optreden na invasieve chirurgie voor de meeste vaste tumoren. Om te bepalen voor PO factoren die kunnen leiden tot overmatige chirurgische stress en sterfte, de duur van de anesthesie en chirurgie en onderhouden van de lichaamstemperatuur tijdens de operatie wordt nauwkeurig gedefinieerd. Al deze parameters zijn precies een uitgevoerded omschreven in onze operatie protocol om routine peri-operatieve zorg bij patiënten kanker bij de mens weerspiegelen. De timing van de peri-operatieve behandelingen is een extra essentieel onderdeel van de perioperatieve redding model. 4T1 tumor dragende muizen zijn eerder behandeld met 3 regimes van griepvaccin: neo-adjuvante (gegeven 5 dagen vóór de ingreep), peri-operatieve (toegediend op dezelfde dag van de operatie) en perioperatieve + voor meervoudig gebruik (gegeven op de dag van de operatie, gevolgd door 2 bijkomende doses gegeven 5 dagen na elkaar). Opmerkelijk, alle 3 modi van vaccin behandeling aanzienlijk gedaald longmetastasen 22. Echter, griepvaccin peroperatief toegediend als een enkele dosis verlaagd uitzaaiingen het meest effectief. Tezamen zijn deze experimenten benadrukken het belang van de onmiddellijke perioperatieve periode als een nauw therapeutisch venster om in te grijpen in het metastatische proces. Perioperatieve gebruik van innovatieve immuuntherapie zoals oncolytic virus en vaccin is uitsluitend beperkt tot onze onderzoeksgroep. We aangetoond voor de eerste keer dat perioperatieve toediening van nieuwe oncolytic ORF en vacciniavirussen NK celonderdrukking kan omkeren na een operatie in diermodellen 1. Nog belangrijker, deze redding van immuunfunctie correleert met een vermindering in de postoperatieve vorming van metastasen. In menselijke studies, had postoperatieve kanker chirurgie patiënten NK-cel cytotoxiciteit verminderd en NK cel activiteit perioperatieve OV verhoogt aanzienlijk bij kankerpatiënten 1. Met behulp van commercieel beschikbare profylactische vaccins, hebben we aangetoond dat perioperatieve influenza vaccin administratie aanzienlijk verminderd tumormetastasen en verbeterde NK-cel cytotoxiciteit in preklinische tumormodellen. In menselijke studies, griepvaccin aanzienlijk verbeterd NK cel activiteit bij gezonde donoren en kanker chirurgie patiënten 22. Vele benaderingen worden gebruikt Canc verminderener herhaling, met inbegrip van chemotherapie en bestraling, maar deze therapieën worden meestal toegediend weken tot maanden voor het (neo-adjuvante) of na (adjuvans) chirurgie. Onderzoek op dit gebied blijkt dat de onmiddellijke postoperatieve periode is van cruciaal belang bij het bepalen van de lange termijn tumorherhaling tarieven. Daarom kunnen klinische interventies in de vorm van immuuntherapie tijdens deze kritieke periode aanzienlijke voordelen op lange termijn hebben. Onze studies met behulp van een muismodel van spontane longmetastase en chirurgische stress te bieden een unieke kans om nieuwe therapieën te onderzoeken en vast te stellen hun potentieel om perioperatieve immunosuppressie voorkomen bij darmkanker patiënten en daardoor ook kanker terugkeert te verlagen.

