Krooninen sairaus

tiivistelmä

Munasarjasyöpä on yleisin kuolinsyy gynekologisista syöpään. Ymmärtäminen biologia tämän taudin, erityisesti miten kasvaimeen liittyviä lymfosyyttien ja fibroblastit edistää etenemistä ja etäpesäkkeiden kasvain, on puute haittaa sopivan ksenograftimallissa. Raportoimme yksinkertainen ja toistettavissa järjestelmä, jossa kasvaimen ja kasvaimen strooman onnistuneesti Siirto tehty osaksi NOD-SCID IL2Rγ

null (NSG) hiirillä. Tämä saadaan aikaan ruiskuttamalla kasvainsolujen aggregaattien peräisin tuoreesta munasarjojen Tuumorinäytteiden kudokset (mukaan lukien kasvainsolut, ja kasvaimeen liittyvien lymfosyyttien ja fibroblastit) i.p. osaksi NSG hiiriin. Kasvaimen eteneminen näissä hiirissä läheisesti rinnasteinen monia tapahtumia, jotka havaitaan munasarjasyöpä potilaille. Kasvaimia vahvistaa, että omentum, munasarjat, maksa, perna, kohtu, ja haima. Kasvaimen kasvu on aluksi hyvin hitaasti ja asteittain sisällä vatsaontelossa lopullisena kehityksen kasvaimen askites, spontaani etäpesäkkeitä keuhkoihin, mikä lisää seerumin ja askites tasot CA125, ja säilyttämistä kasvaimeen liittyvien ihmisen fibroblastit ja lymfosyyttejä, jotka ovat toimintakykyisiä ja reagoiva sytokiinien pitkiä aikoja. Tällä mallilla yksi pystyy määrittämään, kuinka fibroblasteja ja lymfosyytit sisällä kasvain mikroympäristön voi edistää kasvaimen kasvua ja etäpesäkkeiden, ja mahdollistaa tehon arvioimiseksi hoitoja, jotka on suunniteltu kohdentamaan näiden solujen kasvaimen strooman.

Citation: Bankert RB, Balu-Iyer SV, Odunsi K, Shultz LD, Kelleher RJ Jr, Barnas JL, et al. (2011) Humanisoidut hiirimallissa munasarjasyövän ssä toistetaan Patient Solid syövän etenemiseen, Askites Formation, ja Metastasis. PLoS ONE 6 (9): e24420. doi: 10,1371 /journal.pone.0024420

Editor: Sandra Orsulic, Cedars-Sinai Medical Center, Yhdysvallat

vastaanotettu: 30 kesäkuu 2011; Hyväksytty: 08 elokuu 2011; Julkaistu: 15 syyskuu 2011

Copyright: © 2011 Bankert et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tutkimus tuettiin osittain NIH avustus CA34196 (LDS) ja NIH Grants CA131407, CA108970 ja AI079188 (RBB), T32AI1007614 (MSA), munasarjasyöpä työryhmä myöntämisestä Cancer Research Institute (KO) ja NIH Grant HL-70227 (SB -I). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

sekä normaalin ja neoplastiset ihmisen kudokset on onnistuneesti Siirto tehty osaksi T-solujen ja B-solujen puutteesta

prkdc

scid (SCID)

hiirillä. Ensimmäinen onnistunut siirteen ihmissolutyypin näihin C.B-17

scid

hiirillä oli raportoitu yli 20 vuotta sitten [1]. Käyttö ihmiskudoksen ksenograftien näissä immunodefisienttien hiirillä on sittemmin johtanut oivalluksia biologia ihmisen syövän, autoimmuniteetin ja tartuntataudit [2]. Potentiaali useilla eri ihmisen -tuumoriksenografti malleja tutkia ja arvioida syöpälääkkeiden yhdessä mallien rajoitukset ja ansat on tarkistettu [3]. Yksi suurimmista esteistä aikaisemman ksenograftimalleja oli isäntä-versus-graft (HVG) vaste, joka havaittiin sen jälkeen, kun kiinnittymisestä ihmisen kudoksissa. Vaikka

