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

De auteurs erkennen de kritische bijdrage van Dr. Beth Chaffee, DVM, PhD, DACVP aan de ontwikkeling van deze techniek.

Alle beschreven dierproeven werden goedgekeurd door de institutionele dierverzorgings- en gebruikscommissie van de Universiteit van Cambridge, Cambridge, VK.
1. Bereiding van cellijnen
<ol><li>Kweek cellijnen in overeenstemming met de standaard celkweekprotocollen van het laboratorium voor traditionele celkweek of injectie in muizen. Standaardprotocollen die hier worden gebruikt, zijn groei in Dulbecco's gemodificeerde Eagle's medium met 10% foetaal runderserum (FBS), L-glutamine en penicill...

<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>

Dit rapport documenteert ons model om primaire bottumoren of botmetastase te creëren na de intratibiale implantatie van een tumor allograft. Wij zijn van mening dat er verschillende cruciale stappen in dit proces zijn. Een veilig anesthetisch vlak moet worden vastgesteld voor zowel subcutane injectie van de tumorcelsuspensie als intratibiale plaatsing van de resulterende tumorfragmenten. Er moet een steriele voorbereiding van de operatieplaats zijn voor zowel verwijdering van het subcutane allograft als intratibiale pla...

Muismodellen van ziekten bij mens en dier worden steeds populairder in biomedisch onderzoek. Het nut van het gebruik van muizen in deze context is dat hun anatomie en fysiologie erg lijken op mensen. Ze hebben een relatief korte draagtijd en tijd in het postnatale leven om volwassen te worden, en worden grotendeels geassocieerd met relatief lage kosten en gemak van huisvesting, hoewel toenemende kosten van ontwikkeling of aankoop geassocieerd zijn met grotere graden van genetische modificatie, immunodeficiëntie en / of humanisatie1. Het gebruik van inteeltstammen resulteert in een grotendeels uniforme dierpopulatie voorafgaand aan de opname in het onderzoek. Een volledige kennis van hun genoom suggereert een hoge mate van gelijkenis met mensen. Orthologe moleculaire doelwitten voor veel ziekteprocessen zijn geïdentificeerd in het muizengenoom en er is nu een uitgebreide bibliotheek van muisspecifieke reagentia die gemakkelijk verkrijgbaar zijn. Daarom bieden ze de mogelijkheid voor een relatief hoge doorvoeranalyse op een snellere en goedkopere manier in vergelijking met grotere diermodellen1. Bovendien, met de komst van genetische bewerkingsstrategieën die de overexpressie of deletie van bepaalde genen mogelijk maken, hetzij globaal, hetzij op een celtypespecifieke manier en / of constitutief of op een induceerbare manier, vertegenwoordigen ze een zeer biologisch nuttig modelsysteem voor het onderzoek van ziekten bij mens en dier2.
Kanker is een gebied waarin muismodellen een groot nut hebben. Genetische muismodellen van kanker vertrouwen op modulatie van de expressie van oncogenen of tumorsuppressorgenen, alleen of in combinatie, voor cellen om oncogene transformatie te ondergaan. De injectie van primaire of gevestigde tumorcellijnen in muizen wordt ook uitgevoerd. De introductie van cellijnen of weefsels van mensen of andere diersoorten, waaronder muizen, blijft het meest gebruikte model van kanker in vivo. Het gebruik van cellen en weefsels van verschillende soorten (xenografts) bij immuungecompromitteerde muizen wordt het meest uitgevoerd2. Het gebruik van allograft tumorcellen of weefsels waarbij zowel de gastheer als de ontvanger van dezelfde soort zijn, maakt echter de interactie met een intact immuunsysteem mogelijk in combinatie met dezelfde gastheermuizenstam in syngenetische systemen3.