Chirurgie is een essentieel onderdeel in de curatieve behandeling van kanker van solide tumoren, maar ondanks volledige resectie, veel patiënten ontwikkelen van een uitgezaaide recidief en uiteindelijk overlijden aan hun ziekte. Steeds de postoperatieve periode als gevolg van de fysiologische stressrespons een operatie, zoals bloedstolling, afgifte van groeifactoren en immuunsuppressie, wordt als kritiek moment voor de ontwikkeling van metastasen. Onze groep 1,2 en anderen 3-5 blijkt dat de onmiddellijke postoperatieve periode is een uniek vatbaar tijd voor de vorming van metastasen. Een van de belangrijkste mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de prometastatic effecten van de operatie is postoperatieve dysfunctie van Natural Killer (NK) cellen 1-3. NK cellen cytotoxische lymfocyten van het aangeboren immuunsysteem betrokken bij de regulering van groei en metastasen 6 tumor. NK-cel dysfunctie na chirurgie is i gedocumenteerdn zowel menselijke patiënten 1,7-9 en diermodellen 1,10,11. Postoperatieve NK celonderdrukking correleert met een verhoogde uitzaaiingen in diermodellen van spontane en geïmplanteerde metastasen 1,11-14, terwijl in menselijke studies, lage NK-activiteit tijdens de perioperatieve periode wordt geassocieerd met een hoger percentage van kanker terugkeert en mortaliteit 15,16. Ondanks dit, zijn er momenteel geen kanker therapieën die specifiek gericht zijn de prometastatic veranderingen die onmiddellijk optreden na kanker operatie. De perioperatieve periode vertegenwoordigt een therapeutisch window of opportunity om in te grijpen in het metastatische proces. Terwijl de traditionele kankertherapieën, zoals cytotoxische chemotherapie worden geacht te toxisch voor toediening aan patiënten die herstellen van een zware operatie 17, immune therapieën zijn ideale kandidaten voor PO toediening. Perioperatieve gebruik van recombinant IL-2 en IFN-Î ³ werden onderzocht in vroege fase klinische proeven aantonen hun potentieel om postoperatieve NK celonderdrukking voorkomen en verbeteren van progressie-vrije overleving 18-21. Helaas is de verdere ontwikkeling belemmerd door de tolerantie van deze niet-specifieke cytokine therapie gecombineerd met een grote operatie 17. Virussen zijn ook potente niet-specifieke activatoren van NK-cellen. Ons onderzoek heeft eerder aangetoond dat preoperatieve toediening van replicerende virussen, zoals nieuwe anti-kanker Oncolytic virussen (OV) en niet-replicerende virale vaccins, zoals influenza vaccin-geïnduceerde chirurgie NK-cel dysfunctie kan remmen en verminderen metastasen 1,22. De chirurgische model beschreven in dit document is ons begrip van de bij de verspreiding en groei van tumorcellen na operatie mechanismen gefaciliteerd en liet ons toe om nieuwe gerichte therapieën die in de peri-operatieve periode kan worden toegediend verkennen. Om dit doel te bereiken, een diermodel van chirurgische stress en spontane metastase wad ontwikkeld. Het model maakt gebruik van de muis mammacarcinoom tumoren (BALB / c - 4T1) die in staat zijn om spontaan uitzaaien uit de primaire borstklier meerdere verre plaatsen in het bijzonder de longen zijn. Op dag 0, worden borstkankercellen geïmplanteerd in de muis borst vet pad. Op dag 14 na tumor implantatie wordt een volledige resectie van de primaire borstkanker uitgevoerd bij alle dieren. Een subgroep van dieren ontvangt extra chirurgische stress in de vorm van een abdominale nefrectomie. Op dag 28, longtumor knobbeltjes in chirurgisch gestresst en geen operatie controle muizen vergeleken worden geïsoleerd en gekwantificeerd. In dit diermodel van kanker en chirurgie, worden de effecten van chirurgie op uitzaaiingen bestudeerd en werkzaamheid van perioperatieve toediening van innovatieve immuuntherapie, waaronder replicerende en niet-replicerende viraal gebaseerde immuun-stimulerende getest voor de eerste keer.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="647">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM)</td>
			<td style="width:111px;">Corning Cell-Gro</td>
			<td style="width:153px;">10-013-CV</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Inactivated Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td style="width:111px;">HyClone</td>
			<td style="width:153px;">SH30396.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Penicillin/Streptomycin</td>
			<td style="width:111px;">Gibco</td>
			<td style="width:153px;">15070-063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">1X sterile Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td style="width:111px;">Corning cell gro</td>
			<td style="width:153px;">21-031-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Buprenorphine</td>
			<td style="width:111px;">Chiron, Guelph</td>
			<td style="width:153px;">RXN309968</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isofluorane</td>
			<td style="width:111px;">Baxter Corp</td>
			<td>1001936040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1/2 ultra-fine syringe</td>
			<td style="width:111px;">Terumo</td>
			<td>30 Gauge, SS05M3009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">9mm staples</td>
			<td style="width:111px;">Braintree</td>
			<td style="width:153px;">ACS BX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">5-0 braided absorbable suture</td>
			<td style="width:111px;">Covidien</td>
			<td style="width:153px;">UL-202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">3-0 wax braided silk suture</td>
			<td style="width:111px;">Covidien</td>
			<td style="width:153px;">S-194</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Formalin</td>
			<td style="width:111px;">Fisher</td>
			<td style="width:153px;">SF100-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4T1 tumor cells</td>
			<td style="width:111px;">ATCC</td>
			<td style="width:153px;">CRL-2539</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">BALB/c</td>
			<td style="width:111px;">Charles Rivers Labs</td>
			<td style="width:153px;">Strain Code:028</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mouse tumor model of surgical stress to explore the mechanisms of postoperative immunosuppression and evaluate novel perioperative immunotherapies

