Name: modeling primary bone tumors and bone metastasis with solid tumor graft implantation into bone
Uploaded: 2020-09-09T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Modeling Primary Bone Tumors and Bone Metastasis with Solid Tumor Graft Implantation into Bone at JoVE.com

Forfatterne anerkender det kritiske bidrag fra Dr. Beth Chaffee, DVM, PhD, DACVP til udviklingen af denne teknik.

Alle beskrevne dyreforsøg blev godkendt af den institutionelle dyrepleje- og brugskomité ved University of Cambridge, Cambridge, Storbritannien.
1. Forberedelse af cellelinjer
<ol><li>Dyrk cellelinjer i overensstemmelse med laboratoriets standardcellekulturprotokoller for traditionel cellekultur eller injektion i mus. Standardprotokoller, der anvendes her, er vækst i Dulbeccos modificerede Eagle's medium indeholdende 10% føtalt bovint serum (FBS), L-glutamin og penicillin / streptomycin ...

<ol>
	<li>Bryda, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Mighty+Mouse:+the+impact+of+rodents+on+advances+in+biomedical+research.">The Mighty Mouse: the impact of rodents on advances in biomedical research.</a> Missouri Medicine. 110 (3), 207-211 (2013).</li><li>Vandamme, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+rodents+as+models+of+human+diseases.">Use of rodents as models of human diseases.</a> Journal of Pharmacy and Bioallied Sciences. 6 (1), 2-9 (2014).</li><li>Simmons, J. K., 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=Animal+Models+of+Bone+Metastasis.">Animal Models of Bone Metastasis.</a> Veterinary Pathology. 52 (5), 827-841 (2015).</li><li>Wolfe, T. D., 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+zoledronic+acid+and+amputation+on+bone+invasion+and+lung+metastasis+of+canine+osteosarcoma+in+nude+mice.">Effect of zoledronic acid and amputation on bone invasion and lung metastasis of canine osteosarcoma in nude mice.</a> Clinical and Experimental Metastasis. 28 (4), 377-389 (2011).</li><li>Wang, 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=The+Clinicopathological+features+and+survival+outcomes+of+patients+with+different+metastatic+sites+in+stage+IV+breast+cancer.">The Clinicopathological features and survival outcomes of patients with different metastatic sites in stage IV breast cancer.</a> BMC Cancer. 19 (1), 1091 (2019).</li><li>James, J. 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=metastases+from+breast+carcinoma:+histopathological+-+radiological+correlations+and+prognostic+features.">metastases from breast carcinoma: histopathological - radiological correlations and prognostic features.</a> British Journal of Cancer. 89 (4), 660-665 (2003).</li><li>Pantel, K., Brakenhoff, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+the+metastatic+cascade.">Dissecting the metastatic cascade.</a> Nature Reviews Cancer. 4 (6), 448-456 (2004).</li><li>Chaffee, B. K., Allen, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clinically+relevant+mouse+model+of+canine+osteosarcoma+with+spontaneous+metastasis.">A clinically relevant mouse model of canine osteosarcoma with spontaneous metastasis.</a> In Vivo. 27 (5), 599-603 (2013).</li><li>Munajat, I., Zulmi, W., Norazman, M. Z., Wan Faisham, W. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumour+volume+and+lung+metastasis+in+patients+with+osteosarcoma.">Tumour volume and lung metastasis in patients with osteosarcoma.</a> Journal of Orthopaedic Surgery (Hong Kong). 16 (2), 182-185 (2008).</li><li>Huang, X., 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=Risk+and+clinicopathological+features+of+osteosarcoma+metastasis+to+the+lung:+A+population-based+study.">Risk and clinicopathological features of osteosarcoma metastasis to the lung: A population-based study.</a> Journal of Bone Oncology. 16, 100230 (2019).</li><li>Li, W., Zhang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+of+patients+with+primary+osteosarcoma+and+lung+metastases.">Survival of patients with primary osteosarcoma and lung metastases.</a> Journal of BUON. 23 (5), 1500-1504 (2018).</li><li>Campbell, J. P., Merkel, A. R., Masood-Campbell, S. K., Elefteriou, F., Sterling, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+of+bone+metastasis.">Models of bone metastasis.