scid

hiiret puuttui toiminnallinen B- ja T-solut, nämä hiiret oli ehjä synnynnäisen immuunivasteen, joka oli vastuussa monimutkaisia ​​solu- ja molekyylitason HVG vastaus. Intensiteetti HVG vastauksen vaihteli huomattavasti hiirtä hiiri ja histologinen tyyppi kasvain käytetään siirteen [3]. Kohonneelta ihmiskudoksen siirteen ovat riippuvaisia ​​ensi sijassa geneettisiä muunnoksia immunopuutoksesta hiirten [2]. Suuri läpimurto oli sukupolven immuunivajaisiin hiirillä, jotka ovat homotsygoottisia suunnattu mutaatiot interleukiini-2-reseptorin γ kasketjulokus [2]. Nämä hiiret ovat vakavasti heikentynyt kehitystä ja toimintaa T-solujen, B-solujen ja NK-solujen [2]. Yksi esimerkki tästä uudentyyppinen immuunivajaisiin hiiri kanta on NOD.Cg-

Prkdc

scidIL-2rg

tm1Wjl

, lyhennettynä NSG. Immuunivajaisiin hiirillä, joilta puuttuu IL-2-reseptorin γ-ketju on todettu tukemaan pitkäaikainen engraftmentissa ihmisen hematopoieettisten solujen ja periferaalisen veren mononukleaariset solut [2] parempi kuin edellinen immuunivajaisiin hiirikantojen.

ksenograftimallissa, jossa ihmisen kasvaimissa ja autologisia kasvaimeen liittyviä T- ja B-solut voisivat toimia Siirto tehty ja niiden vuorovaikutuksia tutkittiin

in vivo

antaisi mahdollisuuden selvittää, miten ihmisen immunokompetenttien solujen ja kasvainsolujen vaikuttavat toisiinsa. Havainnot voitaisiin mahdollisesti käyttää arvioitaessa immunoterapeuttisia lähestymistapoja syöpään. Edelleen, kun otetaan huomioon kasvava tietoisuus siitä, että ei-pahanlaatuisissa stroomasolut lukien fibroblastit, epiteelisolut ja muut leukosyytit vuorovaikutuksessa ja on vaikutusta kasvaimen kasvua ja etäpesäkkeiden [4], kehittämistä ja käyttöä malleja, joissa kasvain microenvironment ylläpidetään -ksenografti on myös kriittinen saada oivalluksia synnyssä syövän etenemisen. Istuttamalla ei häirinnyt kappaletta ihmisen kasvaimissa ihonalaisesti NSG hiiret, -ksenografteja perustettu, jossa kudoksen rakenne, mukaan lukien kasvaimeen liittyvät leukosyyttien, strooman fibroblastit ja kasvainsolujen yllä ja se säilytetään pitkiä aikoja [5]. Tämä malli osoittautui hyödylliseksi osoittaa kykyä eksogeenisen IL-12 toimitetaan biohajoavia mikropalloja aktivoida lepotilassa muisti-T-solujen kasvain microenvironment [5]. Koska nämä tuumoriksenografteja ei perustettu ortotooppisesti, ja vain vähän näyttöä kasvaimen leviäminen havaittiin, malli ei heijasta malleja kasvua ja etäpesäkkeiden havaitut syöpäpotilailla, ja oli sen vuoksi rajallinen mahdollista arvoa yksilöintitiedot jotka edistävät kasvaimen etäpesäke tai tehon arvioimiseksi immuuniterapeuttista protokollia.

