Name: establishment and characterization of patient-derived xenograft models of anaplastic thyroid carcinoma and head and neck squamous cell carcinoma
Uploaded: 2023-06-02T14:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Establishment and Characterization of Patient-Derived Xenograft Models of Anaplastic Thyroid Carcinoma and Head and Neck Squamous Cell Carcinoma at JoVE.com

تم دعم هذا العمل من قبل برنامج دعم العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة سيتشوان (رقم المنحة 2019JDRC0019 و 2021ZYD0097) ، ومشروع 1.3.5 لتخصصات التميز ، مستشفى غرب الصين ، جامعة سيتشوان (رقم المنحة ZYJC18026) ، مشروع 1.3.5 لتخصصات التميز - مشروع حضانة البحوث السريرية ، مستشفى غرب الصين ، جامعة سيتشوان (المنحة رقم 2020HXFH023) ، صناديق البحوث الأساسية للجامعات المركزية (SCU2022D025) ، مشروع التعاون الدولي لمكتب تشنغدو للعلوم والتكنولوجيا (المنحة رقم 2022-GH02-00023-HZ) ، ومشروع شرارة الابتكار بجامعة سيتشوان (المنحة رقم 2019SCUH0015) ، وصندوق تدريب المواهب للتكامل الطبي الهندسي لمستشفى غرب الصين - جامعة العلوم والتكنولوجيا الإلكترونية (رقم المنحة. HXDZ22012).

تم إجراء جميع التجارب على الحيوانات وفقا لجمعية تقييم واعتماد إرشادات وبروتوكولات رعاية المختبر المعتمدة من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان في مستشفى غرب الصين بجامعة سيتشوان. تم استخدام الفئران التي تعاني من نقص المناعة NOD-SCID الذين تتراوح أعمارهم بين 4-6 أسابيع (من كلا الجنسي...

نجحت هذه الدراسة في إنشاء نماذج PDX تحت الجلد ل ATC و HNSCC. هناك العديد من الجوانب التي يجب الانتباه إليها أثناء عملية بناء نموذج PDX. عندما يتم فصل أنسجة الورم عن المريض ، يجب وضعها في صندوق الثلج وإرسالها إلى المختبر للتلقيح في أقرب وقت ممكن. بعد وصول الورم إلى المختبر ، يجب على المشغل الانتباه إ...

