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

Los autores desean agradecer a todos los miembros del laboratorio Coller por sus útiles aportaciones. H.A.C. fue el becario Milton E. Cassel de la Fundación Rita Allen. Reconocemos NIH/NCI 1 R01 CA221296-01A1, NIH 1 R01 AR070245-01A1, Premio Científico del Equipo de la Alianza de Investigación del Melanoma, Premio del Programa de Integración de Laboratorios Clínicos del Instituto de Investigación del Cáncer, el Centro de Salud de la Mujer Iris Cantor/UCLA CTSI NIH Grant UL1TR000124, Comité Coordinador de Investigación del Cáncer de la Universidad de California, Premio Temático del Metabolismo de la Escuela de Medicina David Geffen, el Instituto de Ciencia Traslacional Clínica y el Centro Oncológico Integral Jonsson, Premios a la innovación del Broad Stem Cell Research Center (Rose Hills y Ha Gaba), un premio del UCLA SPORE en cáncer de próstata (Instituto Nacional del Cáncer de los Institutos Nacionales de Salud bajo el número de premio P50CA092131), un Premio a la Innovación del Broad Stem Cell Center, el Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research en UCLA, el Programa de Capacitación en Biología de Células Tumorales (USHHS Ruth L. Kirschstein Institutional National Research Service Award # T32 CA009056), el Programa de Dermatología T32 en UCLA AR071307, y el Programa de Capacitación en Biología de Células Musculares, Fisiopatología y Terapéutica T32 de UCLA 5 T32 AF 65972.

Todos los experimentos descritos fueron aprobados por el Comité de Cuidado de Animales de la Universidad de California, Los Ángeles.
NOTA: Seleccione células cancerosas y fibroblastos que coincidan con los ratones huéspedes para la cepa de ratón. Seleccione células cancerosas y fibroblastos que coincidan con el sexo del ratón huésped. Obtenga ratones de colonias de cría o cómprelos a proveedores de buena reputación. Introducir tumores en ratones que tienen ~ 8-10 semanas de edad. Lo...

En el experimento de la Figura 1, la cointroducción de fibroblastos dérmicos humanos con células de melanoma A2058 humanas dio lugar a tumores más grandes que cuando las células de melanoma se introdujeron sin fibroblastos coinyectados. Esta diferencia podría detectarse fácilmente en función del volumen y el peso del tumor. Los resultados son consistentes con múltiples informes de que los fibroblastos asociados al cáncer pueden promover el crecimiento tumora...

