Name: orthotopic transplantation of breast tumors as preclinical models for breast cancer
Uploaded: 2020-05-18T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Orthotopic Transplantation of Breast Tumors as Preclinical Models for Breast Cancer Video at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (R37CA2228304 ו R01HL146642 לשי חן, CA148761 לג'פרי מ. רוזן), משרד ההגנה האמריקאי (W81XWH-19-1-0524 לשי צ'ן, W81XWH-19-1-0035 ל-Xiangdong Lv), האגודה האמריקנית לסרטן (RSG-18-181-01-TBE לשי צ'ן) והמכון למניעת סרטן ומחקר של טקסס (RR150009 CPRIT Scholar In Cancer Research Award ל-Xi Chen), ליבת דגמי Vivo המתקדמים של קסנוגרפט (קסנוגרפט ודגמי Vivo המתקדמים המתקדמים ביילור קולג' לרפואה) (מימון מענק מתקן הליבה של RP170691 ומענק תמיכה במרכז הסרטן NCI-CA125123 P30).

כל הפרוטוקולים המשתמשים בבעלי חיים נבדקו ואושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים ושימוש (IACUC). שברי הגידול, בגודל של כ-1−2 מ"מ3, הם ממלאי קפוא בת קיימא המתקבל מ-Xenograft שמקורו בחולה וליבת דגמי Vivo מתקדמים במכללת ביילור לרפואה.
1. הכנת שברי גידול מאמרי קריופיזמי להשתלה...

כדי להפחית את הווריאציות בגידול על פני בעלי חיים, זה קריטי לחתוך את רקמת הגידול לתוך 1 מ"מ3 שברים להשתלה. מודלים המגדלים רקמות רכות קשה יותר לעבודה עם שברי הגידול צריך להיות לחתוך קצת יותר גדול (1−2 מ"מ3). בעת הצבת הרקמה בכיס כרית השומן הממארי יש להקפיד לא לפצל את הרקמה לחתיכות מרוב?...

ניתן לייחס את רוב מקרי המוות מסרטן השד למחלות חוזרות ונשנות העמידות בפני טיפולים קונבנציונליים1,2. ההטרוגניות הבין-גידולית של סרטן השד תורמת להתנגדות לטיפול. יתר על כן, הטרוגניות הגידול יכול לפגוע באבחנה מדויקת ולאתגר ניהול מחלות3,4. זיהוי סמנים ביולוגיים חזויים של תגובה ישפר באופן משמעותי את התוצאות הקליניות של חולים עם סרטן השד. למרות שרוב סוגי סרטן השד הם גידולים 'קרים' מבחינה חיסונית שסביר להניח שאינם מגיבים לאימונותרפיה, מעכבי מחסום חיסוני הראו הבטחה בניסויים קליניים2,5. לדוגמה, ניסוי שלב III הראה הישרדות משופרת ללא מחלות (DFS) וראיות ראשוניות כי atezolizumab (נוגדן חד שבטי נגד PD-L1) בשילוב עם nab-paclitaxel עשוי לספק יתרון הישרדותי כולל לעומת nab-paclitaxel לבד בגידולים עם ≥1% PD-L1 מכתים6. פיתוח טיפולים החושניים גידולי שד לאימונותרפיה יחולל מהפכה במשטרי הטיפול.
מודלים פרה-קליניים המשיבים בנאמנות הטרוגניות של סרטן השד האנושי ותגובה תרופתית הם קריטיים לחקר ביולוגיה של הגידול ולזיהוי סמנים ביולוגיים פוטנציאליים לטיפול ממוקד. קווי תאים מונצחים נמצאים בשימוש נרחב לחקר סרטן השד מכיוון שקווי תאים אלה קלים לגידול ושינוי גנטי כדי לחקור מנגנונים מולקולריים. עם זאת, בשל הלחץ הסלקטיבי מתרבית התאים לטווח ארוך במבחנה, סחיפה גנטית עלולה להתרחש לאורך זמן וקווי תאים של סרטן השד עשויים לשאת שינויים גנומיים ספציפיים לקו התאים הנבדלים מסטיות בגידולי השד העיקריים7,8,9.
גושי גידול קסנוגרפט (PDX) שמקורם בחולה מסוגלים לשחזר את ההטרוגניות של המחלה האנושית, והם דומים מבחינה היסטולוגית ואימונוהיסטוכימית לגידול ממוצא10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29. חשוב לציין, מודלים PDX יציבים פנוטיפי על פני השתלות מרובות כפי שמעידים היסתולוגיה, תמלולום, פרוטאום וניתוח גנומי10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29. דגמי PDX מראים תגובות טיפול דומות לאלה שנצפו קלינית10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29. דגמי PDX עבור קולטן אסטרוגן חיובי (ER+), קולטן פרוגסטרון חיובי (PR+), גורם גדילה אפידרמלי 2 חיובי (ERBB2+, HER2+) ומשולש שלילי סרטן השד (TNBC) דגמי PDX הוקמו, ומספקים פלטפורמה מצוינת לבדיקת טיפולים אנדוקריניים, כימותרפיים וממוקדים. עם זאת, אזהרה עיקרית אחת של דגמי PDX כיום היא היעדר מערכת חיסונית פונקציונלית בעכבר.
מודלי העכבר מהונדסים גנטית (GEMM), כגון Trp53 homozygous null, cMyc, Wnt1, PyMT או מודלים של ביטוי יתר של Her2, מאפשרים לחקור ייזום גידול ספונטני, התקדמות וחלומות בהקשר של מערכת חיסונית שלמה. עם זאת, השהיית הגידול ארוכה, מה שמקשה על ביצוע ניסויים פרה-קליניים עם זרועות מרובות30,31. עם זאת, GEMM ניתן להשתיל מארחים סינגניים כדי ליצור מספר מספיק של גידולים כי מקרוב recapitulate גידולים אנושיים32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45, 46,47,48,49,50,51,52,53,54,55. לדוגמה, אפיתל הממכר מעכבר BALB/c p53-null הושתל ברפידות השומן המנוקות של עכברי נמען מסוג בר סינגנים כדי ליצור גידולים ראשוניים, אשר ניתן להשתיל עוד יותר לתוך פונדקאים סינגנים56,57. הגידולים p53-null recapitulated תת סוגים שונים של גידולים אנושיים.
השילוב של דגמי PDX ו- GEMM הניתנת להשתלה מספק כלים פרה-אקליניים יקרי ערך לחקור ביולוגיה של גידול בשד, תגובת תרופות וחסינות נגד גידולים. בפרוטוקול הנוכחי, מתוארת שיטה להשתלה אורתוטופית של שברי גידול PDX ו- GEMM לתוך כרית השומן של העכבר. מודלים אלה מקובלים על מעברים סדרתיים ובדרך כלל לשמור על פנוטיפ יציב. כדי למתן את הסיכון של הסחף הגנטי או אובדן הטרוגניות על פני מעברים לאורך זמן, שברי רקמות מרובים הם cryop שמורים בכל מעבר להשתלה הבאה במקרה ששינויים ביולוגיים או מורפולוגיים נצפים לאורך זמן29,58.

