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

Detta arbete stöddes av National Institutes of Health (R37CA228304 och R01HL146642 till Xi Chen, CA148761 till Jeffrey M. Rosen), USA: s försvarsdepartement (W81XWH-19-1-0524 till Xi Chen, W81XWH-19-1-0035 till Xiangdong Lv), American Cancer Society (RSG-18-181-01-TBE till Xi Chen) och Cancer Prevention and Research Institute of Texas (RR150009 CPRIT Scholar in Cancer Research Award till Xi Chen), Patient-Härledda Xenograft och Advanced In Vivo Models Core vid Baylor College of Medicine (finansiering från RP170691 CPRIT Core Facility Award och NCI-CA125123 P30 Cancer Center Support Grant).

Alla protokoll som använder djur har granskats och godkänts av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Tumörfragmenten, cirka 1−2 mm3 i storlek, kommer från livskraftigt frysta lager som erhållits från patient-härledda Xenograft och Advanced In Vivo Models Core vid Baylor College of Medicine.
1. Förberedelse av kryopreserverade brösttumörfragment för transplantation
<ol><li>Överför kryovialen med tumörfragment från flytande kväve till ett 37 °C vatt...

För att minska variationerna i tumörtillväxt mellan djur är det viktigt att skära tumörvävnaden i 1 mm3 fragment för transplantation. Modeller som växer mjukvävnad är svårare att arbeta med och tumörfragmenten måste skäras något större (1−2 mm3). När du placerar vävnaden i bröstfettdynan bör du se till att inte dela vävnaden i flera bitar eftersom detta resulterar i flera små tumörer eller märkligt formade tumörer.
Dessutom använd färsk tumö...

De flesta bröstcancerdödsfall kan tillskrivas återkommande sjukdom som är resistent mot konventionella terapier1,2. Bröstcancers inter- och intratumör heterogenitet bidrar till terapiresistens. Dessutom kan tumör heterogenitet inaktivera på korrekt prognos och utmana sjukdomshantering3,4. Identifiering av prediktiva biomarkörer för svar kommer att avsevärt förbättra kliniska resultat för patienter med bröstcancer. Även om de flesta bröstcancertyper är immunologiskt "kalla" tumörer som sannolikt inte svarar på immunterapi, har immunkontrollhämmare visat lovande resultat i kliniska prövningar2,5. Till exempel visade en fas III-studie förbättrad sjukdomsfri överlevnad (DFS) och preliminära bevis för att atezolizumab (monoklonal antikropp mot PD-L1) i kombination med nab-paklitaxel kan ge en övergripande överlevnadsfördel jämfört med enbart nab-paklitaxel i tumörer med ≥1% PD-L1färgning 6. Utveckling av terapier som sensibiliserar brösttumörer till immunterapi kommer att revolutionera behandlingsregimer.
Prekliniska modeller som troget rekapitulerar människans bröstcancer heterogenitet och läkemedelsrespons är avgörande för att studera tumörbiologi och identifiera potentiella biomarkörer för riktad terapi. Odödliga cellinjer används ofta för bröstcancerforskning eftersom dessa cellinjer är lätta att växa och genetiskt modifiera för att studera molekylära mekanismer. På grund av det selektiva trycket från långsiktig cellkultur in vitro kan genetisk drift uppstå över tid och bröstcancer cellinjer kan bära cellinjespecifika genomiska förändringar som skiljer sig från avvikelser i primära brösttumörer7,8,9.
Patient-härledda xenograft (PDX) tumör bitar kan rekapitulera heterogeniteten hos mänskliga sjukdomar, och är histologiskt och immunohistochemically liknar tumör av ursprung10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29. Viktigt är pdx modeller fenotypiskt stabila över flera transplantationer som framgår av histologi, transkriptom, proteome och genomisk analys10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25,26,27,28,29. PDX-modeller visar behandlingssvar som är jämförbara med desom observerats kliniskt 10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29. PDX-modeller för östrogenreceptorpositiv (ER+), progesteronreceptorpositiva (PR+), epidermal tillväxtfaktor 2 positiv (ERBB2+, HER2+) och trippelnegativ bröstcancer (TNBC) PDX-modeller har etablerats och ger en utmärkt plattform för att testa endokrina- , kemo- och riktade terapier. En huvudreaktion av PDX-modeller för närvarande är dock bristen på ett funktionellt immunsystem i musen.
De genetiskt konstruerade musmodellerna (GEMM), såsom Trp53 homozygous null, cMyc, Wnt1, PyMT eller Her2 overexpression modeller, tillåter studier av spontan tumörinitiering, progression och metastasering i samband med ett intakt immunsystem. Tumör latensen är dock lång, vilket gör det svårt att genomföra prekliniska prövningar med flera armar30,31. Gemm kan dock transplanteras till syngenetiska värdar för att generera tillräckligt många tumörer som nära rekapitulerar mänskligatumörer 32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45, 46,47,48,49,50,51,52,53,54,55. Till exempel transplanterades bröstepiteelet från en p53-null BALB/ c-mus i de rensade fettkuddarna hos syngeneiska vilda mottagarmöss för att bilda primära tumörer, som kan transplanteras ytterligare till syngenetiskavärdar 56,57. P53-null tumörer recapitulated olika subtyper av mänskliga tumörer.
Kombinationen av PDX-modeller och transplanterbara GEMM ger värdefulla prekliniska verktyg för att undersöka brösttumörbiologi, läkemedelsrespons och antitumörimmunitet. I det nuvarande protokollet beskrivs en metod för ortopisk transplantation av PDX och GEMM tumör fragment i mus bröst fett pad. Dessa modeller är mottagliga för seriella passager och behåller vanligtvis en stabil fenotyp. För att minska risken för genetisk drift eller förlust av heterogenitet över passager över tid, är flera vävnadsfragment kryopreserverade vid varje passage för efterföljande transplantation i händelse av att biologiska eller morfologiska förändringar observeras övertiden 29,58.