-tuumoriksenografti on kehitetty ja se ilmoitetaan tässä jossa ihmisen munasarjan epiteelin tuumoriksenografteja perustetaan ortotooppisesti, ja kuvio kasvaimen kasvua ja etäpesäkkeiden heijastaa sitä, mikä havaitaan munasarjasyöpä potilaille. Kasvaimeen liittyviä T- ja B-lymfosyyttejä ja fibroblastien yhteistyössä ympätä sisällä kasvaimen kyhmyjä ja T-solut ovat toimintakykyisiä ja reagoivat eksogeenisesti sytokiinin. CA125 on läsnä seerumeissa ja askites CA125 + on kasvain ja tarjoaa mahdollisuuden seurata läsnäolo ja eteneminen tuumoriksenograftien määräajoin. On odotettavissa, että tämä malli mahdollistaa tutkia kykyä ihmisen kasvaimeen liittyvien leukosyyttien ja kasvaimen strooman muuntamaan

in situ

syövän etenemiseen. Lisäksi malli antaa mahdollisuudet arvioida tehoa yhden, samoin kuin yhdistelmänä, hoitomenetelmiä munasarjasyöpään.

Tulokset

Ihmisen munasarjojen kasvaimia ympätä ortotooppisesti munasarjoissa ja muut urut sivustoja jälkeen intraperitoneaalisen (ip) injektion kasvainperäinen soluaggregaatteja osaksi NSG hiiriin

Todettiin aiemmin, että ihonalainen implantaatio kiinteiden paloja tuoretta ihmisen tuumorikudoksista osaksi NSG hiirille aiheutti perustamiseen kasvain mikroympäristöihin [ ,,,0],5]. Edut tämä lähestymistapa edellinen menetelmät olivat, että tuloksena ksenografteista säilyttivät alkuperäisen arkkitehtuurin, mukaan lukien kasvaimeen liittyvät leukosyyttien, tukikudosten fibroblastien ja kasvainsoluja, ja ksenografteissa selvisi pitkiä aikoja ilman HVG häiriöitä tai tunkeutumisen isäntäsolujen. Merkittävä rajoitus tämän aikaisemman ksenograftimallia oli, että se ei vastaa malleja kasvaimen kasvua ja leviämistä havaitut syöpäpotilailla, ja jotkut kasvaimet eivät ympätä tai johti ksenografteissa laajoilla alueilla kuolion takia riittämätön verisuonittumisen kiinteitä paloja kasvaimia.

tässä raportoidaan menetelmä siirteen toimiminen, jossa munasarjojen kasvaimia voidaan menestyksellisesti perustettiin ksenografteissa ortotooppisesti munasarjoissa ja muut elinkohdissa vastaanottajan hiirillä. Kasvain kasvu kuvastaa kuvio ja etenemistä havaittiin munasarjasyöpä potilaille. Tämä on saatu aikaan ruiskuttamalla suspensio, jossa solun aggregaattien (joka on peräisin lievä häiriöitä kiinteiden munasarjan kasvaimet) i.p. osaksi NSG hiiriin (katso Methods kohta). Vakuuttaa onnistunut kasvaimen siirteen toimiminen, kasvaimen koepala kudokset on koostuttava alueilla elinkelpoisten kasvainsoluja, jotka sisältävät kasvaimeen liittyvän lymfosyyttien, ja fibroblastien kuten on esitetty kuviossa. 1. kasvain- solujen suspensioita, jotka johtuvat häiriöistä, tuoreen kiinteän kasvaimen kudokset sisältävät pieniä (200-300 um halkaisijaltaan) aggregaatteja soluja, jotka ovat CD45 + leukosyyttien, sytokeratiini positiivisia kasvainsoluja, CD3 + T-soluissa ja kolmivärimenetelmä positiivinen kollageenia, joka on tuotettu fibroblastit (Fig. 2A-E). Soluaggregaatteja johdettu munasarjakasvaimia saatu viidestä eri potilasta (koeryhmä 1-5) injektoitiin i.p. osaksi NSG hiirillä ja vastaanottajan hiiret tapettiin ajankohtina taulukossa 1. Kun histologiset kiinnityksen ja kasvaimen kasvua solun aggregaatit havaittu omentum jo 8 päivää lähettää i.p. rokotus (tuloksia ei ole esitetty) brutto- ja histologiset kasvaimen ja kasvaimen strooman sisällä eri elinkohdissa (käsitellään jäljempänä) vakiintui vasta 80-177 päivää rokottamisen jälkeen (taulukko 1). Yksikään hiiristä osoittivat ei ole näkyviä kliinisiä oireita kasvaimen kehitystä ensimmäisten 10 viikon havainto jälkeen kasvaimen istuttamisen jälkeen. Kuolema oli usein ensimmäinen merkki kasvaimen siirteen. Yhdellä hiirellä kussakin kokeessa kuoli arviointi, ja ei sisällytetty kädessä.