Dentro del microambiente tumoral, uno de los tipos celulares más prominentes es el fibroblasto asociado al cáncer (CAF)1. Estos fibroblastos asociados a carcinomas pueden desempeñar un papel supresor tumoral 2,3. Por ejemplo, los fibroblastos que expresan S100A secretan colágenos que pueden encapsular carcinógenos y proteger contra la formación de carcinoma4. Además, el agotamiento de miofibroblastos positivos para actina del músculo liso α liso (AME) en el cáncer de páncreas causa inmunosupresión y acelera la progresión del cáncer de páncreas2. Los CAF también pueden coevolucionar con las células cancerosas y promover la progresión tumoral 5,6,7,8. Los fibroblastos pueden sintetizar y secretar proteínas de la matriz extracelular que crean un ambiente promotor de tumores8. Estas proteínas de la matriz extracelular pueden causar rigidez mecánica del tejido, que se asocia con la progresión tumoral 9,10. La matriz extracelular depositada puede actuar como una barrera física que inhibe la infiltración inmune11. La deposición de la matriz por CAF también se ha asociado con la invasión tumoral, ya que se ha demostrado que la fibronectina generada por CAF promueve la invasión tumoral12. Los CAF promueven la angiogénesis y reclutan células inmunosupresoras para el microambiente tumoral mediante la secreción del factor de crecimiento transformante β (TGF-β), el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), la interleucina-6 (IL-6) y el ligando 12 de quimiocina CXC (CXCL12)13,14,15. Debido a su papel central en la promoción del crecimiento tumoral, los fibroblastos asociados al cáncer son un objetivo emergente para la terapia contra el cáncer 6,16,17,18.
El siguiente protocolo describe un método para probar cómo los fibroblastos afectan el crecimiento de tumores en un modelo de ratón bien establecido y ampliamente utilizado de crecimiento tumoral. Con el fin de comprender la importancia de los fibroblastos en el microambiente tumoral, el protocolo estándar para la introducción de células cancerosas en ratones para controlar su crecimiento se modificó para incluir fibroblastos con la introducción de células cancerosas. Las células cancerosas se pueden introducir por vía subcutánea o intradérmica. La introducción intradérmica daría lugar a tumores que surgen de la piel misma. Los xenoinjertos en los que las células cancerosas y los fibroblastos son coinyectados en ratones representan una importante herramienta metodológica para diseccionar el papel de los fibroblastos, las subpoblaciones de fibroblastos y los factores proteicos en la capacidad de promover el crecimiento del cáncer 19,20,21. Se proporciona un protocolo detallado para la coinyección de células cancerosas y fibroblastos en ratones. Este método puede ser utilizado para comparar la presencia o ausencia de fibroblastos, para comparar fibroblastos de diferentes fuentes20, o para comparar fibroblastos con y sin expresión de proteínas específicas19. Después de que se introducen las células cancerosas y los fibroblastos, el tamaño del tumor se puede controlar con el tiempo. Al final de los experimentos, los tumores pueden ser diseccionados y pesados. Al monitorear el crecimiento tumoral a lo largo del tiempo, se puede diseccionar la importancia de diferentes factores.
Existen posibles enfoques alternativos para estudiar el papel de los fibroblastos en el crecimiento tumoral. Como ejemplo, hay modelos basados en Cre-loxed que proporcionan la eliminación de genes específicos del tejido con impulsores expresados preferentemente en fibroblastos. Tales enfoques también brindan oportunidades para investigar el papel de genes y vías específicas en fibroblastos para la progresión tumoral. En comparación con los enfoques basados en Cre-lox, el protocolo proporcionado representaría un enfoque significativamente más rápido para monitorear el papel de los fibroblastos porque el crecimiento tumoral se monitorizaría en unas pocas semanas. El enfoque proporcionado también es significativamente menos costoso porque no requiere generar y albergar colonias de ratones genéticamente modificados. El protocolo proporcionado se puede utilizar para probar rápidamente el efecto de la eliminación de diferentes genes utilizando shRNAs en lugar de necesitar desarrollar colonias de ratones. El enfoque proporcionado también es más flexible porque permitiría una comparación de diferentes números de fibroblastos, diferentes proporciones de células cancerosas y fibroblastos, derribo de diferentes genes e incluso comparación de fibroblastos de diferentes sitios de tejidos o especies. Un enfoque Cre-lox tendría la ventaja de que los fibroblastos están presentes dentro de los ratones en un contexto más fisiológico.
El protocolo reportado aquí sería valioso para los científicos que buscan monitorear los efectos de los fibroblastos en el crecimiento tumoral de manera rápida y rentable. Este protocolo es especialmente valioso para los científicos que investigan diferentes subconjuntos de fibroblastos o fibroblastos de diferentes fuentes sobre el crecimiento tumoral en el crecimiento tumoral. Si es importante que la iniciación del tumor ocurra en un contexto fisiológico, entonces se deben considerar modelos de ratón genéticamente modificados.
Hay varios enfoques posibles para realizar estos experimentos. Los ratones inmunocompetentes pueden usarse como huéspedes, lo que permitiría la investigación de las interacciones fibroblasto-célula inmune. Para los modelos de ratón inmunocompetentes, se deben inyectar células cancerosas de ratón y fibroblastos embrionarios de ratón (MEF). El uso de MEFs también permite al investigador aprovechar la amplia gama de cepas de ratones knockout para probar la presencia o ausencia de un gen de interés. Alternativamente, los ratones inmunodeficientes se pueden usar para probar el papel de los fibroblastos humanos en la promoción del crecimiento de tumores en ratones que se derivan de células cancerosas humanas. La introducción de las células cancerosas se puede realizar por vía subcutánea u ortotópica. Para el melanoma, como se describe a continuación, la mezcla de tumor y fibroblastos se puede inyectar por vía intradérmica para una inyección ortotópica que simula más de cerca la ubicación dentro de la piel donde se desarrollaría un melanoma.