Chirurgische resectie is een essentiële behandeling voor de meeste kankerpatiënten, maar chirurgie veroorzaakt disfunctioneren van het immuunsysteem en dat is gekoppeld aan de ontwikkeling van metastatische ziekte bij diermodellen en bij kankerpatiënten. Preklinische werk van onze groep en anderen heeft een diepgaande onderdrukking van aangeboren immuunsysteem, specifiek NK cellen in de postoperatieve periode aangetoond en dit speelt een belangrijke rol in de verbeterde ontwikkeling van metastasen na de operatie. Relatief weinig dierstudies en klinische studies hebben zich gericht op het karakteriseren en het omkeren van de nadelige gevolgen van kanker chirurgie. Met een rigoureuze diermodel spontaan metastaserende tumoren en chirurgische stress, de verbetering van kanker chirurgie op de ontwikkeling van longmetastasen werd aangetoond. In dit model worden 4T1 borstkankercellen geïmplanteerd in de muis uiervet pad. Op dag 14 na tumor implantatie, een volledige resectie van de primaire borsttumor is performed bij alle dieren. Een subgroep van dieren ontvangt extra chirurgische stress in de vorm van een abdominale nefrectomie. Op dag 28, zijn longtumor knobbeltjes gekwantificeerd. Bij immunotherapie direct preoperatief werd, werd een diepe activatie van immuuncellen die de ontwikkeling van metastasen voorkomen na chirurgie gedetecteerd. Terwijl de 4T1 borsttumor chirurgie model maakt de simulatie van de effecten van abdominale chirurgische spanning op tumormetastasen, de toepasbaarheid op andere tumortypes getest moet worden. De huidige uitdaging is om veilige en veelbelovende immuuntherapie in preklinische muismodellen te identificeren en te vertalen naar haalbare perioperatieve therapie te worden gegeven aan kanker chirurgie patiënten om herhaling van gemetastaseerde ziekte te voorkomen.

Een reproduceerbaar muismodel van chirurgische stress die resulteert in de dramatische verhoging van longmetastasen ontwikkeld. Op dag 28 na de 4T1 tumorinoculatie (en 14 dagen na resectie + / - abdominale nefrectomie), werden de longen geoogst en gevisualiseerd voor metastasen. Chirurgie verhoogt duidelijk het aantal longmetastasen in vergelijking met onbehandelde muizen aangetoond door long foto (figuur 1A), opsomming van longknobbeltjes (Figuur 1B) en longgewicht (figuur 1C). Preoperatieve toediening van repliceren oncolytic virus geïnactiveerd griepvaccin aanzienlijk redt de prometastatic gevolgen van kanker chirurgie (figuren 1A-C). Om te bepalen of NK-cellen spelen een bemiddelende rol bij het voorkomen van metastasen na vaccin behandeling werden cellen NK farmacologisch verarmd gebruik van anti-asialo-GM-1 in de tumor metastase model. Aangezien NKcellen zagen we een beëindiging van het therapeutische effect van PO immuuntherapie (Figuren 2A en 2B). Deze gegevens suggereren dat tumormetastasen verwijdering in onze chirurgische stress-model voornamelijk wordt gemedieerd door oncolytic virus en influenza vaccin activatie van NK-cellen en de daaropvolgende NK-gemedieerde tumorlysis. Om verder te karakteriseren NK celfunctie na perioperatieve toediening van oncolytic virus en griep vaccin, werd ex vivo NK celdood beoordeeld. Kort samengevoegd en gesorteerd DX5 + NK-cellen werden geïsoleerd van splenocyten van chirurgisch gestresst en controlemuizen. Ze werden gekweekt samen gedurende 4 uur met chroom gelabelde YAC-1 targetcellen, bij verschillende effector-tot-verhoudingen, gevolgd door meting van supernatant chroom release met een gammateller Target. Een belangrijke operatie veroorzaakte defect in NK-cel cytotoxiciteit samen met een significant herstel van NK doden na perioperatieve toediening van oncolytic virus en influenza vaccin vergeleken met chirurgie alleen (figuren 2C en 2D) werd waargenomen. Samengenomen tonen deze resultaten aan dat de perioperatieve NK cel depressie succes worden behandeld en metastasen gereduceerd met nieuwe immunostimulerende therapieën. <img alt="Figuur 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51253/51253fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51253/51253fig1.jpg" /> Figuur 1. Nieuwe anti-kanker oncolytic virus en influenza vaccin als perioperatieve therapie tegen-operatie veroorzaakte versterking van longmetastasen. Beoordeling van 4T1 longtumor metastasen op dag 28 van de aangewezen behandeling groepen op (A) foto&#39;s van representatieve longen, (B) opsomming van longtumor knobbeltjes en (C) long gewichten. Gegevens zijn representatief voor 3 soortgelijke experimenten met n = 5-10/group (*, p = 0,01, ** p &lt;0,0001;<html> ns, niet significant). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51253/51253fig1highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a> <img alt="Figuur 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51253/51253fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51253/51253fig2.jpg" /> Figuur 2. Chirurgische spanning verhoogt longtumor uitzaaiingen door afbreuk NK-cellen. (A, B) Kwantificering van longtumor metastasen chirurgisch benadrukte muizen behandeld met nieuwe perioperatieve therapie. (C, D) Het vermogen van gezuiverd DX5 + NK-cellen van chirurgisch benadrukt en onbehandelde controles om tumorcellen te doden. De gegevens worden weergegeven als het gemiddelde percentage (+ / - SD) van chromium afgifte uit drievoudige putjes voor de aangegeven E: T ratio. Gegevens zijn representatief voor 3 soortgelijke experimenten waarbij n = 4-5/group (*, p = 0,01, ** p &lt;0,005, ns, niet significant)./ Www.jove.com/files/ftp_upload/51253/51253fig2highres.jpg &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Klik hier voor een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Tumor Model of Surgical Stress to Explore the Mechanisms of Postoperative Immunosuppression and Evaluate Novel Perioperative Immunotherapies at JoVE.c

