Разработка метода получения ксеногенной опухолевой модели с использованием пористого металлического скаффолдаРазработка метода получения ксеногенной опухолевой модели с использованием пори-стого металлического скаффолда
pdf

Ключевые слова

клеточная культура А549
подкожные ксенографты
бестимусные мыши
опухолевая модель
скаффолды
матригель

Как цитировать

Протасова, Т., Гончарова, А., Лукбанова, Е., Воловик, В., Миндарь, М., Ходакова, Д., Волкова, А., Заикина, Е., Чапек, С., Карнаухов, Н., Потемкин, Д., Васильченко, Н., & Максимов, А. (2022). Разработка метода получения ксеногенной опухолевой модели с использованием пористого металлического скаффолдаРазработка метода получения ксеногенной опухолевой модели с использованием пори-стого металлического скаффолда. Вопросы онкологии, 67(1), 127–133. https://doi.org/10.37469/0507-3758-2021-67-1-127-133

Аннотация

Цель исследования - разработка метода получения ксеногенной опухолевой модели путем подкожной трансплантации пористого металлического скаффолда, заселенного культуральными клетками карциномы легкого человека.

Материалы и методы. Проведено исследование на 14 бестимусных самцах мышей Balb c/nude в возрасте 8-90 недель, массой 20-24 г. Всем животным подкожно в правую передне-боковую область спины вводили культуральные клетки человеческой карциномы легкого А549. В качестве носителей опухолевых клеток у животных основной группы (гр. 1, n=4) служили скаффолды с диаметром пор 0,5 мм, изготовленные из титан-алюминий-ванадиевого сплава при помощи промышленного 3D-принтера. Скаффолды были засеяны 3×106 клеток культуры А549 и после инкубации в течение 7 дней имплантированы животным-реципиентам. В качестве сравнения использовали результаты перевивки опухолевой культуры с матригелем (100 мкл) в двух группах животных с разной дозировкой клеточной суспензии: в максимальной для in vivo прививочной дозе (10×106 клеток на мышь, 2 гр., n=5) и половиной максимальной дозы (5×106 соответственно, 3 гр., n=5). Затем в течение 55 суток отслеживали динамику роста опухолей в группах подопытных мышей: обьемы ксенографтов рассчитывали по формуле Шрека для эллипсоида. По окончании эксперимента животным была выполнена эвтаназия методом цервикальной дислокации.

Результаты. Контроль динамики объемов полученных ксенографтов показал, что наибольшие значения показателя наблюдались у мышей с имплантированными скаффолдами. Самый медленный рост ксенографтов был отмечен у животных, получивших максимальную прививочную дозу опухолевых клеток с матригелем. Результат гистологического исследования показал соответствие опухолевого материала, полученного от всех животных, карциноме легкого А549.

Заключение. Использование металлического пористого скаффолда, предварительно инкубированного с клетками культуры А549 и имплантированного подкожно бестимусным мышам Balb c/nude, позволяет получить хорошо растущие ксенографты, гистологически соответствующие моделируемой опухоли.

https://doi.org/10.37469/0507-3758-2021-67-1-127-133
pdf

Библиографические ссылки

Jung J., Seol H.S., Chang S. The Generation and Application of Patient-Derived Xenograft Model for Cancer Research. Cancer Res Treat. 2018;50(1):1-10. doi:10.4143/crt.2017.307.

Кит О.И., Гончарова А.С., Ткачев С.Ю., Протасова Т.П. Методы моделирования уве-альной меланомы. Вопросы онкологии. 2019; 65(4): 498-503 [Kit O.I., Goncharova A.S., Tkachev S.Yu., Protasova T.P. Methods of modeling uveal melanoma. Questions of Oncol-ogy. 2019; 65(4): 498-503 (In Russ.)].

Spaw M., Anant S., Thomas S.M. Stromal contributions to the carcinogenic process. Mol Carcinog. 2017;56(4):1199-1213. doi:10.1002/mc.22583.

Ravi M., Ramesh A., Pattabhi A. Contributions of 3D Cell Cultures for Cancer Research. J Cell Physiol. 2017;232(10):2679-2697. doi:10.1002/jcp.25664.

Андронова Н.В., Морозова Л.Ф., Сураева Н.М. и др. Способность клеток беспигмент-ной меланомы кожи человека линии mel ibr/braf+ и ее субклона к росту у иммуноде-фицитных мышей balb/с nude при подкожной имплантации. Российский биотерапев-тический журнал. 2017; 16(2): 60-65 [Andronova N.V., Morozova L.F., Suraeva N.M. et al. The Ability of human skin cells of the Mel ibr/braf+ line and its subclone to grow in im-munodeficient BALB/C nude mice during subcutaneous implantation. Russian biotherapeu-tic journal. 2017; 16(2): 60-65. doi: 10.17650/1726-9784-2017-16-2-60-65 (In Russ.)].

Трещалина Е.М. Иммунодефицитные мыши balb/c nude и моделирование различных вариантов опухолевого роста для доклинических исследований. Российский биотера-певтический журнал. 2017; 16(2): 6-13 [Treshchalina EM. Immunodeficiency mice balb/ c nude and modeling of various variants of tumor growth for preclinical research. Russian biotherapeutic journal. 2017; 16(2): 6-13 (In Russ.)].