Primaire bottumoren of botmetastasen van solide tumoren resulteren in pijnlijke osteolytische, osteoblastische of gemengde osteolytische/osteoblastische laesies 3,4. Deze tumoren brengen de botstructuur in gevaar, waardoor het risico op pathologische fracturen toeneemt en patiënten beperkte behandelingsopties hebben. Primaire bottumoren metastaseren naar verre organen, waarbij sommige typen zich kunnen verspreiden naar andere skeletlocaties. Bij borstkankerpatiënten is bot de meest voorkomende plaats van eerste metastase en de meest voorkomende eerste plaats van presentatie van gemetastaseerde ziekte 5,6. Bovendien zijn gedissemineerde tumorcellen (DTC's) aanwezig in het beenmerg voorafgaand aan de diagnose van en voorspellen ze de ontwikkeling van metastase in andere organen7. Daarom wordt aangenomen dat kankercellen in het bot de bron zijn van cellen die uiteindelijk uitzaaien naar andere orgaansystemen. Er bestaan veel muismodellen van solide tumormetastase die metastase ontwikkelen, voornamelijk in de long- en lymfeklieren, en afhankelijk van het tumortype en de injectietechniek, mogelijk andere orgaansystemen3. Muismodellen van botmetastasen ontbreken echter die betrouwbaar, reproduceerbaar plaatsspecifieke skeletmetastase produceren en botmetastase ontwikkelen voordat muizen vroege verwijderingscriteria bereiken van primaire tumorbelasting of metastase naar andere organen. We hebben een model van het primaire bottumorosteosarcoom gerapporteerd dat afhankelijk is van de chirurgische implantatie van een solide tumorallograft in het proximale scheenbeen van muizen8. Bottumoren gevormd in 100% van de muizen en 88% ontwikkelde longmetastase. Deze incidentie van metastase overtreft wat gewoonlijk klinisch wordt gemeld bij mensen (~ 20-50%), maar is van groot belang omdat de long de meest voorkomende plaats van metastase is voor osteosarcoom 9,10,11. Hoewel dit model voordelig is bij het modelleren van primaire bottumoren, heeft het ook een groot nut bij het modelleren van botmetastasen van andere osteotrope solide tumoren zoals borst-, long-, prostaat-, schildklier-, lever-, nier- en gastro-intestinale tumoren.
De reden voor de ontwikkeling van dit model was om een alternatief te ontwikkelen voor de traditionele intra-botinjectie, meestal in het proximale scheenbeen of distale dijbeen om primaire bottumoren of botmetastase te modelleren12. Ons primaire doel was om een bekende beperking van deze techniek te verlichten, d.w.z. tumorembolisatie van de long. Dit resulteert in de engraftment van deze embolische tumorcellen en "artefactuele metastase" die niet de volledige metastatische cascade van een gevestigde primaire bottumor die uitzaait naar de longensamenvatten 8,13. Dit zou ook de situatie zijn wanneer een gevestigde botmetastase zich verspreidt naar een verre locatie. Bovendien werd deze techniek ook ontwikkeld om een model van botmetastase te produceren dat een grotere incidentie van engraftment en groei van tumoren in bot en op een uniforme plaats zou garanderen in vergelijking met orthotopische of intravasculaire injectietechnieken. Dit model heeft duidelijke voordelen ten opzichte van deze beschreven technieken. Dit model omvat gecontroleerde, consistente afgifte van tumorcellen in het bot. Het vermijdt ook artefactuele longmetastase na longembolisatie en stelt een uniforme basislijnstudiepopulatie vast. Er is het voordeel van locatiespecifieke tumoren met dit model zonder het risico van vroege verwijderingscriteria als gevolg van primaire tumoren of metastase naar andere organen. Ten slotte heeft dit model een groot nut voor modificatie, inclusief het gebruik van van de patiënt afgeleide xenografts.
Het gepresenteerde model heeft overeenkomsten met directe celsuspensie-injectie in bot na een chirurgische aanpak gevolgd door injectie door de cortex of afgifte in de mergholte na het maken van een klein defect in de cortex (met of zonder ruiming uit de medullaire holte)8,14,15,16,17. De implantatie van een tumor allograft maakt deze techniek echter duidelijk anders. Daarom was het doel van dit rapport om dit model van primaire bottumoren en botmetastase van solide tumoren aan te tonen, dat veel beperkingen van eerder beschreven modellen overwint. Onderzoeksgroepen met ervaring in celkweek, muismodellen, muisanesthesie en chirurgie en muisanatomie zijn goed uitgerust om onze techniek te reproduceren om primaire bottumoren of botmetastasen bij muizen te modelleren.