leikkausta papillaarisen vakavasta adenokarsinooma munasarja värjättiin hemotoksyliinillä ja eosiinilla (H 500 u /ml) ja CA125. Kukin kolmesta tuumorista peräisin soluaggregaatteja injektoitiin i.p. otetaan 10 NSG hiiret ja CA125 tasoja seerumissa ja ascites analysoitiin eri aikoina tuumorin istuttamisen jälkeen. 80 vuorokautta tuumorin istuttamisen, CA125 oli läsnä vatsaonteloon sekä seerumeista kaikki hiiret inokuloitiin kasvaimia, jotka ovat peräisin kolmesta eri potilailla. Yhdessä kolmesta ryhmästä hiiriä eläimistä otettiin verta säännöllisin väliajoin ja seerumin CA125 määritetty. Ca125 Seerumin lisääntyi ajan saavutti yli 500 yksikköä /ml 100 päivää kasvaimen peräisin oleva solu aggregaatti rokotus. Määrä CA125 että askites vaihteli huomattavasti kasvaimesta kasvain saavuttaa tason 400-5800 yksikköä /ml 85-116 päivää kasvaimen peräisin oleva solu aggregaatti rokotus. Kyky havaita CA125 seerumissa ja askites on -tuumoriksenografti kantavien hiirten kuvastaa vielä toisen tapahtuman joka havaitaan munasarjasyöpää sairastavilla potilailla, ja on merkittävä, sillä se tarjoaa tavan ajoittain seurata läsnäolo ja kasvaimen edistymistä, ja lopulta arvioida terapeuttista tehoa eri hoitomenetelmistä.

Metastasoitunut leviäminen Munasarjojen tuumoriksenograftien vatsaontelosta osaksi keuhkopussin Space

vatsaontelossa leviää että havaitsimme jälkeen ip inokulaation munasarjojen kasvain- solun aggregoituu NSG hiiret, ja sukupolvi kasvaimen askitesnesteen ovat yhdenmukaisia ​​sen kanssa, mitä on nähty vaiheessa IIIc munasarjasyöpää sairastavilla potilailla [7]. Tässä vaiheessa sairaus voi liittyä omentum, suolen suoliliepeen, vatsan vatsakalvon pintoja, herakalvon pinta suolen ja kalvon. Hiiret, jotka olivat kehittäneet kasvaimen askites 16 viikon kuluttua i.p. injektio kasvain peräisin oleva solu-aggregaatit, oli brutto näyttöä kasvaimia herakalvopinnat suolen ja omentum ja tutkittiin huolellisesti ja pallea kasvain implantit. Gross todisteita mahdollisista kasvaimen kasvua havaittiin kalvon 12 15 hiirillä, jotka inokuloitiin kasvain- solun aggregaatteja. Histologinen analyysi vahvisti läsnäolo kasvaimen kasvun kalvon (Fig. 4A).

H 100 päivää tarjoaa mahdollisuuden tutkia mahdollisen roolin, että nämä lymfosyyttien (ja biologisesti aktiivinen tekijät ne tuottavat, eli sytokiinien ja vasta-aineet ) olla selviytymisen ja etäpesäke kasvaimen, ja onko se mahdollista manipuloida lymfosyyttejä niin, että ne asentaa tehokas kasvaimen vastainen vaste

in situ

.

