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

Bu çalışma, Sichuan Eyaleti Bilim ve Teknoloji Destek Programı (Hibe No. 2019JDRC0019 ve 2021ZYD0097), mükemmellik disiplinleri için 1.3.5 projesi, Batı Çin Hastanesi, Sichuan Üniversitesi (Hibe No. ZYJC18026), mükemmellik disiplinleri için 1.3.5 projesi-Klinik Araştırma Kuluçka Projesi, Batı Çin Hastanesi, Sichuan Üniversitesi (Hibe No. 2020HXFH023), Merkez Üniversiteler için Temel Araştırma Fonları (SCU2022D025), Chengdu Bilim ve Teknoloji Bürosu Uluslararası İşbirliği Projesi (Hibe No. 2022-GH02-00023-HZ), Sichuan Üniversitesi İnovasyon Kıvılcım Projesi (Hibe No. 2019SCUH0015) ve Batı Çin Hastanesi Tıbbi-Mühendislik Entegrasyonu için Yetenek Eğitim Fonu - Elektronik Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (Hibe No. HXDZ22012).

Tüm hayvan deneyleri, Sichuan Üniversitesi, Batı Çin Hastanesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanan Laboratuvar Hayvan Bakımı Değerlendirme ve Akreditasyon Derneği kılavuzlarına ve protokollerine uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma için 4-6 haftalık (her iki cinsiyetten) NOD-SCID immün yetmezlikli fareler ve 4-6 haftalık dişi Balb/c çıplak fareler kullanıldı. Hayvanlar ticari bir kaynaktan elde edilmiştir (bakınız Malzeme Tablosu). Bat...

Bu çalışmada ATC ve HNSCC'nin subkutan PDX modelleri başarıyla oluşturulmuştur. PDX model yapımı sürecinde dikkat edilmesi gereken birçok husus vardır. Tümör dokusu hastadan ayrıldığında buz kutusuna konulmalı ve en kısa sürede aşılama için laboratuvara gönderilmelidir. Tümör laboratuvara ulaştıktan sonra, operatör steril bir alanın korunmasına dikkat etmeli ve aseptik prosedürleri uygulamalıdır. İğne biyopsi örnekleri için, tümör dokusu özellikle küçük olduğu için, numuneyi...

