Name: a mouse model to investigate the role of cancer-associated fibroblasts in tumor growth
Uploaded: 2020-12-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model to Investigate the Role of Cancer-Associated Fibroblasts in Tumor Growth at JoVE.com

Os autores gostariam de agradecer a todos os membros do laboratório Coller pela contribuição útil. H.A.C. foi o bolsista Milton E. Cassel da Fundação Rita Allen. Agradecemos ao NIH/NCI 1 R01 CA221296-01A1, NIH 1 R01 AR070245-01A1, ao Prêmio de Ciência da Equipe da Aliança de Pesquisa de Melanoma, ao Prêmio do Programa de Integração de Laboratório Clínico do Instituto de Pesquisa do Câncer, ao Iris Cantor Women's Health Center/UCLA CTSI NIH Grant UL1TR000124, ao Comitê Coordenador de Pesquisa do Câncer da Universidade da Califórnia, ao Prêmio Temático de Metabolismo da David Geffen School of Medicine, ao Clinical Translational Science Institute e ao Jonsson Comprehensive Cancer Center, Prêmios de Inovação do Centro de Pesquisa de Células-Tronco Amplas (Rose Hills e Ha Gaba), um Prêmio da UCLA SPORE em Câncer de Próstata (Instituto Nacional do Câncer dos Institutos Nacionais de Saúde sob o Número de Prêmio P50CA092131), um Prêmio de Inovação do Centro de Células-Tronco Amplas, do Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research da UCLA, o Programa de Treinamento em Biologia Celular Tumoral (USHHS Ruth L. Kirschstein Institutional National Research Service Award # T32 CA009056), o Programa de Dermatologia T32 na UCLA AR071307 e o Programa de Treinamento em Biologia Celular Muscular, Fisiopatologia e Terapêutica T32 da UCLA 5 T32 AF 65972.

Todos os experimentos descritos foram aprovados pelo Comitê de Cuidados com Animais da Universidade da Califórnia, Los Angeles.
NOTA: Selecione células cancerosas e fibroblastos que correspondam aos camundongos hospedeiros para a cepa de camundongo. Selecione células cancerosas e fibroblastos que correspondam ao sexo do camundongo hospedeiro. Obter ratos de colônias de reprodução ou comprá-los de fornecedores respeitáveis. Introduzir tumores em ratos que são ~8-10 semanas de idade. C...

No experimento da Figura 1, a co-introdução de fibroblastos dérmicos humanos com células humanas de melanoma A2058 resultou em tumores maiores do que quando as células de melanoma foram introduzidas sem fibroblastos co-injetados. Essa diferença pode ser facilmente detectada com base no volume e peso tumoral. Os resultados são consistentes com múltiplos relatos de que fibroblastos associados ao câncer podem promover o crescimento tumoral5,6,7,8.<sup...

