Aquí, presentamos un protocolo para un ex vivo lung cáncer modelo que imita los pasos de progresión del tumor y ayuda a aislar un tumor primario, circulación de las células tumorales y las lesiones metastáticas.
Es difícil aislar las células tumorales en diferentes puntos de progresión del tumor. Hemos creado un modelo ex vivo lung que puede mostrar la interacción de las células tumorales con la matriz natural y flujo continuo de nutrientes, así como un modelo que muestra la interacción de las células del tumor con componentes celulares normales y una matriz natural. El modelo de pulmón acelular ex vivo es creado por un bloque de corazón y pulmón de la rata de aislar y eliminar todas las células mediante el proceso de descelularización. El bronquio principal derecho se ligan y se colocan las células del tumor en la tráquea por una jeringa. Las células de moverán y llenar el pulmón izquierdo. El pulmón se coloca en un biorreactor donde la arteria pulmonar recibe un flujo continuo de medios de comunicación en circuito cerrado. El tumor en el pulmón izquierdo es el tumor primario. Las células del tumor que se aíslan en los medios de circulación circulan las células tumorales y las células del tumor en el pulmón derecho son lesiones metastásicas. El modelo de pulmón celular ex vivo es creado por saltarse el proceso de descelularización. Cada modelo puede utilizarse para responder a preguntas de investigación.
Metástasis del cáncer es el culpable detrás de la mayoría de las muertes relacionadas con el cáncer y representa el mayor desafío en los esfuerzos para combatir el cáncer. El objetivo general de este método es diseñar un protocolo para una cultura de cuatro dimensiones (4D) celular que tiene una dimensión de flujo, además del crecimiento de la célula (3D) tridimensional. Representa las tres fases distintas del proceso de metástasis [es decir, el tumor primario, circulación de las células tumorales (CTC) y lesiones metastásicas].
En las últimas tres décadas, los científicos alrededor del mundo rindieron una riqueza sin precedentes de información para entender los mecanismos subyacentes a la progresión metastásica en diferentes tipos de cáncer que mejoró la perspectiva de un cura o una supervivencia libre de progresión. El manejo clínico de algunos tipos de cáncer, como cáncer de mama, mejorado significativamente1; sin embargo, algunos cánceres, como cáncer de pulmón, aún tienen una supervivencia pobre2. Modelos animales in vitro e in vivo han sido fundamentales en la generación de nuevos conocimientos sobre los mecanismos que sustentan el desarrollo de la enfermedad. En los últimos años, derivado de línea xenoinjertos (CDX) de la célula y xenoinjertos derivados del paciente (PDX) han sido de mayor interés como conservan muchas características relevantes del tumor humano primario3, como la cinética de crecimiento, características histológicas, comportamiento características y la respuesta al tratamiento. Sin embargo, cada modelo tiene sus limitaciones para entender el mecanismo de formación de CTC y metástasis en un órgano distante4,5,6.
Recientemente, hemos desarrollado un modelo 4-D ex vivo lung Cáncer utilizando el concepto de reingeniería de órgano y de cultivo celular basada en perfusión. Imita el crecimiento de cáncer de pulmón humano mediante la formación de nódulos de tumor perfusable que crecen en el tiempo con un parecido humano secretada cáncer proteína producción7. Representa la firma de expresión de gen que predice supervivencia pobre en pacientes con cáncer y también muestra una respuesta terapéutica por regresión del tumor al cisplatino tratamiento8,9. El modelo de pulmón más fue modificado para que pueda formar las lesiones metastáticas. El CTC se convierten de un tumor primario y intravasate en la vasculatura y extravasate en el pulmón contralateral para formar lesiones metastáticas10. Estudios de expresión génica sugieren un perfil de expresión distinta del tumor primario, la CTC y las lesiones metastáticas y la regulación al alza del subconjunto de genes para el fenotipo10. Este proceso metastásico se produce debido a la presencia de condiciones biológicas en pacientes con cáncer. La ventaja de este modelo es la presencia de una matriz natural y arquitectura y una perfusión de nutrientes que conduce a la formación de nódulos del tumor. Además, también proporciona una oportunidad para estudiar los efectos de diversos componentes del microambiente tumoral o medicamentos en la progresión del tumor con el tiempo. Este modelo puede utilizarse para cultivar una variedad de células de cáncer (cáncer de pulmón, cáncer de mama, sarcoma, etc.) en un montaje de laboratorio.
El pulmón ex vivo 4-D proporciona una oportunidad para estudiar el crecimiento del tumor y la metástasis en un montaje de laboratorio. Una matriz de pulmón nativo es un sistema complejo que provee soporte al tejido normal y mantiene interacciones célula-célula, las interacciones célula-matriz, diferenciación celular y la organización de tejido. Proporciona una oportunidad para añadir cualquier componentes del microambiente del tumor para estudiar sus efectos sobre el crecimiento tumoral y la interacció…
The authors have nothing to disclose.
Min P. Kim recibió el apoyo de la beca de la segunda John W. Johnson investigación beca Asociación Americana torácica cirugía, Graham Foundation, Houston Metodista especialidad médico grupo de investigación de Grant, Michael M. y Joann H. cono Premio a la investigación. Agradecemos a Ann Saikin para el idioma de edición del manuscrito.
Sprague Dowley rat | Harlan | 206M | Male |
Chlorhexidine swab | Prevantics, NY, USA | NDC 10819-1080-1 | |
Heparin | Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA | NDC 25021-400-10 | |
18-gauge needle | McMaster Carr, USA | 75165A249 | |
2-0 silk tie | Ethicon, San Angelo, TX, USA | A305H | |
Masterflex L/S pump | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07554-80 | |
Masterflex L/S pump head | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07519-05 | |
Masterflex L/S pump cartridge | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-07519-70 | |
Tygon Tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 14171211 | |
MasterFlex Pump tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 06598-16 | |
Female luer lock connectors | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-34 | 75165A249 |
Male luer lock connectors | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45513-04 | |
black nylon ring | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | EW-45509-04 | |
Intravenous set | CareFusion | 41134E | |
Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | Fisher Scientific | CAS151-21-3 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100-1L | |
Antibiotics | Gibco | 15240-062 | |
Silicone oxygenator | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | ABW00011 | Saint-GoBain- |
Wire mesh | 1164610105 | Lowes | New York Wire |
Female luer Lug Style TEE | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-56 | |
Male luer integral lock ring to 200series Barb | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45518-08 | |
Female luer thread style coupler | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 45508-22 | |
Clave connector | ICU Medical | 11956 | |
Hi-Flo ™4-way Stopcock w/swivel male luer lock | smith Medical | MX9341L | |
MasterFlex Pump tube | Cole-Parmer, Vernon Hills, IL, USA | 06598-13 | for cannula |