keskustelu

Koska ensimmäinen raportti onnistunut siirteen ihmisen solujen CB-17-SCID [1], useita tuhansia papereita on julkaistu käyttää näitä ja muita immuunivajaissa hiiriltä ympätä ihmisen pahanlaatuinen ja ei-pahanlaatuisten kudosten tutkimuksissa ihmisen syövän, hematopoieesin, mukautuva ja luontaisen immuniteetin tartuntataudit, autoimmuniteetin ja regeneratiivisen lääketieteen [2]. Hiirimalleissa on käytetty tutkimaan syöpäsolujen kasvua ja esikliinisesti arvioida terapeuttista tehoa immuuniperäisiä ja ei-immuuni perustuva hoito strategioita syövän. Rajoitukset Näiden aikaisempien mallien sisälsi huomattavan luontainen immuunivaste Vastaanottajan hiirten että rajoitettu kesto siirteen ja teki vaikea tulkita tuloksia terapeuttisen tehon tutkimista varten. Nämä ksenograftimalleja ei kerrata sivustoja ja malleja kasvaimen kasvua ja useimmissa malleissa yhteistyössä engraftmentissa peruskudoksen solujen kasvain ei ole perustettu [3].

Raportoimme tässä humanisoitu mallia lähemmin rinnasteinen kuviot syövän etenemisen jotka havaitaan munasarjasyöpä potilaille kuin ei mikään muu aiemmin kuvattu malli. Meidän malli mittaa useita tärkeitä piirteitä ihmisen munasarjasyövän ole nähty aiemmissa malleissa. Vatsaontelonsisäisestä leviää yhdessä kehittäminen Askites on silmiinpistävän samanlainen kuin mitä on havaittu potilailla. Yhteistyössä engraftmentissa kasvaimeen liittyvien fibroblasteja ja T- ja B-lymfosyyttejä, jotka ovat kannattavia ja toimintakykyisiä pitkiä aikoja tarjoaa mahdollisuuden tutkia mahdollista osallistumista näiden ei-pahanlaatuisia soluja, ja biologisesti aktiivisia tekijöitä ne tuottavat, kasvua ja leviämistä kasvaimen soluihin.

potilaalle tehdä siirteen ja levittämistä kasvain ja yhteistyössä engraftmentissa kasvaimeen liittyvä immunokompetenttien solujen kasvaimen strooman tässä uudessa humanisoitua hiirimallissa mahdollistavat tutkia

in vivo

vuorovaikutusta lymfosyytit ja kasvaimeen, lymfosyytit ja kasvaimeen liittyvien fibroblastit ja fibroblastit ja kasvain. Aikaisemmin on osoitettu, että tuumorin strooman on kriittinen estää tai mahdollistaa immunologisen tuhoamisen syöpäsolujen [20]. Tätä työtä vahvistettiin myöhemmin [21] ja sen jälkeen ne laajennetaan osoittavat, että kasvain strooman johtaa T-solun välittämä hävittämiseksi muodostuneen kasvaimen [22]. Orimo

et al.

Osoitti, että fibroblastit johdettu ihmisen invasiivisen rintakarsinoomista tehostaa merkittävästi kasvaimen kasvua ksenograftimalleissa [23]. Kasvaimeen liittyvä fibroblastien on osoitettu muiden tehostaa tai tukahduttaa T-solu-toiminto [24] – [26] ja osajoukkoja kasvaimeen liittyvien T-solujen tiedetään olevan vuorovaikutuksessa kasvainsolujen ja vastavuoroisesti moduloivat toisiaan [27]. Olipa fibroblastien tai leukosyyttien läsnä ihmisen kasvaimen mikroympäristöihin parantaa ja /tai estää kasvainten vielä selvitettävä [28], [29]. Kuluttamalla, toiminnallisesti estämällä tai aktivoimalla tiettyjä osia solujen kasvain- solun aggregaattien ennen siirrostusta NSG hiirillä vaikutus siirrostumi- ja myöhemmät vatsaontelon sisäisen hajauttamisen ja etäpesäkkeiden osaksi extra-vatsan keuhkopussin tila voidaan määrittää, luoden näin jotka solut kasvaimessa mikroympäristössä edistävät kasvaimen pidätyksen tai tehostamista syövän etenemisen.