Dentro do microambiente tumoral, um dos tipos celulares mais proeminentes é o fibroblasto associado ao câncer (CAF)1. Esses fibroblastos associados ao carcinoma podem desempenhar um papel supressor dotumor2,3. Por exemplo, fibroblastos que expressam S100A secretam colágenos que podem encapsular carcinógenos e proteger contra a formação de carcinomas4. Além disso, a depleção de miofibroblastos positivos para actina de músculo liso α (AME) no câncer de pâncreas causa imunossupressão e acelera a progressão do câncer de pâncreas2. As CAFs também podem co-evoluir com células cancerosas e promover a progressão tumoral 5,6,7,8. Os fibroblastos podem sintetizar e secretar proteínas da matriz extracelular que criam um ambiente promotor detumores8. Essas proteínas da matriz extracelular podem causar enrijecimento mecânico do tecido, que está associado à progressãotumoral9,10. A matriz extracelular depositada pode atuar como uma barreira física que inibe a infiltraçãoimunológica11. A deposição de matriz por CAFs também tem sido associada à invasão tumoral, uma vez que foi demonstrado que a fibronectina gerada por CAFs promove invasão tumoral12. As CAFs promovem angiogênese e recrutam células imunossupressoras para o microambiente tumoral, secretando fator transformador de crescimento-β (TGF-β), fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), interleucina-6 (IL-6) e CXC-quimiocina ligante 12 (CXCL12)13,14,15. Devido ao seu papel central na promoção do crescimento tumoral, os fibroblastos associados ao câncer são um alvo emergente para a terapia antineoplásica 6,16,17,18.
O protocolo abaixo descreve um método para testar como os fibroblastos afetam o crescimento de tumores em um modelo de crescimento tumoral em camundongos bem estabelecido e amplamente utilizado. A fim de compreender a importância dos fibroblastos no microambiente tumoral, o protocolo padrão para introdução de células cancerosas em camundongos para monitorar seu crescimento foi modificado para incluir fibroblastos com a introdução de células cancerosas. As células cancerosas podem ser introduzidas por via subcutânea ou intradérmica. A introdução intradérmica resultaria em tumores que surgem da própria pele. Xenoenxertos nos quais células cancerosas e fibroblastos são co-injetados em camundongos representam uma importante ferramenta metodológica para dissecar o papel de fibroblastos, subpopulações de fibroblastos e fatores proteicos na capacidade de promover o crescimento do câncer19,20,21. Um protocolo detalhado para co-injeção de células cancerosas e fibroblastos em camundongos é fornecido. Esse método pode ser utilizado para comparar a presença ou ausência de fibroblastos, para comparar fibroblastos de diferentes fontes20 ou para comparar fibroblastos com e sem expressão de proteínas específicas19. Depois que as células cancerosas e fibroblastos são introduzidos, o tamanho do tumor pode ser monitorado ao longo do tempo. Ao final dos experimentos, os tumores podem ser dissecados e pesados. Ao monitorar o crescimento tumoral ao longo do tempo, a importância de diferentes fatores pode ser dissecada.
Existem possíveis abordagens alternativas para estudar o papel dos fibroblastos no crescimento tumoral. Como exemplo, existem modelos baseados em Cre-loxed que fornecem nocaute tecido-específico de genes com drivers expressos preferencialmente em fibroblastos. Tais abordagens também oferecem oportunidades para investigar o papel de genes e vias específicas em fibroblastos para a progressão tumoral. Em comparação com as abordagens baseadas em Cre-lox, o protocolo fornecido representaria uma abordagem significativamente mais rápida para monitorar o papel dos fibroblastos, pois o crescimento do tumor seria monitorado por apenas algumas semanas. A abordagem fornecida também é significativamente menos dispendiosa porque não requer a geração e alojamento de colónias de ratinhos geneticamente modificados. O protocolo fornecido pode ser usado para testar rapidamente o efeito do knockdown de diferentes genes usando shRNAs em vez de precisar desenvolver colônias de camundongos. A abordagem fornecida também é mais flexível, pois permitiria a comparação de diferentes números de fibroblastos, diferentes proporções de células cancerosas e fibroblastos, knockdown de diferentes genes e até mesmo comparação de fibroblastos de diferentes sítios ou espécies de tecidos. Uma abordagem Cre-lox teria a vantagem de que os fibroblastos estão presentes dentro dos camundongos em um contexto mais fisiológico.
O protocolo aqui relatado seria valioso para os cientistas que procuram monitorar os efeitos dos fibroblastos no crescimento do tumor de forma rápida e econômica. Este protocolo é especialmente valioso para os cientistas que investigam diferentes subgrupos de fibroblastos ou fibroblastos de diferentes fontes sobre o crescimento do tumor no crescimento do tumor. Se é importante que a iniciação do tumor ocorra em um contexto fisiológico, então modelos de camundongos geneticamente modificados devem ser considerados.
Existem várias abordagens possíveis para a realização desses experimentos. Camundongos imunocompetentes podem ser usados como hospedeiros, o que permitiria a investigação de interações fibroblasto-imune celular. Para modelos de camundongos imunocompetentes, células cancerosas de camundongos e fibroblastos embrionários de camundongos (MEFs) devem ser injetados. O uso de MEFs também permite que o investigador aproveite a ampla gama de linhagens de camundongos knockout para testar a presença ou ausência de um gene de interesse. Alternativamente, camundongos imunodeficientes podem ser usados para testar o papel dos fibroblastos humanos na promoção do crescimento de tumores em camundongos que são derivados de células cancerosas humanas. A introdução das células cancerosas pode ser realizada por via subcutânea ou ortotópica. Para o melanoma, como descrito abaixo, a mistura tumor-fibroblasto pode ser injetada por via intradérmica para injeção ortotópica que simula mais de perto o local dentro da pele onde um melanoma se desenvolveria.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>26G Needles</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-826-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol swabs</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>326895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal clipper miniARCO with surgical blade #40</td>
			<td>WAHL Professional</td>
			<td>8787-450A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Athymic nude mice (NU/J)</td>
			<td>The Jackson labs</td>
			<td>002019</td>
			<td>These mice are immunocompromised and can be used for experiments in which human cells are introduced. Immunocompetent mice can also be used if mouse cancer cells and fibroblasts will be introduced.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cancer cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC&#174; CRL-11147&#8482;</td>
			<td>This is the catalog number for a primary human melanoma cell line. Other cancer cell types can also be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Multi Flasks</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-826-95</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge for conical tubes capable of reaching 180 x g</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-432-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Countess Cell Counting Chamber</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C10228</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>11965-118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MT35010CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibroblasts&#160;</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>PCS-201-012</td>
			<td>We isolate fibroblasts from skin in our lab. This is a catalog number for an adult primary human dermal fibroblast cell line. MEFs and fibroblasts derived from other sites can also be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Henry Schein Animal Health</td>
			<td>NDC 11695-6776-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS USP grade for injection into mice</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-751-7476</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile 10 ml serological pipet</td>
			<td>Celltreat</td>
			<td>667210B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile 5 ml serological pipet</td>
			<td>Celltreat</td>
			<td>229005B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile 50 ml centrifuge tubes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>28-108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Syringe Filters pore size 0.2 microns</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>09-740-61A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile tissue culture-grade Trypsin-EDTA</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15400054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile tissue-culture grade PBS</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-751-7476</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterle 25 ml serological pipet</td>
			<td>Celltreat</td>
			<td>667225B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC treated 100 x 20 mm dishes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>25-202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC treated 150 x 20 mm dishes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>25-203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC treated 60 x 15 mm dishes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td>25-260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C10228</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mouse model to investigate the role of cancer-associated fibroblasts in tumor growth