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	<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

Los fibroblastos asociados al cáncer (CAF) pueden desempeñar un papel importante en el crecimiento tumoral al crear un microambiente promotor de tumores. Los modelos para estudiar el papel de los CAF en el microambiente tumoral pueden ser útiles para comprender la importancia funcional de los fibroblastos, los fibroblastos de diferentes tejidos y los factores genéticos específicos en los fibroblastos. Los modelos de ratón son esenciales para comprender los factores que contribuyen al crecimiento y la progresión del tumor en un contexto in vivo. Aquí, se proporciona un protocolo en el que las células cancerosas se mezclan con fibroblastos y se introducen en ratones para desarrollar tumores. Los tamaños de los tumores a lo largo del tiempo y los pesos finales de los tumores se determinan y comparan entre los grupos. El protocolo descrito puede proporcionar más información sobre el papel funcional de los CAF en el crecimiento y la progresión del tumor.

Las células de melanoma humano A2058 y los fibroblastos dérmicos humanos primarios se cultivaron en condiciones estériles. Las células se recolectaron y lavaron tres veces con PBS. Los ratones inmunodeficientes (NU/J - cepa desnuda Foxn1) se inyectaron por vía subcutánea en un flanco con 0,25 millones de células de melanoma A2058 solamente. En el otro flanco, a los ratones se les inyectó una mezcla de 0,25 millones de células de melanoma A2058 y 0,75 millones de fibroblastos. Se ...

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

Se proporciona un protocolo para coinyectar células cancerosas y fibroblastos y monitorear el crecimiento tumoral a lo largo del tiempo. Este protocolo se puede utilizar para comprender las bases moleculares del papel de los fibroblastos como reguladores del crecimiento tumoral.

Un modelo de ratón para investigar el papel de los fibroblastos asociados al cáncer en el crecimiento 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

Engraftment de tumor en un modelo de ratón de xenoinjerto de linfoma de 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 ...

Investigación

Investigación sobre el cáncer

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

Un método para definir los efectos del enriquecimiento ambiental sobre la biodiversidad de microbioma de Colon en un modelo de Tumor de Colon murino

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

Enriquecimiento de fosfopéptidos acoplada con espectrometría de masa libre de etiqueta cuantitativa para investigar la Phosphoproteome en cáncer 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

Digital de la reacción en cadena de polimerasa para la variación genética en un paciente de la poliposis adenomatosa familiar esporádico con el formato de Chip en 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

En Vivo inhibición de MicroRNA para disminuir el crecimiento tumoral en ratones

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

Un modelo de esferoides 3D como un sistema más fisiológico para la diferenciación de fibroblastos asociados al cáncer y estudios de invasión in Vitro

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

Aislamiento de líquidos proximales para investigar el microambiente tumoral del 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

Aislamiento de fibroblastos asociados al cáncer primario a partir de un modelo murino singénico de cáncer de mama para el estudio de nanopartículas dirigidas

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

Un modelo de corte de cerebro ex vivo para estudiar y atacar el crecimiento del tumor metastásico cerebral con cáncer 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

Un modelo esferoide tridimensional para investigar la interacción tumor-estroma en el carcinoma hepatocelular

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