<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

Prekliniska modeller som troget rekapitulerar tumör heterogenitet och terapeutiska svar är avgörande för translationell bröstcancer forskning. Odödliga cellinjer är lätta att odla och genetiskt modifiera för att studera molekylära mekanismer, men det selektiva trycket från cellkulturen leder ofta till genetiska och epigenetiska förändringar över tid. Patient-härledda xenograft (PDX) modeller rekapitulerar troget heterogenitet och drog svar av mänskliga bröst tumörer. PDX modeller uppvisar en relativt kort latens efter ortopic transplantation som underlättar undersökningen av bröst tumör biologi och drog svar. De transplantationsbara genetiskt konstruerade musmodellerna möjliggör studier av brösttumörimmunitet. Det nuvarande protokollet beskriver metoden att ortopiskt transplantera bröst tumör fragment i bröst fett pad följt av läkemedelsbehandlingar. Dessa prekliniska modeller ger värdefulla metoder för att undersöka brösttumörbiologi, läkemedelsrespons, biomarkörupptäckt och mekanismer för läkemedelsresistens.

Figur 1 visar utrustningen (figur 1A) och viktiga förfaranden (figur 1B) för ortopisk transplantation. Figur 2 visar karakterisering av en transplanterad PDX-tumör (MC1). Tumör fragment (1 mm3)av MC1 modell transplanterades till #4 fett pad av SCID/Beige möss. En månad senare nådde den genomsnittliga tumörstorleken cir...

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

Patientbaserade xenograftmodeller (PDX) och transplanterbara genetiskt konstruerade musmodeller rekapitulerar troget mänsklig sjukdom och är föredragna modeller för grundläggande och translationell bröstcancerforskning. Här beskrivs en metod för att ortopiskt transplantera brösttumörfragment i bröstfettdynan för att studera tumörbiologi och utvärdera läkemedelssvar.

Ortopisk transplantation av brösttumörer som prekliniska modeller för bröstcancer

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

Med hjälp av funktionsgenomik screening för att identifiera potentiellt ny läkemedelsmål för cancercellernas Spheroid Kulturer

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

Ultraljud av bröstcancer relaterade lymfödem

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

Invasiv Beteende av humana bröstcancerceller i embryonal zebrafisk

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

Utveckling av en mänsklig preklinisk modell av Osteoclastogenesis från perifert blod monocyter Co odlade med Breast Cancer cellinjer

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

Tillämpningen av 1% metylenblått färgämne som en enda teknik i bröst cancer Sentinel Node biopsi

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

Ortotop injektion av bröstcancerceller i möss mjölkkörtlar fettet Pad

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

Erhålla Cancer Stem Cell Spheres från gynekologiska och bröstcancertumörer

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

Studera Triple negativ bröstcancer med ortopotopic bröstcancer modell

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

Generering av ortotopisk Pankreastumörer och ex vivo karakterisering av tumörinfiltrerande T-cell cytotoxicitet

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

Modellering av bröstcancer i bröstvävnad hos människa med hjälp av ett mikrofysiskt system

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 ...