</a> Journal of Visualized Experiments. (67), e4260 (2012).</li><li>Maloney, C., 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=Intratibial+Injection+Causes+Direct+Pulmonary+Seeding+of+Osteosarcoma+Cells+and+Is+Not+a+Spontaneous+Model+of+Metastasis:+A+Mouse+Osteosarcoma+Model.">Intratibial Injection Causes Direct Pulmonary Seeding of Osteosarcoma Cells and Is Not a Spontaneous Model of Metastasis: A Mouse Osteosarcoma Model.</a> Clinical Orthopedics and Related Research. 476 (7), 1514-1522 (2018).</li><li>Dai, J., Hensel, J., Wang, N., Kruithof-de Julio, M., Shiozawa, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+for+studying+prostate+cancer+bone+metastasis.">Mouse models for studying prostate cancer bone metastasis.</a> BoneKey Reports. 5, 777 (2016).</li><li>Marques da Costa, M. E., 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=Establishment+and+characterization+of+in+vivo+orthotopic+bioluminescent+xenograft+models+from+human+osteosarcoma+cell+lines+in+Swiss+nude+and+NSG+mice.">Establishment and characterization of in vivo orthotopic bioluminescent xenograft models from human osteosarcoma cell lines in Swiss nude and NSG mice.</a> Cancer Medicine. 7 (3), 665-676 (2018).</li><li>Raheem, O., 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=A+novel+patient-derived+intra-femoral+xenograft+model+of+bone+metastatic+prostate+cancer+that+recapitulates+mixed+osteolytic+and+osteoblastic+lesions.">A novel patient-derived intra-femoral xenograft model of bone metastatic prostate cancer that recapitulates mixed osteolytic and osteoblastic lesions.</a> Journal of Translational Medicine. 9, 185 (2011).</li><li>Sasaki, H., Iyer, S. V., Sasaki, K., Tawfik, O. W., Iwakuma, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+intrafemoral+injection+with+minimized+leakage+as+an+orthotopic+mouse+model+of+osteosarcoma.">An improved intrafemoral injection with minimized leakage as an orthotopic mouse model of osteosarcoma.</a> Analytical Biochemistry. 486, 70-74 (2015).</li><li>Valastyan, S., Weinberg, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+metastasis:+molecular+insights+and+evolving+paradigms.">Tumor metastasis: molecular insights and evolving paradigms.</a> Cell. 147 (2), 275-292 (2011).</li><li>Yu, C., 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=Intra-iliac+Artery+Injection+for+Efficient+and+Selective+Modeling+of+Microscopic+Bone+Metastasis.">Intra-iliac Artery Injection for Efficient and Selective Modeling of Microscopic Bone Metastasis.</a> Journal of Visualized Experiments. (115), e53982 (2016).</li><li>Kuchimaru, 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=A+reliable+murine+model+of+bone+metastasis+by+injecting+cancer+cells+through+caudal+arteries.">A reliable murine model of bone metastasis by injecting cancer cells through caudal arteries.</a> Nature Communications. 9 (1), 2981 (2018).</li><li>Haley, H. 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=Enhanced+Bone+Metastases+in+Skeletally+Immature+Mice.">Enhanced Bone Metastases in Skeletally Immature Mice.</a> Tomography. 4 (2), 84-93 (2018).</li><li>Lei, Z. G., Ren, X. H., Wang, S. S., Liang, X. H., Tang, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunocompromised+and+immunocompetent+mouse+models+for+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma.">Immunocompromised and immunocompetent mouse models for head and neck squamous cell carcinoma.</a> Onco Targets and Therapy. 9, 545-555 (2016).</li><li>Lefley, D., 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=Development+of+clinically+relevant+in+vivo+metastasis+models+using+human+bone+discs+and+breast+cancer+patient-derived+xenografts.">Development of clinically relevant in vivo metastasis models using human bone discs and breast cancer patient-derived xenografts.</a> Breast Cancer Research. 21 (1), 130 (2019).</li><li>Tuveson, D., Clevers, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+modeling+meets+human+organoid+technology.">Cancer modeling meets human organoid technology.</a> Science. 364 (6444), 952-955 (2019).</li></ol>