Os fibroblastos associados ao câncer (CAFs) podem desempenhar um papel importante no crescimento tumoral, criando um microambiente promotor de tumores. Modelos para estudar o papel das CAFs no microambiente tumoral podem ser úteis para a compreensão da importância funcional de fibroblastos, fibroblastos de diferentes tecidos e fatores genéticos específicos em fibroblastos. Modelos murinos são essenciais para a compreensão dos contribuintes para o crescimento e progressão tumoral em um contexto in vivo. Aqui, um protocolo em que células cancerosas são misturadas com fibroblastos e introduzidas em camundongos para desenvolver tumores é fornecido. O tamanho do tumor ao longo do tempo e o peso final do tumor são determinados e comparados entre os grupos. O protocolo descrito pode fornecer mais informações sobre o papel funcional das CAFs no crescimento e progressão tumoral.

Células de melanoma humano A2058 e fibroblastos dérmicos humanos primários foram cultivados em condições estéreis. As células foram coletadas e lavadas três vezes com PBS. Camundongos imunodeficientes (NU/J - cepa Foxn1 nude) foram injetados por via subcutânea em um flanco com 0,25 milhão de células de melanoma A2058 isoladamente. No outro flanco, camundongos foram injetados com uma mistura de 0,25 milhão de células de melanoma A2058 e 0,75 milhão de fibroblastos. As célula...

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A Mouse Model to Investigate the Role of Cancer-Associated Fibroblasts in Tumor Growth

Um protocolo para co-injetar células cancerosas e fibroblastos e monitorar o crescimento do tumor ao longo do tempo é fornecido. Este protocolo pode ser utilizado para entender as bases moleculares do papel dos fibroblastos como reguladores do crescimento tumoral.