<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

Primaire bottumoren of botmetastasen van solide tumoren resulteren in pijnlijke osteolytische, osteoblastische of gemengde osteolytische / osteoblastische laesies. Deze laesies brengen de botstructuur in gevaar, verhogen het risico op pathologische fracturen en laten patiënten achter met beperkte behandelingsopties. Primaire bottumoren metastaseren naar verre organen, waarbij sommige typen zich kunnen verspreiden naar andere skeletlocaties. Recent bewijs suggereert echter dat met veel solide tumoren, kankercellen die zich naar het bot hebben verspreid, de primaire bron kunnen zijn van cellen die uiteindelijk uitzaaien naar andere orgaansystemen. De meeste syngenetische of xenograft-muismodellen van primaire bottumoren omvatten intra-osseuze (orthotopische) injectie van tumorcelsuspensies. Sommige diermodellen van skeletmetastase van solide tumoren zijn ook afhankelijk van directe botinjectie, terwijl anderen proberen extra stappen van de botmetastatische cascade samen te vatten door cellen intravasculair of in het orgaan van de primaire tumor te injecteren. Geen van deze modellen ontwikkelt echter botmetastase op betrouwbare wijze of met een incidentie van 100%. Bovendien is aangetoond dat directe intra-osseuze injectie van tumorcellen geassocieerd is met potentiële tumorembolisatie van de long. Deze embolische tumorcellen engraferen maar recapituleren de gemetastaseerde cascade niet. We rapporteerden een muismodel van osteosarcoom waarbij verse of gecryopreserveerde tumorfragmenten (bestaande uit tumorcellen plus stroma) rechtstreeks in het proximale scheenbeen worden geïmplanteerd met behulp van een minimaal invasieve chirurgische techniek. Deze dieren ontwikkelden reproduceerbare transplantatie, groei en, na verloop van tijd, osteolyse en longmetastase. Deze techniek heeft de veelzijdigheid om te worden gebruikt om solide tumorbotmetastase te modelleren en kan gemakkelijk grafts gebruiken die bestaan uit een of meerdere celtypen, genetisch gemodificeerde cellen, van de patiënt afgeleide xenografts en / of gelabelde cellen die kunnen worden gevolgd door optische of geavanceerde beeldvorming. Hier demonstreren we deze techniek, waarbij we primaire bottumoren en botmetastasen modelleren met behulp van implantatie van solide tumortransplantaat in bot.

Een positief resultaat zou geassocieerd zijn met tumortransplantatie en progressieve tumorgroei in de loop van de tijd. Afhankelijk van het tumortype kan intraossale tumorgroei worden geassocieerd met progressieve kreupelheid van de achterpoten, maar veel tumoren veroorzaken geen kreupelheid ondanks tekenen van bijbehorende botziekte. Succesvolle transplantatie werd gedocumenteerd met geavanceerde beeldvorming, waarbij er progressieve radiografische, μCT- of μMRI-veranderingen in het proximale scheenbeen zouden optrede...

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

Botmetastasemodellen ontwikkelen metastase niet uniform of met een 100% incidentie. Directe intra-osseuze tumorcelinjectie kan leiden tot embolisatie van de long. We presenteren onze techniek voor het modelleren van primaire bottumoren en botmetastase met behulp van solide tumortransplantaatimplantatie in bot, wat leidt tot reproduceerbare transplantatie en groei.

Modellering van primaire bottumoren en botmetastase met implantatie van solide tumortransplantaten in bot

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 Injectie voor Efficiënte en Selectieve Modellering van Microscopisch botmetastase

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

Dual effecten van melanoom cel-afgeleide factoren op het beenmerg Adipocytes differentiatie

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

Multimodale bioluminescente en positronisch-emissie tomografie/computationele Tomography Imaging van Multiple Myeloma beenmerg Xenografts in NOG muizen

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

Het meten van bot remodelleren en recreëren van de Tumor-Bone Microenvironment Met behulp van Calvaria Co-cultuur en Histomorphometrie

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

Driedimensionale bot extracellulaire Matrix Model voor Osteosarcoom

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

Micromanipulatie van circulerende tumor cellen voor downstream moleculaire analyse en gemetastaseerde potentiële beoordeling

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

Oprichting en analyse van driedimensionale (3D) organoïden afgeleid van patiënt prostaatkanker Bot metastase Specimens en hun 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-algoritmen voor vroegtijdige opsporing van botmetastasen in een experimenteel ratmodel

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 van hersenmetastase door interne halsslagaderinjectie van kankercellen

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-cardiale injectie van menselijke prostaatkankercellen om een botmetastase xenograft muismodel te creëren

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 ...