A Mouse Tumor Model of Surgical Stress to Explore the Mechanisms of Postoperative Immunosuppression and Evaluate Novel Perioperative Immunotherapies

Een muis tumor model van chirurgische spanning wordt gebruikt om te onderzoeken hoe postoperatieve onderdrukking van het immuunsysteem bevordert gemetastaseerde ziekte en immuunstimulerende perioperatieve therapie te evalueren.

Een muis Tumor Model of Surgical Stress aan Ontdek de Mechanismen van Postoperatieve Immuunsuppressie en evalueren Novel Perioperative Immuuntherapie

Surgical resection is an essential treatment for most cancer patients, but surgery induces dysfunction in the immune system and this has been linked to ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Method for Novel Anti-Cancer Drug Development using Tumor Explants of Surgical Specimens

Methode voor het nieuwe anti-kanker medicijn ontwikkeling met behulp van Tumor Explantaten van Chirurgische Specimens


The current therapies for malignant glioma have only palliative effect. For therapeutic development, one hurdle is the discrepancy of efficacy determined ...

Normothermic Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation: A Mouse Model of Ischemia-Reperfusion Injury

Normotherme hartstilstand en cardiopulmonale reanimatie: een muismodel van ischemie-reperfusie schade

Acute Kidney Injury (AKI) is a common, highly lethal, complication of critical illness which has a high mortality1-4 and which is most 
frequently caused ...

Development of a Unilaterally-lesioned 6-OHDA Mouse Model of Parkinson's Disease

Ontwikkeling van een eenzijdig-gelaedeerde 6-OHDA muismodel van de ziekte van Parkinson

The unilaterally lesioned 6-hyroxydopamine (6-OHDA)-lesioned rat model of Parkinson's disease (PD) has proved to be invaluable in advancing our ...

Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Het gebruik van dierlijk model van Sepsis op nieuwe kruidentherapieën Evalueer

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

A Novel chirurgische benadering voor intratracheale toediening van bioactieve stoffen in een Foetale Muis Model

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and ...

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

A Novel Hoge-resolutie<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging techniek om de Dynamic Response van intracraniële structuren om tumorgroei en Therapeutics Studie

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a ...

Initiation of Metastatic Breast Carcinoma by Targeting of the Ductal Epithelium with Adenovirus-Cre: A Novel Transgenic Mouse Model of Breast Cancer

Initiatie van gemetastaseerd borstcarcinoom door Targeting van de Ductaal Epitheel met adenovirus-Cre: A Novel transgeen muismodel van de Breast Cancer

Breast cancer is a heterogeneous disease involving complex cellular interactions between the developing tumor and immune system, eventually resulting in ...

Isolation and Propagation of Circulating Tumor Cells from a Mouse Cancer Model

Isolatie en Voortplanting van circulerende tumorcellen uit een muis Cancer

Cancer metastasis is the foremost cause of cancer-associated deaths. Recent studies have shown that circulating tumor cells (CTCs) are important in cancer ...

A Novel Murine Model of Arteriovenous Fistula Failure: The Surgical Procedure in Detail

A Novel muizenmodel van fistel Failure: de chirurgische procedure in detail

The arteriovenous fistula (AVF) still suffers from a high number of failures caused by insufficient remodeling and intimal hyperplasia from which the ...

Using In Vitro Live-cell Imaging to Explore Chemotherapeutics Delivered by Lipid-based Nanoparticles

Using In Vitro Live-cell Imaging to Explore Chemotherapeutics Delivered by Lipid-based Nanoparticles

Met behulp van In Vitro Live-cel Imaging om te verkennen chemotherapeutica geleverd door lipide gebaseerde nanodeeltjes

Conventional imaging techniques can provide detailed information about cellular processes. However, this information is based on static images in an ...