نموذج PDX هو نموذج حيواني يتم فيه زرع أنسجة الورم البشري في الفئران التي تعاني من نقص المناعة وتنمو في البيئة التي توفرها الفئران1. تعاني نماذج خط الخلايا السرطانية التقليدية من العديد من العيوب ، مثل عدم التجانس ، وعدم القدرة على الاحتفاظ بالبيئة المكروية للورم ، والتعرض للاختلافات الجينية أثناء الممرات المتكررة في المختبر ، والتطبيق السريريالسيئ 2,3. تتمثل العيوب الرئيسية للنماذج الحيوانية المعدلة وراثيا في الخسارة المحتملة للسمات الجينومية للأورام البشرية ، وإدخال طفرات جديدة غير معروفة ، وصعوبة تحديد درجة التماثل بين أورام الفئران والأورام البشرية4. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إعداد النماذج الحيوانية المعدلة وراثيا مكلف ويستغرق وقتا طويلا وغير فعال نسبيا4.
يتميز نموذج PDX بالعديد من المزايا مقارنة بنماذج الأورام الأخرى من حيث عكس عدم تجانس الورم. من منظور علم التشريح المرضي ، على الرغم من أن نظير الفأر يحل محل السدى البشري بمرور الوقت ، فإن نموذج PDX يحافظ على البنية المورفولوجية للورم الرئيسي جيدا. بالإضافة إلى ذلك ، يحافظ نموذج PDX على الهوية الأيضية للورم الرئيسي لمدة أربعة أجيال على الأقل ويعكس بشكل أفضل العلاقات المتبادلة المعقدة بين الخلايا السرطانية وبيئتها المكروية ، مما يجعله فريدا في محاكاة النمو ، ورم خبيث ، وتكوين الأوعية ، وكبت المناعة لأنسجة الورم البشري5،6،7. على المستويين الخلوي والجزيئي ، يعكس نموذج PDX بدقة عدم تجانس الأورام البشرية بين الأورام وداخلها ، بالإضافة إلى الخصائص المظهرية والجزيئية للسرطان الأصلي ، بما في ذلك أنماط التعبير الجيني ، وحالة الطفرة ، ورقم النسخ ، ومثيلة الحمض النووي والبروتينات 8,9. نماذج PDX ذات الممرات المختلفة لها نفس الحساسية للعلاج الدوائي ، مما يشير إلى أن التعبير الجيني لنماذج PDX مستقر للغاية10,11. أظهرت الدراسات وجود علاقة ممتازة بين استجابة نموذج PDX للدواء والاستجابات السريرية للمرضى لهذا الدواء12,13. لذلك ، ظهر نموذج PDX كنموذج بحثي قوي قبل السريري ومتعدي ، خاصة لفحص الأدوية والتنبؤ بالتشخيص السريري.
سرطان الغدة الدرقية هو ورم خبيث شائع في نظام الغدد الصماء وهو ورم خبيث بشري أظهر زيادة سريعة في الإصابة في السنوات الأخيرة14. سرطان الغدة الدرقية الكشمي (ATC) هو أكثر أنواع سرطان الغدة الدرقية خبثا ، حيث يبلغ متوسط بقاء المريض على قيد الحياة 4.8 شهرا فقط15. على الرغم من أن أقلية فقط من مرضى سرطان الغدة الدرقية يتم تشخيصهم ب ATC كل عام في الصين ، إلا أن معدل الوفيات يقترب من 100٪ 16،17،18. عادة ما ينمو ATC بسرعة ويغزو الأنسجة المجاورة للرقبة وكذلك الغدد الليمفاوية العنقية ، وحوالي نصف المرضى لديهم نقائل بعيدة19,20. سرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة (HNSCC) هو سادس أكثر أنواع السرطان شيوعا في العالم وأحد الأسباب الرئيسية لوفيات السرطان ، حيث يعاني ما يقدر بنحو 600000 شخص من HNSCC كل عام21،22،23. يشمل HNSCC عددا كبيرا من الأورام ، بما في ذلك الأورام الموجودة في الأنف والجيوب الأنفية والفم واللوزتين والبلعوم والحنجرة24. ATC و HNSCC هما من الأورام الخبيثة الرئيسية في الرأس والرقبة. من أجل تسهيل تطوير عوامل علاجية جديدة وعلاجات شخصية ، من الضروري تطوير نماذج حيوانية قوية ومتقدمة قبل السريرية مثل نماذج PDX من ATC و HNSCC.
تقدم هذه المقالة طرقا مفصلة لإنشاء نموذج PDX تحت الجلد ل ATC و HNSCC ، وتحلل العوامل الرئيسية التي تؤثر على معدل أخذ الورم في بناء النموذج ، وتقارن الخصائص النسيجية المرضية بين نموذج PDX والورم الرئيسي. وفي الوقت نفسه ، في هذا العمل ، تم إجراء اختبارات الديناميكا الدوائية في الجسم الحي باستخدام نماذج PDX التي تم إنشاؤها بنجاح من أجل التحقق من أهميتها السريرية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2.4 mm x 2.0 mm trocar</td>
			<td>Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>18-9065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balb/c nude mice</td>
			<td>Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.</td>
			<td>401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biosafety cabinet</td>
			<td>Suzhou Antai</td>
			<td>BSC-1300IIA2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blade</td>
			<td>Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>18-0823</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge tube&#160;</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430791/430829</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryopreservation tube</td>
			<td>Chengdu Dianrui Experimental Instrument Co., Ltd</td>
			<td>/</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custodiol HTK-Solution</td>
			<td>Custodiol</td>
			<td>2103417</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide(DMSO)</td>
			<td>SIGMA-ALORICH</td>
			<td>D5879-500mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electronic balance</td>
			<td>METTLER</td>
			<td>ME104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electronic digital caliper</td>
			<td>Chengdu Chengliang Tool Group Co., Ltd</td>
			<td>0-220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fetal bovine serum(FBS)</td>
			<td>VivaCell</td>
			<td>C04001-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IBM SPSS Statistics 26</td>
			<td>IBM</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Jiangsu Zhongmu Beikang Pharmaceutical Co., Ltd&#160;</td>
			<td>100761663</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lenvatinib</td>
			<td>ApexBio</td>
			<td>A2174</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NOD SCID immunodeficient mice</td>
			<td>Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.</td>
			<td>406</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen-Strep Solution</td>
			<td>Biological Industries</td>
			<td>03-03101BCS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>WHB</td>
			<td>WHB-60/WHB-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline&#160;</td>
			<td>Sichuan Kelun</td>
			<td>W220051705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissor</td>
			<td>Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>18-0110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezer</td>
			<td>Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>18-1241</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vet ointment</td>
			<td>Pfizer Inc.</td>
			<td>P10015353</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Dunhua Shengda Animal Medicine Co., Ltd</td>
			<td>070031777</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