Munasarjasyöpä on useimmiten oireeton alkuvaiheessa, koska useimmilla potilailla on laajalle levinnyt tauti aikaan diagnoosi [30]. Uusia oivalluksia synnyssä ja alkuperä vakavien munasarjasyövän saattaa lopulta johtaa aikaisempaan diagnoosi tämän sairauden. Lisääntyvä todistusaineisto on osoittanut, että suurin osa tai kaikki laadukkaat serous munasarjakarsinoomat peräisin munanjohtimet [31], [32]. Seerumin tasot CA125 (a tuumorimarkkeri proteiini) löytyy 90% potilaista, joilla pitkälle munasarjasyöpä, mutta suhteellisen harvat potilaat I vaiheen taudin CA125 positiivisia. Samoin hiiret inokuloitiin i.p. tuumoriperäisten soluaggregaatteja osoita mitään kliinisiä merkkejä kasvaimista vähintään 80 päivää, jolloin kohonneita CA125 tasot seerumit ensimmäinen havaittu. Seerumin CA125 taso sitten kasvanut nopeasti saavuttamassa tason yli 500 yksikköä /ml päivällä 100 inokulaation. Tällä hetkellä ja sen jälkeen hiiret osoittivat patologian sopusoinnussa vaiheen III c ja IV munasarjasyöpä, eli näyttöä vatsaontelonsisäisestä levisi useisiin elinkohdissa, pallea implantit, kehittäminen kasvaimen vatsaonteloon sekä extra-vatsan levisi keuhkopussin tilaa etäpesäkkeitä keuhkoon [7].

Niinpä vaikka CA125 tasot ovat luotettava indikaattori läsnäolo ja laajentamiseen munasarjojen kasvaimia potilailla ja meidän humanisoidut hiirimallissa, se ei sovellu kasvaimen varhaiseen havaitsemiseen joko potilaiden tai hiirillä, jotka inokuloitiin kasvain- solun aggregaatteja. Kuitenkin seerumin CA125 käytetään tällä hetkellä tehokkaasti valvoa munasarjasyöpä potilaiden vaste kemoterapialle ja kirurgia [8]. Tämä biomarkkereiden on myös käytetty ennustetyövälineenä indikaattorina munasarjasyöpä potilaille. Odotamme seerumin CA125 tasot on myös erittäin hyödyllinen mitattavissa merkki seurata määräajoin ja vertailla

in vivo

terapeuttisia vaikutuksia meidän humanisoitu hiirimallissa.

parannettu kyky pienten aggregaattien kasvain ja ei-pahanlaatuisten syöpäsolujen perustaa, kasvaa ja levitä vatsaonteloon (verrattuna kiinteällä ei-häiritsi kappaletta kasvainkudoksen) voi riippua kyvystä pienisoluisen klustereita hengissä aluksi kunnes riittävä verisuonten tarjonta on perustettu, jotta kasvaimen laajentamiseen . Menestys siirrostettu kasvain- solun aggregaattien voi myös riippua osittain perustuen osuus biologisesti aktiivisia tekijöitä tuotetaan ei-pahanlaatuisten solujen soluaggregaatteja, jotka tuottavat kasvaimen kasvutekijöiden ja piristeiden angiogeneesiä. Kasvainmassoja useimmiten esiintyy ensin kallon alueilla vatsaonteloon lähellä ja sisällä omentum. Asento kasvaimen kyhmyt sekä parantaa kasvua solun aggregaattien ja hidasta etenemistä kasvaimia muihin elimiin voi johtua alkuperäisen kiinnityksen kasvainsolun aggregaattien erittäin verisuonittuneita alueille omentum kutsutaan valkoisia täpliä. Nämä erilliset alueet ensin tunnustettu Ranvier [33] ja niiden on osoitettu olevan sivustot, joissa kasvaimet liittää edullisesti ja lisääntyä jälkeen i.p. injektio useita eri hiiren kasvainsolulinjoja ja ihmisen munasarjatuumori solulinjan hiiriin [34], [35].