Name: orthotopic transplantation of breast tumors as preclinical models for breast cancer
Uploaded: 2020-05-18T14:45:00
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Ce travail a été soutenu par les National Institutes of Health (R37CA228304 et R01HL146642 à Xi Chen, CA148761 à Jeffrey M. Rosen), le Département de la Défense des États-Unis (W81XWH-19-1-0524 à Xi Chen, W81XWH-19-1-0035 à Xiangdong Lv), l’American Cancer Society (RSG-18-181-01-TBE à Xi Chen) et le Cancer Prevention and Research Institute of Texas (RR150009 CPRIT Scholar in Cancer Research Award à Xi Chen), la xénogreffe dérivée du patient et les modèles in vivo avancés Core au Baylor College of Medicine (financement du RP170691 CPRIT Core Facility Award et de la subvention de soutien du centre de cancérologie NCI-CA125123 P30).

Tous les protocoles utilisant des animaux ont été examinés et approuvés par le Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux (IACUC). Les fragments tumoraux, d’une taille d’environ 1−2 mm3, proviennent de stocks congelés de manière viable obtenus à partir de la xénogreffe dérivée du patient et du noyau de modèles in vivo avancés du Baylor College of Medicine.
1. Préparation de fragments de tumeur mammaire cryoconservés pour la transplantation
<...

Pour réduire les variations de la croissance tumorale entre les animaux, il est essentiel de couper le tissu tumoral en fragmentsde 1 mm 3 pour la transplantation. Les modèles qui développent des tissus mous sont plus difficiles à travailler et les fragments tumoraux doivent être coupés légèrement plus grands (1−2 mm3). Lorsque vous placez le tissu dans la poche du coussin adipeux mammaire, veillez à ne pas diviser le tissu en plusieurs morceaux, car cela entraînerait de multiples petite...

La plupart des décès par cancer du sein peuvent être attribués à une maladie récurrente résistante aux thérapies conventionnelles1,2. L’hétérogénéité inter- et intra-tumorale des cancers du sein contribue à la résistance au traitement. De plus, l’hétérogénéité tumorale peut empiétiser sur un pronostic précis et remettre en question la prise en charge de la maladie3,4. L’identification de biomarqueurs prédictifs de la réponse améliorera considérablement les résultats cliniques des patientes atteintes d’un cancer du sein. Même si la plupart des types de cancer du sein sont des tumeurs immunologiquement « froides » qui ne répondent probablement pas à l’immunothérapie, les inhibiteurs du point de contrôle immunitaire se sont révélés prometteurs dans les essais cliniques2,5. Par exemple, un essai de phase III a montré une amélioration de la survie sans maladie (DFS) et des preuves préliminaires que l’atezolizumab (anticorps monoclonal contre PD-L1) associé au nab-paclitaxel peut fournir un bénéfice de survie globale par rapport au nab-paclitaxel seul dans les tumeurs présentant une coloration PD-L1 à ≥1%6. Le développement de thérapies qui sensibilisent les tumeurs mammaires à l’immunothérapie révolutionnera les schémas thérapeutiques.
Les modèles précliniques qui récapitulent fidèlement l’hétérogénéité du cancer du sein humain et la réponse aux médicaments sont essentiels pour étudier la biologie tumorale et identifier les biomarqueurs potentiels pour un traitement ciblé. Les lignées cellulaires immortalisées sont largement utilisées pour la recherche sur le cancer du sein, car ces lignées cellulaires sont faciles à cultiver et à modifier génétiquement pour étudier les mécanismes moléculaires. Cependant, en raison de la pression sélective de la culture cellulaire à long terme in vitro, une dérive génétique peut se produire au fil du temps et les lignées cellulaires du cancer du sein peuvent comporter des altérations génomiques spécifiques à la lignée cellulaire qui sont distinctes des aberrations dans les tumeurs mammaires primaires7,8,9.
Les morceaux tumoraux de xénogreffe dérivés du patient (PDX) sont capables de récapituler l’hétérogénéité de la maladie humaine et sont histologiquement et immunohistochimiquement similaires à la tumeur d’origine10,11,12,13,14,15, 16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29. Il est important de savoir que les modèles PDX sont phénotypiquement stables sur plusieurs transplantations, comme en témoignent l’histologie, le transcriptome, le protéome etl’analysegénomique 10,11,12,13,14,15,16,17,18 ,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29. Les modèles PDX montrent des réponses au traitement comparables à celles observées cliniquement10,11,12,13, 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29. Des modèles PDX pour les modèles PDX positifs aux récepteurs des œstrogènes (ER+),positifs aux récepteurs de la progestérone (PR+),positifs au facteur de croissance épidermique 2 (ERBB2+,HER2+)et triple négatifs du cancer du sein (CSTN) ont été établis et constituent une excellente plate-forme pour tester les thérapies endocriniennes, chimio et ciblées. Cependant, l’une des principales mises en garde des modèles PDX à l’heure actuelle est l’absence d’un système immunitaire fonctionnel chez la souris.
Les modèles murins génétiquement modifiés (GEMM), tels que les modèles de surexpression Trp53 homozygotes null, cMyc, Wnt1, PyMT ou Her2, permettent d’étudier l’initiation, la progression et les métastases tumorales spontanées dans le contexte d’un système immunitaire intact. Cependant, la latence tumorale est longue, ce qui rend difficile la réalisation d’essais précliniques avec plusieurs bras30,31. Cependant, GEMM peut être transplanté sur des hôtes syngéniques pour générer un nombre suffisant de tumeurs qui récapitulent étroitement les tumeurs humaines32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45, 46,47,48,49,50,51,52,53,54,55. Par exemple, l’épithélium mammaire d’une souris BALB/c p53-null a été transplanté dans les coussinets graisseux nettoyés de souris receveuses syngéniques de type sauvage pour former des tumeurs primaires, qui peuvent être transplantées dans des hôtes syngéniques56,57. Les tumeurs p53-null ont récapitulé différents sous-types de tumeurs humaines.
La combinaison de modèles PDX et de GEMM transplantables fournit des outils précliniques précieux pour étudier la biologie des tumeurs mammaires, la réponse aux médicaments et l’immunité antitumorale. Dans le protocole actuel, une méthode de transplantation orthotopique de fragments tumoraux PDX et GEMM dans le coussinet adipeux mammaire de la souris est décrite. Ces modèles se prêtent à des passages en série et conservent généralement un phénotype stable. Pour atténuer le risque de dérive génétique ou de perte d’hétérogénéité entre les passages au fil du temps, plusieurs fragments de tissus sont cryoconservés à chaque passage pour une transplantation ultérieure dans le cas où des changements biologiques ou morphologiques sont observés au fil du temps29,58.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mg/mL Buprenorphine-SR</td>
			<td>ZooPharm (via BCM veterinarians)</td>
			<td></td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>26G syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>148232E</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine Scrub</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>19-027132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Swabs</td>
			<td>VWR International Laboratory</td>
			<td>89031-272</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>MT 10-013-CM</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric shaver</td>
			<td>Oster</td>
			<td>78005-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass beads sterilizer (Germinator)</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>DS-401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lubricant ophthalmic ointment</td>
			<td>Akorn Animal Health</td>
			<td>17478-062-35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Dissecting Forceps; Serrated, Angular (regular forceps)</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-5139</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Dissecting Spring Scissors (fat pad cutter)</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-5658BT</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Forceps (tissue placing forceps)</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-5069</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri Dish</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>08-757- 100D</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile drape</td>
			<td>Sai Infusion Technology</td>
			<td>PSS-SD1</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgery scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-5960</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Forceps (claw forceps)</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-5158</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wound clip applier</td>
			<td>BD Autoclip Wound System</td>
			<td>01-804</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wound clip remover</td>
			<td>BD Autoclip Wound System</td>
			<td>01-804-15</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wound clips</td>
			<td>BD Autoclip Wound System</td>
			<td>01-804-5</td>
			<td>Sterile</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