establishment and characterization of patient-derived xenograft models of anaplastic thyroid carcinoma and head and neck squamous cell carcinoma

تحافظ نماذج xenograft المشتقة من المريض (PDX) بأمانة على الخصائص النسيجية والجينية للورم الرئيسي وتحافظ على عدم تجانسه. ترتبط نتائج الديناميكا الدوائية القائمة على نماذج PDX ارتباطا وثيقا بالممارسة السريرية. سرطان الغدة الدرقية الكشمي (ATC) هو النوع الفرعي الأكثر خبيثة من سرطان الغدة الدرقية ، مع غزو قوي ، وسوء التشخيص ، والعلاج المحدود. على الرغم من أن معدل الإصابة ب ATC يمثل 2٪ -5٪ فقط من سرطان الغدة الدرقية ، إلا أن معدل الوفيات يصل إلى 15٪ -50٪. يعد سرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة (HNSCC) أحد أكثر الأورام الخبيثة شيوعا في الرأس والرقبة ، مع أكثر من 600000 حالة جديدة في جميع أنحاء العالم كل عام. هنا ، يتم تقديم بروتوكولات مفصلة لإنشاء نماذج PDX من ATC و HNSCC. في هذا العمل ، تم تحليل العوامل الرئيسية التي تؤثر على معدل نجاح بناء النموذج ، وتمت مقارنة السمات النسيجية المرضية بين نموذج PDX والورم الرئيسي. علاوة على ذلك ، تم التحقق من الأهمية السريرية للنموذج من خلال تقييم الفعالية العلاجية في الجسم الحي للأدوية التمثيلية المستخدمة سريريا في نماذج PDX التي تم بناؤها بنجاح.

تم زرع ما مجموعه 18 عينة من سرطان الغدة الدرقية ، وتم بناء خمسة نماذج PDX لسرطان الغدة الدرقية بنجاح (معدل أخذ الورم بنسبة 27.8٪) ، بما في ذلك أربع حالات من سرطانات الغدة الدرقية غير المتمايزة وحالة واحدة من سرطان الغدة الدرقية الكشمي. تم تحليل العلاقة بين معدل نجاح بناء النموذج والعمر والجنس وق...

Watch this Scientific Journal Video about Establishment and Characterization of Patient-Derived Xenograft Models of Anaplastic Thyroid Carcinoma and Head and Neck Squamous Cell Carcinoma at JoVE.com

Establishment and Characterization of Patient-Derived Xenograft Models of Anaplastic Thyroid Carcinoma and Head and Neck Squamous Cell Carcinoma

ينشئ البروتوكول الحالي ويميز نموذج xenograft المشتق من المريض (PDX) لسرطان الغدة الدرقية الكشمي (ATC) وسرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة (HNSCC) ، حيث أصبحت نماذج PDX بسرعة المعيار في مجال علم الأورام الانتقالي.

إنشاء وتوصيف نماذج الطعم الخارجي المشتقة من المريض لسرطان الغدة الدرقية الكشمي وسرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة

Patient-derived xenograft (PDX) models faithfully preserve the histological and genetic characteristics of the primary tumor and maintain its ...