Denne rapport dokumenterer vores model til at skabe primære knogletumorer eller knoglemetastaser efter intratibiel implantation af en tumorallograft. Vi mener, at der er flere kritiske skridt i denne proces. Der bør etableres et sikkert bedøvelsesplan for både subkutan injektion af tumorcellesuspensionen og intratibiel placering af de resulterende tumorfragmenter. Der bør være steril forberedelse af det kirurgiske sted til både fjernelse af det subkutane allotransplantat og intratibiel placering af allotransplanta...

Musemodeller af sygdomme hos mennesker og dyr bliver stadig mere populære inden for biomedicinsk forskning. Nytten af at bruge mus i denne sammenhæng er, at deres anatomi og fysiologi ligner mennesker meget. De har en relativt kort drægtighedsperiode og tid i postnatal liv for at opnå modenhed og er stort set forbundet med relativt lave omkostninger og lette boliger, omend stigende omkostninger til udvikling eller køb er forbundet med større grader af genetisk modifikation, immundefekt og / eller humanisering1. Anvendelse af indavlede stammer resulterer i en stort set ensartet dyrepopulation før inklusion i undersøgelsen. Et fuldstændigt kendskab til deres genom tyder på en høj grad af lighed med mennesker. Ortologe molekylære mål for mange sygdomsprocesser er blevet identificeret i musegenomet, og der er nu et omfattende bibliotek af musespecifikke reagenser, der er let tilgængelige. Derfor giver de mulighed for analyse med relativt høj kapacitet på en hurtigere og billigere måde sammenlignet med større dyremodeller1. Med fremkomsten af genetiske redigeringsstrategier, der giver mulighed for overekspression eller deletion af visse gener enten globalt eller på en celletypespecifik måde og/eller konstitutivt eller på en inducerbar måde, repræsenterer de desuden et meget biologisk nyttigt modelsystem til undersøgelse af sygdomme hos mennesker og dyr2.
Kræft er et felt, hvor musemodeller har stor nytteværdi. Genetiske musemodeller af kræft er afhængige af modulering af ekspressionen af enten onkogener eller tumorsuppressorgener, alene eller i kombination, for celler at gennemgå onkogen transformation. Injektionen af primære eller etablerede tumorcellelinjer i mus udføres også. Indførelsen af enten cellelinjer eller væv fra mennesker eller andre dyrearter, herunder mus, er fortsat den mest udbredte kræftmodel in vivo. Anvendelse af celler og væv fra forskellige arter (xenotransplantater) i immunkompromitterede mus udføres oftest2. Imidlertid muliggør brugen af allograft tumorceller eller væv, hvor både vært og recipient er af samme art, interaktion med et intakt immunsystem, når det kombineres med den samme værtsmusestamme i syngeneiske systemer3.
Primære knogletumorer eller knoglemetastaser fra solide tumorer resulterer i smertefulde osteolytiske, osteoblastiske eller blandede osteolytiske/osteoblastiske læsioner 3,4. Disse tumorer kompromitterer knoglestrukturen, øger risikoen for patologisk brud og efterlader patienter med begrænsede behandlingsmuligheder. Primære knogletumorer metastaserer til fjerne organer, hvor nogle typer er i stand til at sprede sig til andre skeletsteder. Hos brystkræftpatienter er knogle det mest almindelige sted for første metastase og det hyppigste første sted for præsentation af metastatisk sygdom 5,6. Derudover er disseminerede tumorceller (DTC'er) til stede i knoglemarven forud for diagnosen af og forudsiger udviklingen af metastaser i andre organer7. Derfor menes det, at kræftceller, der er til stede i knogler, er kilden til celler, der i sidste ende metastaserer til andre organsystemer. Der findes mange musemodeller af solid tumormetastase, der overvejende udvikler metastaser i lunger og lymfeknuder, og afhængigt af tumortype og injektionsteknik, potentielt andre organsystemer3. Imidlertid mangler musemodeller af knoglemetastase, der pålideligt producerer stedspecifik skeletmetastase og udvikler knoglemetastase, før mus når tidlige fjernelseskriterier fra primær tumorbyrde eller metastase til andre organer. Vi har rapporteret en model af den primære knogletumor osteosarkom, der er afhængig af kirurgisk implantation af en solid tumorallograft i den proksimale skinneben hos mus8. Knogletumorer dannet hos 100% af mus og 88% udviklede lungemetastase. Denne forekomst af metastase overstiger det, der almindeligvis rapporteres klinisk hos mennesker (~ 20-50%), men er af stor interesse, da lungen er det mest almindelige sted for metastase for osteosarkom 9,10,11. Mens denne model er fordelagtig i modellering primære knogletumorer, har den også stor nytte i modellering af knoglemetastaser fra andre osteotrope faste tumorer såsom bryst, lunge, prostata, skjoldbruskkirtel, lever, nyre og gastrointestinale tumorer.