orthotopic transplantation of breast tumors as preclinical models for breast cancer

Les modèles précliniques qui récapitulent fidèlement l’hétérogénéité tumorale et la réponse thérapeutique sont essentiels pour la recherche translationnelle sur le cancer du sein. Les lignées cellulaires immortalisées sont faciles à cultiver et à modifier génétiquement pour étudier les mécanismes moléculaires, mais la pression sélective de la culture cellulaire conduit souvent à des altérations génétiques et épigénétiques au fil du temps. Les modèles de xénogreffes dérivées du patient (PDX) récapitulent fidèlement l’hétérogénéité et la réponse médicamenteuse des tumeurs mammaires humaines. Les modèles PDX présentent une latence relativement courte après la transplantation orthotopique qui facilite l’étude de la biologie de la tumeur mammaire et de la réponse aux médicaments. Les modèles murins génétiquement modifiés transplantables permettent l’étude de l’immunité tumorale du sein. Le protocole actuel décrit la méthode de transplantation orthotopique de fragments de tumeur mammaire dans le coussinet adipeux mammaire, suivie de traitements médicamenteux. Ces modèles précliniques fournissent des approches précieuses pour étudier la biologie des tumeurs du sein, la réponse aux médicaments, la découverte de biomarqueurs et les mécanismes de résistance aux médicaments.

La figure 1 montre l’équipement (Figure 1A) et les principales procédures ( Figure1B) de la transplantation orthotopique. La figure 2 montre la caractérisation d’une tumeur PDX transplantée (MC1). Des fragments tumoraux (1 mm3)du modèle MC1 ont été transplantés dans le coussinet de graisse n ° 4 de souris SCID / B...

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Les modèles de xénogreffes dérivées de patients (PDX) et les modèles murins génétiquement modifiés transplantables récapitulent fidèlement les maladies humaines et sont des modèles préférés pour la recherche fondamentale et translationnelle sur le cancer du sein. Ici, une méthode est décrite pour transplanter orthotopiquement des fragments de tumeur mammaire dans le coussinet adipeux mammaire afin d’étudier la biologie tumorale et d’évaluer la réponse médicamenteuse.

Transplantation orthotopique de tumeurs mammaires comme modèles précliniques pour le cancer du sein

Preclinical models that faithfully recapitulate tumor heterogeneity and therapeutic response are critical for translational breast cancer research. ...

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Orthotopic Transplantation of Breast Tumors as Preclinical Models for Breast Cancer

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Recherche

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