Um Modelo de Camundongo para Investigar o Papel de Fibroblastos Associados ao Câncer no Crescimento Tumoral

Cancer-associated fibroblasts (CAFs) can play an important role in tumor growth by creating a tumor-promoting microenvironment. Models to study the role ...

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Tumor Engraftment in a Xenograft Mouse Model of Human Mantle Cell Lymphoma

Enxertia de tumor em um modelo do rato de enxerto heterólogo de linfoma de células do manto humano

B lymphocytes are key players in immune cell circulation and they mainly home to and reside in lymphoid organs. While normal B cells only proliferate when ...

Pesquisa do câncer

A Method to Define the Effects of Environmental Enrichment on Colon Microbiome Biodiversity in a Mouse Colon Tumor Model

Um método para definir os efeitos do enriquecimento ambiental sobre a biodiversidade de Microbiome cólon em um modelo de Tumor de cólon de Mouse

Several recent studies have illustrated the beneficial effects of living in an enriched environment on improving human disease. In mice, environmental ...

Phosphopeptide Enrichment Coupled with Label-free Quantitative Mass Spectrometry to Investigate the Phosphoproteome in Prostate Cancer

Enriquecimento de Fosfopeptida acoplado com espectrometria de massa livre de rótulo quantitativa para investigar o Phosphoproteome no câncer de próstata

Phosphoproteomics involves the large-scale study of phosphorylated proteins. Protein phosphorylation is a critical step in many signal transduction ...

Digital Polymerase Chain Reaction Assay for the Genetic Variation in a Sporadic Familial Adenomatous Polyposis Patient Using the Chip-in-a-tube Format

Ensaio de reação em cadeia de polimerase digital para a variação genética em paciente esporádicos polipose adenomatosa familiar usando o formato de microplaqueta-em-um-tubo

The quantitative analysis of human genetic variation is crucial for understanding the molecular characteristics of serious medical conditions, such as ...

In Vivo Inhibition of MicroRNA to Decrease Tumor Growth in Mice

In vivo inibição de MicroRNA para diminuir o crescimento tumoral em camundongos

MicroRNAs (miRNAs) are important regulators of gene expression through their ability to destabilize mRNA and inhibit translation of target mRNAs. An ...

A 3D Spheroid Model as a More Physiological System for Cancer-Associated Fibroblasts Differentiation and Invasion In Vitro Studies

Um modelo de spheroid 3D como um sistema mais fisiológico para fibroblastos associados ao cancro diferenciação e invasão in vitro estudos

Defining the ideal model for an in vitro study is essential, mainly if studying physiological processes such as differentiation of cells. In the tumor ...

Isolation of Proximal Fluids to Investigate the Tumor Microenvironment of Pancreatic Adenocarcinoma

Isolamento de Fluidos Proximais para Investigar o Microambiente Tumoral do Adenocarcinoma Pancreático

Pancreatic adenocarcinoma (PDAC) is the fourth leading cause of cancer-related death, and soon to become the second. There is an urgent need of variables ...

Isolation of Primary Cancer-Associated Fibroblasts from a Syngeneic Murine Model of Breast Cancer for the Study of Targeted Nanoparticles

Isolamento de fibroblastos associados ao câncer primário de um modelo de murina síndica do câncer de mama para o estudo de nanopartículas-alvo

Cancer-associated fibroblasts (CAFs) are key actors in the context of the tumor microenvironment. Despite being reduced in number as compared to tumor ...

An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth

An Ex Vivo Brain Slice Model to Study and Target Breast Cancer Brain Metastatic Tumor Growth

Um modelo de fatia cerebral ex vivo para estudar e direcionar o crescimento do tumor metastático do câncer de mama

Brain metastasis is a serious consequence of breast cancer for women as these tumors are difficult to treat and are associated with poor clinical ...

A Three-Dimensional Spheroid Model to Investigate the Tumor-Stromal Interaction in Hepatocellular Carcinoma

Um modelo esferoide tridimensional para investigar a interação tumoral-estroma em carcinoma hepatocelular

The aggressiveness and lack of well-tolerated and widely effective treatments for advanced hepatocellular carcinoma (HCC), the predominant form of liver ...