Begrundelsen for udviklingen af denne model var at udvikle et alternativ til den traditionelle intraosseøse injektion, typisk i den proksimale skinneben eller distale lårben, til at modellere primære knogletumorer eller knoglemetastaser12. Vores primære mål var at afhjælpe en kendt begrænsning af denne teknik, dvs. tumorembolisering af lungen. Dette resulterer i indkapsling af disse emboliske tumorceller og "kunstig metastase", der ikke rekapitulerer den komplette metastatiske kaskade fra en etableret primær knogletumor, der metastaserer til lungerne 8,13. Dette ville også være situationen, når en etableret knoglemetastase spredes til et fjernt sted. Derudover blev denne teknik også udviklet til at producere en model af knoglemetastase, der ville sikre en større forekomst af engraftment og vækst af tumorer i knogler og på et ensartet sted sammenlignet med ortopiske eller intravaskulære injektionsteknikker. Denne model har forskellige fordele i forhold til disse beskrevne teknikker. Denne model indebærer kontrolleret, konsekvent levering af tumorceller ind i knoglen. Det undgår også kunstig lungemetastase efter lungeembolisering og etablerer en baseline ensartet undersøgelsespopulation. Der er fordelen ved stedspecifikke tumorer med denne model uden risiko for tidlige fjernelseskriterier som følge af primære tumorer eller metastaser til andre organer. Endelig har denne model stor anvendelighed til modifikation, herunder brugen af patientafledte xenotransplantater.
Den præsenterede model har ligheder med direkte cellesuspensionsinjektion i knoglen efter en kirurgisk tilgang efterfulgt af enten injektion gennem cortex eller levering i marvhulen efter at have lavet en lille defekt i cortex (med eller uden at udrulle medullært hulrum)8,14,15,16,17. Imidlertid gør implantationen af en tumorallograft denne teknik tydeligt anderledes. Derfor var formålet med denne rapport at demonstrere denne model af primære knogletumorer og knoglemetastaser fra solide tumorer, som overvinder mange begrænsninger af tidligere beskrevne modeller. Forskningsgrupper med erfaring inden for cellekultur, musemodeller, musebedøvelse og kirurgi samt museanatomi er godt rustet til at reproducere vores teknik til at modellere primære knogletumorer eller knoglemetastaser hos mus.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>#15 scalpel blade</td>
			<td>Henry Schein Ltd.</td>
			<td>75614</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well tissue culture plates</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10578911</td>
			<td>Used for mincing tumor pieces. Can also be used for cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abrams osteosarcoma cell line</td>
			<td>Not applicable</td>
			<td>Not applicable</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia machine with isoflurane vaporiser and oxygen tank(s)</td>
			<td>VetEquip</td>
			<td>901805</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal weighing scale</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>SCL- 1015</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BALB/c nude mouse (nu/nu)</td>
			<td>Charles River Ltd.</td>
			<td>NA</td>
			<td>6-8 weeks of age. Male or female mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone cement</td>
			<td>Depuy Synthes</td>
			<td>160504</td>
			<td>Optional use instead of bone wax</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone wax</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>W31G</td>
			<td>Optional</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Animalcare Ltd.</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Buprecare 0.3 mg/ml Solution for Injection for Dogs and Cats</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon dioxide euthanasia station</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Should be provided within animal facility</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture incubator set at 37 &#176;C and 5% carbon dioxide</td>
			<td>Heraeus</td>
			<td>Various</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorhexidine surgical scrub</td>
			<td>Vetoquinol</td>
			<td>411412</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryovials (2 ml)</td>
			<td>Thermo Scientific Nalgene</td>
			<td>5000-0020</td>
			<td>Optional if cryopreserving tumor fragments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-luciferin (Firefly), potassium salt</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>122799</td>
			<td>Optional if cell line of interest has a bioluminescent reporter gene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital caliper</td>
			<td>Mitutoyo</td>
			<td>500-181-30</td>
			<td>Can be manual</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital microradiography cabinet</td>
			<td>Faxitron Bioptics, LLC</td>
			<td>MX-20</td>
