Здесь описана сингенная ортотопическая имплантация с последующей процедурой ампутации остеосаркомы со спонтанным легочным метастазированием, которая может быть использована для доклинического исследования биологии метастазирования и разработки новых терапевтических средств.
Самый последний прогресс в лечении остеосаркомы (ОС) произошел в 1980-х годах, когда было показано, что многоагентная химиотерапия улучшает общую выживаемость по сравнению с одной только хирургией. Для решения этой проблемы целью исследования является уточнение менее известной модели ОС у крыс с комплексным гистологическим, визуальным, биологическим, имплантационным и ампутационным хирургическим подходом, который продлевает выживание. Мы использовали иммунокомпетентную, беспородную модель Sprague-Dawley (SD), сингенную модель крысы с имплантированной клеточной линией ОС UMR106 (происходящей от SD-крысы) с ортотопическими имплантатами опухоли большеберцовой кости у 3-недельных самцов и самок крыс для моделирования педиатрической ОС. Мы обнаружили, что у крыс развиваются воспроизводимые первичные и метастатические опухоли легких, и что ампутации конечностей через 3 недели после имплантации значительно снижают частоту легочных метастазов и предотвращают неожиданные смерти. Гистологически первичные и метастатические ОС у крыс были очень похожи на ОС человека. Используя методы иммуногистохимии, исследование показывает, что ОС крыс инфильтрированы макрофагами и Т-клетками. Исследование экспрессии белка клеток ОС показывает, что эти опухоли экспрессируют киназы семейства ErbB. Поскольку эти киназы также высоко экспрессируются в большинстве ОС человека, эта модель крыс может быть использована для тестирования ингибиторов пути ErbB для терапии.
Остеосаркома (ОС) является наиболее распространенной первичной опухолью кости у детей, подростков и молодых людей. Самый последний прогресс в лечении ОС произошел в 1980-х годах, когда было показано, что многоагентная химиотерапия улучшает общую выживаемость по сравнению с одной только хирургией1. ОС развивается во время быстрого роста костей, обычно происходящего в длинных трубчатых костях, таких как бедренная кость, большеберцовая кость и плечевая кость. Они характеризуются остеолитическим, остеобластным или смешанным внешним видом с заметной периостальной реакцией2. Химиотерапия и хирургическая резекция могут улучшить исход для пациентов с 5-летней выживаемостью для 65% пациентов2,3. К сожалению, пациенты с ОС высокой степени с метастатическим заболеванием имеют 20% выживаемость. ОС вторгается регионально и метастазирует в основном в легкие или другие кости и более распространен у мужчин. Наиболее насущной потребностью для этих молодых пациентов является новая терапия, которая предотвращает и устраняет жизнеспособность отдаленных метастазов.
Рассмотрены доклинические модели ОС4,5,6,7 и разработано несколько доступных иммунокомпетентных моделей с использованием ампутации ортотопической ОС. В 2000 году была разработана важная модель с использованием мышей BALB/c с ортотопической сингенной ОС и ампутацией8. По сравнению с этой моделью мыши, модель крыс основана на генетически перерожденных и в 10 раз более крупных животных, что приводит к некоторым преимуществам. Крысиная модель UMR106 была разработана из 32P индуцированной ОС у крысы Sprague Dawley (SD), которая была выведена в клеточную линию9. В 2001 году ортотопическая имплантация UMR106-01 была впервые описана в имплантированные большеберцовые кости афимических мышей с быстрым, последовательным развитием первичной опухоли и рентгенологическими, гистологическими особенностями, общими с ОС у человека. Легочные метастазы развивались и зависели от ортотопического размещения UMR106 в костном микроокружении10. В 2009 году Yu et al.11 установили воспроизводимую ортотопическую модель ОС бедренной кости крысы с использованием клеток UMR106 у более крупных самцов SD-крыс. Успешные имплантации опухолей и частота метастазирования в легкие у крыс без ампутации были аналогичны данным, представленным здесь. В этом исследовании была выполнена дополнительная ампутация к модели с использованием молодых крыс, которая показала, что сроки первичного удаления опухоли имеют решающее значение для моделирования ОС, особенно связанных с метастатическим прогрессированием. Благодаря этому уточнению ампутация и визуализация in vivo улучшают эту модель для доклинических исследований для оценки новых лекарств для ОС.
У крыс с имплантатами ОС большеберцовой кости развиваются измеримые опухоли к 3 неделям после имплантации. Если конечности с опухолями ампутируют через 3 недели после имплантации, частота метастазирования в легкие значительно снижается. ОС являются как остеолитическими, так и остеобл?…
The authors have nothing to disclose.
Финансирование NIH через Национальный институт рака, грант # CA228582. Шун Исияма в настоящее время получает грант от Toray Medical Co., Ltd.
AKT | Cell Signaling TECHNOLOGY | 4685S | |
absorbable suture | Ethicon | J214H | |
β-actin | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-47778 | |
β2-AR antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-569 | replaced by β2-AR (E-3): sc-271322 |
Bis–Tris gels | Thermo Fisher | NP0321PK2 | |
Buprenorphine SR Lab | ZooPharm | IZ-70000-201908 | |
CD3 antibody | Dako | #A0452 | |
CD68 antibody | eBioscience | #14-0688-82 | |
Chemiluminescent substrate | cytiva | RPN2232 | |
CL-Xposure film | Thermo Fisher | 34089 | |
Complete Anesthesia System | EVETEQUIP | 922120 | |
diaminobenzidine | VECTOR LABORATORIES | SK-4100 | |
Doxorubicin | Actavis | NDC 45963-733-60 | |
EGFR antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-03 | replaced by EGFR (A-10): sc-373746 |
ERBB2 antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-284 | replaced by Neu (3B5): sc-33684 |
ERBB4 antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-283 | replaced by ErbB4 (C-7): sc-8050 |
ERK antibody | SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGY | sc-514302 | |
eye lubricant | PHARMADERM | NDC 0462-0211-38 | |
Hamilton syringe (100 µL) | Hamilton | Model 1710 SN SYR | |
horseradish peroxidase-linked secondary antibody | cytiva | NA934 | |
HRP polymer detection kit | VECTOR LABORATORIES | MP-7401 | |
HRP polymer detection kit | VECTOR LABORATORIES | MP-7402 | |
isoflurane | BUTLER SCHEIN | NDC 11695-6776-2 | |
isoflurane vaporizer | EVETEQUIP | 911103 | |
UMR-106 cell | ATCC | CRL-1661 | |
X-ray | Faxitron | UltraFocus | |
X-ray processor | Hope X-Ray Peoducts Inc | MicroMax X-ray Processor | Hope Processors are not available in USA anymore |
wound clips | BECTON DICKINSON | 427631 |