PDX modeli, insan tümör dokusunun immün yetmezlikli farelere nakledildiği ve fareler tarafından sağlanan ortamda büyüdüğü bir hayvan modelidir1. Geleneksel tümör hücre hattı modelleri, heterojenlik eksikliği, tümör mikroçevresini koruyamama, tekrarlanan in vitro pasajlar sırasında genetik varyasyonlara karşı savunmasızlık ve zayıf klinik uygulama gibi çeşitli dezavantajlardan muzdariptir 2,3. Genetiği değiştirilmiş hayvan modellerinin temel dezavantajları, insan tümörlerinin genomik özelliklerinin potansiyel kaybı, yeni bilinmeyen mutasyonların ortaya çıkması ve fare tümörleri ile insan tümörleri arasındaki homoloji derecesini belirlemedeki zorluktur4. Ek olarak, genetiği değiştirilmiş hayvan modellerinin hazırlanması pahalı, zaman alıcı ve nispeten verimsizdir4.
PDX modeli, tümör heterojenitesini yansıtması açısından diğer tümör modellerine göre birçok avantaja sahiptir. Histopatoloji açısından bakıldığında, fare muadili zamanla insan stromasının yerini almasına rağmen, PDX modeli primer tümörün morfolojik yapısını iyi korur. Ek olarak, PDX modeli, primer tümörün metabolomik kimliğini en az dört nesil boyunca korur ve tümör hücreleri ile mikro çevreleri arasındaki karmaşık ilişkileri daha iyi yansıtır, bu da onu insan tümör dokusunun büyümesini, metastazını, anjiyogenezini ve immünsüpresyonunu simüle etmede benzersiz kılar 5,6,7. Hücresel ve moleküler düzeylerde, PDX modeli, insan tümörlerinin tümörler arası ve tümör içi heterojenliğinin yanı sıra, gen ekspresyon paternleri, mutasyon durumu, kopya sayısı ve DNA metilasyonu ve proteomik 8,9 dahil olmak üzere orijinal kanserin fenotipik ve moleküler özelliklerini doğru bir şekilde yansıtır. Farklı pasajlara sahip PDX modelleri, ilaç tedavisine karşı aynı duyarlılığa sahiptir, bu da PDX modellerinin gen ekspresyonunun oldukça kararlı olduğunu göstermektedir10,11. Çalışmalar, PDX modelinin bir ilaca cevabı ile hastaların bu ilaca klinik yanıtları arasında mükemmel bir korelasyon olduğunu göstermiştir12,13. Bu nedenle, PDX modeli, özellikle ilaç taraması ve klinik prognoz tahmini için güçlü bir preklinik ve translasyonel araştırma modeli olarak ortaya çıkmıştır.
Tiroid kanseri, endokrin sistemin sık görülen malign bir tümörüdür ve son yıllarda insidansında hızlı bir artış gösteren bir insan malignitesidir14. Anaplastik tiroid karsinomu (ATK) en kötü huylu tiroid kanseridir ve ortanca hasta sağkalımı sadece 4.8 aydır15. Çin'de her yıl tiroid kanseri hastalarının sadece azınlığına ATC tanısı konmasına rağmen, ölüm oranı %100'e yakındır16,17,18. ATK genellikle hızla büyür ve boynun bitişik dokularını ve servikal lenf nodlarını istila eder ve hastaların yaklaşık yarısında uzak metastaz vardır19,20. Baş ve boyun skuamöz hücreli karsinomu (HNSCC), dünyadaki en yaygın altıncı kanserdir ve kanser ölümlerinin önde gelen nedenlerinden biridir ve her yıl HNSCC'den muzdarip tahmini 600.000 kişi21.22.23'tür. HNSCC, burun, sinüsler, ağız, bademcikler, farenks ve larinks24 dahil olmak üzere çok sayıda tümör içerir. ATC ve HNSCC başlıca baş ve boyun malignitelerinden ikisidir. Yeni terapötik ajanların ve kişiselleştirilmiş tedavilerin geliştirilmesini kolaylaştırmak için, ATC ve HNSCC'nin PDX modelleri gibi sağlam ve gelişmiş klinik öncesi hayvan modelleri geliştirmek gerekmektedir.
Bu makalede ATC ve HNSCC'nin subkutan PDX modelini oluşturmak için ayrıntılı yöntemler tanıtılmış, model yapımında tümör alım hızını etkileyen anahtar faktörler analiz edilmekte ve PDX modeli ile primer tümör arasındaki histopatolojik özellikler karşılaştırılmaktadır. Bu arada, bu çalışmada, klinik ilgilerini doğrulamak için başarılı bir şekilde oluşturulmuş PDX modelleri kullanılarak in vivo farmakodinamik testler yapılmıştır.

<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

Hasta kaynaklı ksenogreft (PDX) modelleri, primer tümörün histolojik ve genetik özelliklerini sadık bir şekilde korumakta ve heterojenliğini korumaktadır. PDX modellerine dayanan farmakodinamik sonuçlar klinik uygulama ile yüksek oranda ilişkilidir. Anaplastik tiroid karsinomu (ATK), güçlü invazivlik, kötü prognoz ve sınırlı tedavi ile tiroid kanserinin en kötü huylu alt tipidir. ATK insidansı tiroid kanserinin sadece %2-5'ini oluştursa da mortalite oranı %15-%50 gibi yüksek bir orandadır. Baş boyun skuamöz hücreli karsinomu (HNSCC) en sık görülen baş ve boyun malignitelerinden biridir ve her yıl dünya çapında 600.000'den fazla yeni vaka vakaya neden olmaktadır. Burada, ATC ve HNSCC'nin PDX modellerini oluşturmak için ayrıntılı protokoller sunulmaktadır. Bu çalışmada model yapımının başarı oranını etkileyen anahtar faktörler analiz edilmiş ve PDX modeli ile primer tümör arasındaki histopatolojik özellikler karşılaştırılmıştır. Ayrıca, başarılı bir şekilde oluşturulmuş PDX modellerinde temsili klinik olarak kullanılan ilaçların in vivo terapötik etkinliği değerlendirilerek modelin klinik önemi doğrulanmıştır.