<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

מודלים פרה-קליניים המשיבים בנאמנות את ההטרוגניות של הגידול ואת התגובה הטיפולית הם קריטיים לחקר סרטן השד התרגומי. קווי תאים מונצחים קלים לגידול ושינוי גנטי כדי לחקור מנגנונים מולקולריים, אך הלחץ הסלקטיבי מתרבית התאים מוביל לעתים קרובות לשינויים גנטיים ואפיגנטיים לאורך זמן. מודלים של קסנוגרפט (PDX) שמקורם בחולה מסכמים בנאמנות את ההטרוגניות ואת התגובה ההתרופהית של גידולי השד האנושיים. דגמי PDX מציגים השהיה קצרה יחסית לאחר השתלה אורתוטופית המאפשרת את החקירה של ביולוגיה של גידול השד ותגובת התרופה. מודלי העכברים המונדסים גנטית הניתנים להשתלה מאפשרים לחקור חסינות לגידול בשד. הפרוטוקול הנוכחי מתאר את השיטה להשתלה אורתוטופית של שברי גידול בשד לתוך כרית השומן הממירי ואחריו טיפולים תרופתיים. מודלים פרה-אקליניים אלה מספקים גישות חשובות לחקור ביולוגיה של גידול השד, תגובת התרופה, גילוי סמנים ביולוגיים ומנגנונים של עמידות לתרופות.

איור 1 מציג את הציוד (איור 1A) ואת ההליכים העיקריים (איור 1B) של השתלה אורתוטופית. איור 2 מראה אפיון של גידול PDX מושתל (MC1). שברי גידול (1 מ"מ3)של מודל MC1 הושתלו לתוך כרית השומן #4 של עכברי SCID / ב...

Watch this Scientific Journal Video about Orthotopic Transplantation of Breast Tumors as Preclinical Models for Breast Cancer Video at JoVE.com

Orthotopic Transplantation of Breast Tumors as Preclinical Models for Breast Cancer Video (Video) | JoVE

מודלים של קסנוגרפט (PDX) שמקורם בחולה ומודלים של עכברים מהונדסים גנטית הניתנים להשתלה מחדשים בנאמנות מחלות אנושיות והם מודלים מועדפים לחקר בסיסי ותרגום של סרטן השד. כאן, שיטה מתוארת להשתלה אורתוטופית שברי גידול השד לתוך כרית השומן הממארי כדי ללמוד ביולוגיה של הגידול ולהעריך את תגובת התרופה.