يساعد هذا البروتوكول في إنشاء نماذج ATC و HNSCC PDX التي تعكس بشكل أفضل عدم تجانس الورم والتنوع الجزيئي والتنبؤ بنتائج العيادة. هذه التقنية سهلة التشغيل ، ولها معدل نجاح مرتفع ، ويمكن أن تكون مناسبة أيضا لنماذج PDX الأخرى. يمكن توسيع هذه التقنية نحو فحص حساسية الأدوية المضادة للسرطان لتوجيه العلاج الشخصي لمريض السرطان.قد يواجه الفرد الذي لم يقم بهذه التقنية مطلقا بعض الصعوبات ويوصى بالاهتمام بكل تفاصيل المخطط. بعد الحصول على عينات ورم ATC و HNSCC في أنبوب طرد مركزي 50 ملم يحتوي على محلول HTK معقم ، قم بتطهيرها بنسبة 75٪ كحول. استخدم ملقط العيون المعقم لنقل أنسجة الورم إلى طبق بتري طوله ستة سنتيمترات مملوء بالمحلول الملحي ، وقم بتقطيعها إلى قطع صغيرة باستخدام شفرة.بعد ذلك ، انقل القطع إلى طبق بتري جديد بطول ستة سنتيمترات يحتوي على محلول ملحي ولفه بغشاء مانع للتسرب. ضع الطبق الملفوف في صندوق ثلج ، واحمله إلى غرفة الحيوانات الخالية من مسببات الأمراض بالمقص والملقط وإبر التلقيح. بعد تخدير الماوس ، قم بإزالة الشعر الموجود على الصدر الجانبي الأيمن وقم بتطهير المنطقة بنسبة 75٪ كحول.استخدم المقص لعمل شق بطول مليمترين في منتصف الصدر الجانبي الأيمن. باستخدام الملقط ، خذ المنديل من طبق بتري وضعه في إبرة المبزل. امسك الماوس وشد الجلد في موقع البزل.أدخل المبزل مع قطعة الورم في شق إلى الفضاء تحت الجلد ، ثم انتقل إلى الجزء الخلفي من الكتف وادفع قلب المبزل. لحجز الأنسجة المتبقية باستخدام شاش معقم ، قم بإزالة المحلول الملحي من سطح الورم ، وتأكد من أنه ليس رطبا بشكل مفرط. ضع أربع إلى ست قطع من الأنسجة في أنبوب الحفظ بالتبريد للخلايا سعة 2 ملليلتر وأضف ملليلترا واحدا من محلول الحفظ بالتبريد في الأنبوب.ثم ضع الأنبوب في صندوق تبريد متدرج وقم بتجميده عند 80 درجة مئوية تحت الصفر طوال الليل. أخيرا ، انقله إلى النيتروجين السائل. لإنعاش أورام نموذج PDX ، استخدم ملاقط Vernier لقياس طول وعرض الورم تحت الجلد مرة واحدة في الأسبوع.حساب حجم الورم ورسم منحنى نمو الورم. ثم ، باستخدام المقص ، قم بقطع جلد الفأر الرحيم المحيط بالورم. إزالة الورم بالملقط ووضعه في طبق بتري.إجراء عملية زرع الورم حتى الجيل الخامس من الفئران ، كما هو موضح سابقا. حدد نسيج الورم لماوس طراز ATC PDX من الجيل P5. قطعها إلى قطعتين إلى أربع قطع ملليمتر مكعب.تلقيح هذه القطع تحت الجلد كما هو موضح سابقا ، إلى الجزء الخلفي الأيمن من فأر BALB / c عارية من أربعة إلى ستة أسابيع. عندما ينمو الورم من 50 إلى 150 ملم مكعب ، قسم الفئران إلى ثلاث مجموعات. بعد إعطاء لينفاتينيب ، سيسبلاتين ، والتحكم مرتين في الأسبوع ، قم بقياس وزن جسم الفأر.أيضا ، قياس حجم الورم. أظهر تحليل الارتباط أن معدل نجاح بناء نموذج ATC PDX لم يكن يعتمد على العمر والجنس وقطر الورم ودرجة الورم والتمايز. أظهر معدل أخذ الورم في بناء نموذج HNSCC PDX أن درجة التمايز كانت مرتبطة بمعدل نجاح النموذج ، في حين أن المعلمات الأخرى لم تؤثر على معدل أخذ الورم.أوضحت منحنيات نمو الورم لكل نموذج PDX أن عينات ATC تم تمريرها بثبات إلى جيل P3 ، بينما فشلت حالتان من عينات HNSCC في تكوين أورام بعد الانتقال إلى جيل P1. كان معدل نمو الورم لجيل P0 لمعظم نماذج PDX أبطأ نسبيا من المقاطع اللاحقة ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تكيف البيئة المكروية للفأر. أظهر الفحص النسيجي المرضي أن أورام PDX تحتفظ بالخصائص المورفولوجية للأورام الأولية.العلاج مع lenvatinib تثبيط نمو الورم بشكل كبير وأظهر انخفاض وزن الورم في نموذج ATC PDX مقارنة بالمجموعة الضابطة. بالإضافة إلى ذلك ، لم تظهر الفئران المعالجة باللينفاتينيب تغييرات ملحوظة في وزنها الإجمالي. أدت جرعة سيسبلاتين المفرطة إلى سمية كبيرة ، كما يتضح من فقدان الوزن وحتى الموت.يجب غسل الأورام الطازجة عدة مرات بمحلول ملحي طبيعي قبل تقطيعها إلى قطع. من المحتمل أن يؤدي الخلط بواسطة عينات الورم المأخوذة منها وتلقيحها إلى تكوين الورم. يمكن استخدام هذا النموذج لأبحاث بيولوجيا الورم ، وفحص الأدوية ، والعلاج الشخصي.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