Toplam 18 tiroid kanseri örneği nakledildi ve dört farklılaşmamış tiroid kanseri vakası ve bir anaplastik tiroid kanseri vakası dahil olmak üzere beş PDX tiroid kanseri modeli başarıyla oluşturuldu (% 27.8 tümör alım oranı). Model yapımının başarı oranı ile yaş, cinsiyet, tümör çapı, tümör derecesi ve farklılaşması arasındaki korelasyon analiz edildi. Her ne kadar derece 4 tümör örneklerinin model başarı oranı düşük dereceli örneklere göre daha yüksek olmasına ve farklıla?...

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

Bu protokol, anaplastik tiroid karsinomu (ATC) ve baş boyun skuamöz hücreli karsinomunun (HNSCC) hasta kaynaklı ksenogreft (PDX) modelini oluşturmakta ve karakterize etmektedir, çünkü PDX modelleri translasyonel onkoloji alanında hızla standart hale gelmektedir.

Anaplastik Tiroid Karsinomu ve Baş-Boyun Skuamöz Hücreli Karsinomun Hasta Kaynaklı Ksenogreft Modellerinin Oluşturulması ve Karakterizasyonu

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

Bu protokol, tümör heterojenliğini, moleküler çeşitliliği daha iyi yansıtan ve klinik sonuçları tahmin eden ATC ve HNSCC PDX modellerinin oluşturulmasına yardımcı olur. Tekniğin kullanımı kolaydır, yüksek bir başarı oranına sahiptir ve diğer PDX modelleri için de uygun olabilir. Bu teknik, kanser hastasının kişiselleştirilmiş tedavisine rehberlik etmek için anti-kanser ilaç duyarlılığı taramasına doğru genişletilebilir.Bu tekniği hiç uygulamamış bir birey bazı zorluklarla karşılaşabilir ve şemanın her detayına dikkat edilmesi önerilir. ATC ve HNSCC tümör örneklerini steril HTK çözeltisi içeren 50 milimetrelik bir santrifüj tüpünde elde ettikten sonra,% 75 alkol ile dezenfekte edin. Tümör dokusunu salinle dolu altı santimetrelik bir Petri kabına aktarmak için sterilize edilmiş oftalmik forseps kullanın ve bir bıçak kullanarak küçük parçalara ayırın.Ardından, parçaları salin içeren yeni bir altı santimetrelik Petri kabına aktarın ve sızdırmazlık filmi ile sarın. Sarılmış tabağı bir buz kutusuna yerleştirin, makas, forseps ve aşılama iğneleri ile patojensiz hayvan odasına taşıyın. Fareyi uyuşturduktan sonra, sağ lateral torakstaki kılları çıkarın ve% 75 alkol ile bölgeyi dezenfekte edin.Sağ lateral toraksın ortasında iki milimetrelik bir kesi yapmak için makas kullanın. Forseps ile, Petri kabından dokuyu alın ve trokar iğnesine yerleştirin. Fareyi tutun ve cildi delinme bölgesinde sıkın.Trokarı tümör parçasıyla birlikte deri altı boşluğuna insizyona yerleştirin, ardından omzun arkasına doğru hareket edin ve trokar çekirdeğini itin. Kalan dokuyu steril bir gazlı bez kullanarak rezerve etmek için, tümör yüzeyinden salini çıkarın ve aşırı ıslak olmadığından emin olun. İki mililitrelik hücreli bir kriyoprezervasyon tüpüne dört ila altı doku parçası koyun ve tüpe bir mililitre kriyoprezervasyon çözeltisi ekleyin.Ardından, tüpü bir gradyan soğutma kutusuna yerleştirin ve gece boyunca eksi 80 santigrat derecede dondurun. Son olarak, sıvı azota aktarın. PDX model tümörleri canlandırmak için, deri altı tümörünün uzunluğunu ve genişliğini haftada bir kez ölçmek için Vernier kumpasları kullanın.Tümör hacmini hesaplayın ve tümör büyüme eğrisini çizin. Daha sonra, makas kullanarak, tümörü çevreleyen ötenazi fare derisini kesin. Tümörü forseps ile çıkarın ve bir Petri kabına yerleştirin.Daha önce gösterildiği gibi, beşinci nesil farelere kadar tümör naklini gerçekleştirin. P5 nesil ATC PDX model farenin tümör dokusunu seçin. İki ila dört milimetreküp parçaya bölün.Bu parçaları daha önce gösterildiği gibi, çıplak, dört ila altı haftalık dişi BALB / c farenin sağ arkasına deri altından aşılayın. Tümör 50 ila 150 kübik milimetre büyüdüğünde, fareleri üç gruba ayırın. Lenvatinib, cisplatin ve kontrolü haftada iki kez uyguladıktan sonra, farenin vücut ağırlığını ölçün.Ayrıca, tümör hacmini ölçün. Korelasyon analizi, ATC PDX model yapısının başarı oranının yaş, cinsiyet, tümör çapı, tümör derecesi ve farklılaşmaya bağlı olmadığını göstermektedir. HNSCC PDX model yapımında tümör alım hızı, farklılaşma derecesinin model başarı oranı ile ilişkili olduğunu, diğer parametrelerin ise tümör alım oranını etkilemediğini göstermiştir.Her PDX modeli için tümör büyüme eğrileri, ATC örneklerinin P3 nesline stabil bir şekilde geçirildiğini, iki HNSCC numunesi vakasının ise P1 nesline geçtikten sonra tümör oluşturamadığını göstermiştir. Çoğu PDX modeli için P0 neslinin tümör büyüme hızı, muhtemelen fare mikro ortamının adaptasyonu nedeniyle, daha sonraki pasajlardan nispeten daha yavaştı. Histopatolojik incelemede PDX tümörlerinin primer tümörlerin morfolojik özelliklerini koruduğu saptandı.Lenvatinib ile tedavi, tümör büyümesini önemli ölçüde inhibe etti ve ATC PDX modelinde kontrol grubuna kıyasla daha düşük tümör ağırlığı gösterdi. Ek olarak, lenvatinib ile tedavi edilen fareler toplam ağırlıklarında fark edilebilir değişiklikler göstermedi. Aşırı sisplatin dozu, kilo kaybı ve hatta ölümle kanıtlandığı gibi önemli toksisiteye neden olmuştur.Taze tümörler parçalara ayrılmadan önce normal salin ile birkaç kez yıkanmalıdır. Biyopsi yapılan tümör örnekleri ile karıştırılması ve aşılanması muhtemelen tümör oluşumuna neden olacaktır. Bu model tümör biyolojisi araştırmaları, ilaç taraması, kişiselleştirilmiş tedavi için kullanılabilir.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