השתלה אורתוטופית של גידולי שד כמודלים פרה-אקליניים לסרטן השד

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

Utilizing Functional Genomics Screening to Identify Potentially Novel Drug Targets in Cancer Cell Spheroid Cultures

Utilizing Functional Genomics Screening to Identify Potentially Novel Drug Targets in Cancer Cell Spheroid Cultures Video (Video) | JoVE

ניצול הקרנת Genomics פונקציונלית כדי לזהות מטרות תרופה חדשנית פוטנציאלי תרבויות אליפטית תא סרטני

The identification of functional driver events in cancer is central to furthering our understanding of cancer biology and indispensable for the discovery ...

Ultrasonographic Evaluation of Breast Cancer-related Lymphedema

Ultrasonographic Evaluation of Breast Cancer-related Lymphedema Video (Video) | JoVE

הערכת Ultrasonographic של Lymphedema סרטן הקשורים השד

Lymphedema is one of the most common complications after breast cancer surgery. There are many diagnostic tools for lymphedema, but no standard method yet ...

Invasive Behavior of Human Breast Cancer Cells in Embryonic Zebrafish

Invasive Behavior of Human Breast Cancer Cells in Embryonic Zebrafish Video (Video) | JoVE

התנהגות פולשנית של תאים סרטניים בשד אדם עוברי הזברה

In many cases, cancer patients do not die of a primary tumor, but rather because of metastasis. Although numerous rodent models are available for studying ...

Development of a Human Preclinical Model of Osteoclastogenesis from Peripheral Blood Monocytes Co-cultured with Breast Cancer Cell Lines

Development of a Human Preclinical Model of Osteoclastogenesis from Peripheral Blood Monocytes Co-cultured with Breast Cancer Cell Lines Video (Video) | JoVE

התפתחות מודל פרה האנושית של Osteoclastogenesis של דם היקפיים ומונוציטים תרבותי משותף עם שורות תאים של סרטן השד

The crosstalk between tumor cells and bone cells in the bone microenvironment is crucial to understanding the mechanism of bone metastasis formation. We ...

The Application of 1% Methylene Blue Dye As a Single Technique in Breast Cancer Sentinel Node Biopsy

The Application of 1% Methylene Blue Dye As a Single Technique in Breast Cancer Sentinel Node Biopsy Video (Video) | JoVE

היישום של 1% מתילן צבען כחול כטכניקה אחת בסרטן השד הזקיף צומת ביופסיה

In this study, we injected 1% methylene blue dye (MBD) into the subareolar or peritumoral space of the breast. In the case of breast conserving surgery ...

Orthotopic Injection of Breast Cancer Cells into the Mice Mammary Fat Pad

Orthotopic Injection of Breast Cancer Cells into the Mice Mammary Fat Pad Video (Video) | JoVE

הזרקת Orthotopic של תאים סרטניים בשד אל תוך כרית שומן החלב עכברים

A proper animal model is crucial for a better understanding of diseases. Animal models established by different methods (subcutaneous injections, ...

Obtaining Cancer Stem Cell Spheres from Gynecological and Breast Cancer Tumors

Obtaining Cancer Stem Cell Spheres from Gynecological and Breast Cancer Tumors Video (Video) | JoVE

קבלת סרטן גזע כדורים מגינקולוגית סרטן השד גידולים

Cancer stem cells (CSC) are a small population with self-renewal and plasticity which are responsible for tumorigenesis, resistance to treatment and ...

Studying Triple Negative Breast Cancer Using Orthotopic Breast Cancer Model

Studying Triple Negative Breast Cancer Using Orthotopic Breast Cancer Model Video (Video) | JoVE

לומדת משולשת סרטן השד שלילי באמצעות אורתובנושא שד סרטן השד מודל

Triple-negative breast cancer (TNBC) is an aggressive breast cancer subtype with limited therapeutic options. When compared to patients with less ...

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity Video (Video) | JoVE

הדור של הלבלב אורתוטואט גידולים ואפיון Vivo Ex של תאים הסתננות של הגידול תא T

In vivo models of pancreatic cancer provide invaluable tools for studying disease dynamics, immune infiltration and new therapeutic strategies. The ...

Modeling Breast Cancer in Human Breast Tissue using a Microphysiological System

Modeling Breast Cancer in Human Breast Tissue using a Microphysiological System Video (Video) | JoVE

דוגמנות סרטן השד ברקמת השד האנושית באמצעות מערכת מיקרופיזיולוגית

Breast cancer (BC) remains a leading cause of death for women. Despite more than $700 million invested in BC research annually, 97% of candidate BC drugs ...