A Model for Perineural Invasion in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma

نموذج للمحيط بالعصب الغزو في الرأس والرقبة قشري سرطان الخلايا

Perineural invasion (PNI) is found in approximately 40% of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC). Despite multimodal treatment with surgery, ...

Four-color Fluorescence Immunohistochemistry of T-cell Subpopulations in Archival Formalin-fixed, Paraffin-embedded Human Oropharyngeal Squamous Cell Carcinoma Samples

أربعة ألوان مضان المناعية من الخلايا السكانية الفرعية T- خلية في الأرشيفية الفورمالين ثابتة، جزءا لا يتجزأ من البارافين الإنسان البلعوم الخلايا الحرشفية سرطان الخلايا العينات

The four-color fluorescence immunohistochemistry (IHC) technique is a method to quantify cell populations of interest while taking into account their ...

Therapy Testing in a Spheroid-based 3D Cell Culture Model for Head and Neck Squamous Cell Carcinoma

اختبار في نموذج ثقافة خلية 3D على أساس كروي للرأس والرقبة الحرشفية خلية العلاج

Current treatment options for advanced and recurrent head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) enclose radiation and chemo-radiation approaches with ...

Fabrication of Tongue Extracellular Matrix and Reconstitution of Tongue Squamous Cell Carcinoma In Vitro

Fabrication of Tongue Extracellular Matrix and Reconstitution of Tongue Squamous Cell Carcinoma In Vitro

تصنيع المصفوفة خارج الخلية اللسان وإعادة تشكيل للسان الخلايا الحرشفية في المختبر

In order to construct an effective and realistic model for tongue squamous cell carcinoma (TSCC) in vitro, the methods were created to produce ...

Intramucosal Inoculation of Squamous Cell Carcinoma Cells in Mice for Tumor Immune Profiling and Treatment Response Assessment

إينتراموكوسال تلقيح خلايا الخلايا الحرشفية في الفئران للورم التنميط المناعي وتقييم استجابة العلاج

Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is a debilitating and deadly disease with a high prevalence of recurrence and treatment failure. To develop ...

Patient-derived Orthotopic Xenograft Models for Human Urothelial Cell Carcinoma and Colorectal Cancer Tumor Growth and Spontaneous Metastasis

نماذج Xenograft المتوارثية المستمدة من المريض لسرطان الخلايا البولية البشرية ونمو ورم سرطان القولون والمستقيم وورم الانبثاث العفوي

Cancer patients have poor prognoses when lymph node (LN) involvement is present in both high-grade urothelial cell carcinoma (HG-UCC) of the bladder and ...

Establishment of Gastric Cancer Patient-derived Xenograft Models and Primary Cell Lines

إنشاء نماذج Xenograft المستمدة من سرطان المعدة وخطوط الخلايا الأولية

The use of preclinical models to advance our understanding of tumor biology and investigate the efficacy of therapeutic agents is key to cancer research. ...

Isolation and Characterization of Patient-derived Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Organoid Models

العزلة وتوصيف المرضي المستمدة من البنكرياس اقنيه الغدد السرطانية الأورام العضوية

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is amongst the most lethal malignancies. Recently, next-generation organoid culture methods enabling the ...

Multidimensional Coculture System to Model Lung Squamous Carcinoma Progression

نظام ثقافة الرئة المتعددة الأبعاد لنموذج سرطان الرئة الحرشفية

Tumor-stroma interactions play a critical role in the development of lung squamous carcinoma (LUSC). However, understanding how these dynamic interactions ...