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

Baş ve Boyun Skuamöz Hücre Karsinomu içinde perinöral invazyon İçin Bir Model

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

Arşiv Formalin Sabitlenmiş, Parafin Gömülü İnsan Orofaringeal Skuamöz Hücreli Karsinoma Örneklerinde T-hücresi Subpopülasyonlarının Dört Renkli Floresan İmmunohistokimyası

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

Baş ve boyun Skuamöz hücreli karsinom için bir küresel tabanlı 3D hücre kültür modelinde test terapi

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

Dil hücre dışı matriks ve dil Skuamöz Hücre Karsinomu Vitro sulandırma imalatı

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

Skuamöz Hücre Karsinomu Hücre Tümörü bağışıklık profil oluşturma için fareler ve tedaviye yanıt değerlendirme intramucosal aşı

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

Insan Üromotorial Hücre Karsinomu ve kolorektal kanser tümörü büyüme ve spontan Metasrik için hasta türevi Ortootopik xenograft modelleri

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

Mide kanseri hasta-türetilen xenograft modelleri ve primer hücre hatları kurulması

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

Hasta Kaynaklı Pankreas Duktal Adenokarsinom Organoid Modellerinin İzolasyon ve Karakterizasyonu

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

Akciğer Skuamöz Karsinom Progresyonunu Modellemek Için Çok Boyutlu Coculture Sistemi

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