			<td>Optional to evaluate bone response to tumor growth</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>1371171000</td>
			<td>Optional if cryopreserving tumor fragments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s modified Eagle&#8217;s medium</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11965092</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol (70%)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>2483</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>26140079</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps, Dumont</td>
			<td>Fine Science Tools, Inc.</td>
			<td>11200-33</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer (&#8211; 80 &#176;C)</td>
			<td>Sanyo</td>
			<td>MDF-794C</td>
			<td>Optional if cryopreserving or snap freezing tumor fragments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemocytometer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11704939</td>
			<td>Can also use automated cell counter, if available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypodermic needles (27 gauge)</td>
			<td>Henry Schein Ltd.</td>
			<td>DIS55510</td>
			<td>May also use 25G (DIS55509) and 30G (Catalog DIS599) needles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ice</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Ideally small pieces in a container for syringe and cell suspension storage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris scissors</td>
			<td>Fine Science Tools, Inc.</td>
			<td>14084-08</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Henry Schein Ltd.</td>
			<td>1182098</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Lumina III bioluminescence/fluorescence imaging system</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>CLS136334</td>
			<td>Optional if cell line of interest has bioluminescent or fluorescent reporter genes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-glutamine</td>
			<td>Thermofisher scientifc</td>
			<td>25030081</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid nitrogen</td>
			<td>British Oxygen Corporation</td>
			<td>NA</td>
			<td>Optional if cryopreserving or snap freezing tumor fragments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid nitrogen dewar, 5 litres</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>TY509X1</td>
			<td>Optional if cryopreserving tumor fragments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel&#174; Matrix GFR, LDEV-Free, 5 ml</td>
			<td>Corning Life Sciences</td>
			<td>356230</td>
			<td>Optional. Also available in 10 ml size (354230)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>75002549</td>
			<td>Pellet cells at 1200 rpm for 5-6 minutes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mr. Frosty freezing containiner</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10110051</td>
			<td>Optional if cryopreserving tumor fragments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NAIR Hair remover lotion/oil</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>NC0132811</td>
			<td>Can alternatively use an electric clipper with fine blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/streptomycin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P4333</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle, #7 Short</td>
			<td>Fine Science Tools, Inc.</td>
			<td>10007-12</td>
			<td>User preference as long as it accepts #15 scalpel blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small animal heated pad</td>
			<td>VetTech</td>
			<td>HE006</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>GT Vision Ltd.</td>
			<td>H600BV1</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile phosphate-buffered saline (PBS)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10010023</td>
			<td>Use for injections and also as part of the surgical scrub, alternating with chlorhexidine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue adhesive (sterile)</td>
			<td>3M Corporation</td>
			<td>84-1469SB</td>
			<td>Can alternatively use non-absorbable skin suture (6-0 size)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>5250061</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>25300054</td>
			<td>Use 0.05%-0.25%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tuberculin syringe (1 ml with 0.1 ml gradations)</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309659</td>
			<td>Slip tip preferred over Luer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vented tissue culture flasks, T-75</td>
			<td>Corning Life Sciences</td>
			<td>CLS3290</td>
			<td>Can also use smaller or larger flasks, as needed</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modeling primary bone tumors and bone metastasis with solid tumor graft implantation into bone

Primære knogletumorer eller knoglemetastaser fra solide tumorer resulterer i smertefulde osteolytiske, osteoblastiske eller blandede osteolytiske / osteoblastiske læsioner. Disse læsioner kompromitterer knoglestrukturen, øger risikoen for patologiske brud og efterlader patienter med begrænsede behandlingsmuligheder. Primære knogletumorer metastaserer til fjerne organer, hvor nogle typer er i stand til at sprede sig til andre skeletsteder. Nylige beviser tyder imidlertid på, at kræftceller, der har spredt sig til knogle, med mange solide tumorer kan være den primære kilde til celler, der i sidste ende metastaserer til andre organsystemer. De fleste syngeneiske eller xenograft musemodeller af primære knogletumorer involverer intra-osseøs (ortotopisk) injektion af tumorcellesuspensioner. Nogle dyremodeller af skeletmetastase fra faste tumorer afhænger også af direkte knogleinjektion, mens andre forsøger at rekapitulere yderligere trin i knoglemetastatisk kaskade ved at injicere celler intravaskulært eller ind i organet af den primære tumor. Imidlertid udvikler ingen af disse modeller knoglemetastaser pålideligt eller med en forekomst på 100%. Derudover har direkte intraosseøs injektion af tumorceller vist sig at være forbundet med potentiel tumorembolisering af lungen. Disse emboliske tumorceller indpoder, men rekapitulerer ikke den metastatiske kaskade. Vi rapporterede en musemodel af osteosarkom, hvor friske eller kryopræserverede tumorfragmenter (bestående af tumorceller plus stroma) implanteres direkte i den proksimale skinneben ved hjælp af en minimalt invasiv kirurgisk teknik. Disse dyr udviklede reproducerbar engraftment, vækst og over tid osteolyse og lungemetastase. Denne teknik har den alsidighed, der skal bruges til at modellere solid tumorknoglemetastase og kan let anvende transplantater bestående af en eller flere celletyper, genetisk modificerede celler, patientafledte xenotransplantater og / eller mærkede celler, der kan spores ved optisk eller avanceret billeddannelse. Her demonstrerer vi denne teknik, modellering af primære knogletumorer og knoglemetastase ved hjælp af solid tumortransplantatimplantation i knogle.

Et positivt resultat ville være forbundet med tumor engraftment og progressiv tumorvækst over tid. Afhængigt af tumortypen kan intraosseøs tumorvækst være forbundet med progressiv halthed i bagbenene, men mange tumorer forårsager ikke halthed på trods af tegn på ledsagende knoglesygdom. Vellykket engraftment blev dokumenteret med avanceret billeddannelse, hvorved der ville være progressive radiografiske, μCT- eller μMRI-ændringer i det proksimale skinneben forbundet med knoglefænotypen af cellelinjen af int...

Watch this Scientific Journal Video about Modeling Primary Bone Tumors and Bone Metastasis with Solid Tumor Graft Implantation into Bone at JoVE.com

Modeling Primary Bone Tumors and Bone Metastasis with Solid Tumor Graft Implantation into Bone

Knoglemetastasemodeller udvikler ikke metastase ensartet eller med en 100% forekomst. Direkte intra-osseøs tumorcelleinjektion kan resultere i embolisering af lungen. Vi præsenterer vores teknikmodellering af primære knogletumorer og knoglemetastaser ved hjælp af solid tumortransplantatimplantation i knoglen, hvilket fører til reproducerbar engraftment og vækst.

Modellering af primære knogletumorer og knoglemetastase med implantation af fast tumortransplantat i knogle

Primary bone tumors or bone metastasis from solid tumors result in painful osteolytic, osteoblastic, or mixed osteolytic/osteoblastic lesions. These ...

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Intra-iliac Artery Injection for Efficient and Selective Modeling of Microscopic Bone Metastasis

Intra-iliaca Artery Injection til effektiv og selektiv Modellering af mikroskopiske knoglemetastaser

Intra-iliac artery (IIA) injection is an efficient approach to introduce metastatic lesions of various cancer cells in animals. Compared to the widely ...

Dual Effects of Melanoma Cell-derived Factors on Bone Marrow Adipocytes Differentiation

Dobbelt virkningerne af melanom celle-afledte faktorer på knoglemarv adipocytter differentiering

The crosstalk between bone marrow adipocytes and tumor cells may play a critical role in the process of bone metastasis. A variety of methods are ...

Multimodal Bioluminescent and Positronic-emission Tomography/Computational Tomography Imaging of Multiple Myeloma Bone Marrow Xenografts in NOG Mice

Multimodal en bioluminescerende og Positron-emissions-tomografi/edb tomografi billeddannelse af myelomatose knoglemarv Xenografts i NOG mus

Multiple myeloma (MM) tumors engraft in the bone marrow (BM) and their survival and progression are dependent upon complex molecular and cellular ...

Measuring Bone Remodeling and Recreating the Tumor-Bone Microenvironment Using Calvaria Co-culture and Histomorphometry

Måling Bone Remodeling og genskabe Tumor-Bone Microenvironment Brug Calvaria Co-kultur og Histomorphometry

Bone is a connective tissue constituted of osteoblasts, osteocytes, and osteoclasts and a mineralized extracellular matrix, which gives it its strength ...

Three-Dimensional Bone Extracellular Matrix Model for Osteosarcoma

Tre-dimensionelle knogle ekstracellulære Matrix Model for osteosarkom

Osteosarcoma (OS) is the most common and a highly aggressive primary bone tumor. It is characterized with anatomic and histologic variations along with ...

Micromanipulation of Circulating Tumor Cells for Downstream Molecular Analysis and Metastatic Potential Assessment

Micromanipulation af cirkulerende tumor celler til downstream Molekylær analyse og metastatisk potentiel vurdering

Blood-borne metastasis accounts for&#160;most cancer-related deaths and involves circulating tumor cells (CTCs) that are successful in establishing new ...

Establishment and Analysis of Three-Dimensional (3D) Organoids Derived from Patient Prostate Cancer Bone Metastasis Specimens and their Xenografts

Establishment and Analysis of Three-Dimensional 3D Organoids Derived from Patient Prostate Cancer Bone Metastasis Specimens and their Xenografts

Etablering og analyse af tredimensionale (3D) organoider afledt af patient prostatakræft Bone Metastase prøver og deres Xenografts

Three-dimensional (3D) culture of organoids from tumor specimens of human patients and patient-derived xenograft (PDX) models of prostate cancer, referred ...

Machine Learning Algorithms for Early Detection of Bone Metastases in an Experimental Rat Model

Machine Learning Algoritmer til tidlig påvisning af Bone Metastases i en eksperimentel rotte model

Machine learning (ML) algorithms permit the integration of different features into a model to perform classification or regression tasks with an accuracy ...

Modeling Brain Metastasis by Internal Carotid Artery Injection of Cancer Cells

Modellering af hjernemetastase ved intern halspulsåreinjektion af kræftceller

Brain metastasis is a cause of severe morbidity and mortality in cancer patients. Critical aspects of metastatic diseases, such as the complex neural ...

Intra-Cardiac Injection of Human Prostate Cancer Cells to Create a Bone Metastasis Xenograft Mouse Model

Intra-hjerteinjektion af humane prostatacancerceller for at skabe en knoglemetastase xenograft musemodel

As the most common male malignancy, prostate cancer (PC) ranks second in mortality, primarily due to a 65%-75% bone metastasis rate. Therefore, it is ...