Takai A., Fako V., Dang H. et al. Three-dimensional Organotypic Culture Models of Human Hepatocellular Carcinoma. Sci Rep. 2016;6:21174. doi:10.1038/srep21174.

Fong E.L., Harrington D.A., Farach-Carson M.C., Yu H. Heralding a new paradigm in 3D tumor modeling. Biomaterials. 2016;108:197-213. doi:10.1016/j.biomaterials.2016.08.052.

Gomez-Roman N., Stevenson K., Gilmour L. et al. A novel 3D human glioblastoma cell culture system for modeling drug and radiation responses. Neuro Oncol. 2017;19(2):229-241. doi:10.1093/neuonc/now164.

Рябая О.О., Прокофьева А.А., Хоченков Д.А. и др. Роль эпителиально-мезенхимального перехода и аутофагии в противоопухолевом ответе клеточных ли-ний меланомы на таргетное ингибирование MEK и mTOR киназ. Сибирский онколо-гический журнал. 2019; 18(3): 54–63. [Ryabaya O.O., Prokofieva A.A., Khochenkov D.A. et al. The Role of epithelial-mesenchymal transition and autophagy in the antitumor re-sponse of melanoma cell lines to targeted inhibition of MEK and mTOR kinases. Siberian cancer journal. 2019; 18(3): 54–63. doi: 10.21294/1814-4861-2019-18-3-54-63 (In Russ.)].

Wang R.M., Johnson T.D., He J. et al. Humanized mouse model for assessing the human immune response to xenogeneic and allogeneic decellularized biomaterials. Biomaterials. 2017;129:98-110. doi:10.1016/j.biomaterials.2017.03.016.

Lü W.D., Sun R.F., Hu Y.R. et al. Photooxidatively crosslinked acellular tumor ex-tracellular matrices as potential tumor engineering scaffolds. Acta Biomater. 2018;71:460-473. doi:10.1016/j.actbio.2018.03.020.

Dalgliesh A.J., Parvizi M., Lopera-Higuita M. et al. Graft-specific immune tolerance is de-termined by residual antigenicity of xenogeneic extracellular matrix scaffolds. Acta Bio-mater. 2018;79:253-264. doi:10.1016/j.actbio.2018.08.016.

Karuppaiah K., Sinha J. Scaffolds in the management of massive rotator cuff tears: current concepts and literature review. EFORT Open Rev. 2019;4(9):557-566. doi:10.1302/2058-5241.4.180040.

Kuevda E.V., Gubareva E.А., Grigoriev Т.E. et al. Application of recellularized non-woven materials from collagen-enriched polylactide for creation of tissue-engineered diaphragm constructs. Sovremennye tehnologii v medicine. [Modern technologies in medicine]. 2019; 11(2): 35–43. https://doi.org/10.17691/stm2019.11.2.05.

Решетов И.В., Старцева О.И., Истранов А.Л. и др. Разработка трехмерного биосовме-стимого матрикса для задач реконструктивной хирургии. Анналы пластической, ре-конструктивной и эстетической хирургии. 2018. (3): 9-23 [Reshetov I.V., Startseva O.I., Istranov A.L. et al. Development of a three-dimensional biocompatible matrix for recon-structive surgery tasks. Annals of plastic, reconstructive and aesthetic surgery. 2018. (3): 9-23 (In Russ.)].

Андронова Н.В., Райхлин Н.Т., Трещалина Е.М. и др. Результаты изучения онкоген-ных потенций медицинских клеточных препаратов на иммунодефицитных мышах. Российский биотерапевтический журнал. 2010; 9(2): 29-33 [Andronova N.V., Raichlin N.T., Treshchalina E.M. et al. Results of studying oncogenic potencies of medical cell preparations on immunodeficient mice. Russian biotherapeutic journal. 2010; 9(2): 29-33 (In Russ.)].

Еманов А.А., Стогов М.В., Кузнецов В.П. и др. Оценка приживаемости и безопасно-сти применения оссеоинтегрированных чрескожных имплантатов из разных сплавов. Биомедицина. 2017; (4): 77-82 [Emanov A.A., Stogov M.V., Kuznetsov V.P. et al. Evalua-tion of survival and safety of osseointegrated percutaneous implants from different alloys. Biomedicina. 2017; (4): 77-82 (In Russ.)].

Большаков О.П. Дидактические и этические аспекты проведения исследований на биомоделях и на лабораторных животных. ВОЗ, 2000. Рекомендации комитетам по этике, проводящим экспертизу биомедицинских исследований. Качественная клини-ческая практика. 2002; 9: 1–15 [Bolshakov O.P. Didactic and ethical aspects of research on biomodels and laboratory animals. WHO, 2000. Recommendations to ethics committees that review biomedical research. Good clinical practice. 2002; 9: 1–15 (In Russ.)].

Workman P., Aboagye E.O., Balkwill F. et al. Guidelines for the welfare and use of animals in cancer research. Br J Cancer. 2010;102(11):1555-1577. doi:10.1038/sj.bjc.6605642.

Михайлова Л.М., Меркулова И.Б., Ермакова Н.П. и др. Методические подходы к ис-следованию туморогенности клеточных линий и биопрепаратов на их основе при до-клинической оценке безопасности. Российский биотерапевтический журнал. 2010;9(2):13-18 [Mikhailova L.M., Merkulova I.B., Ermakova N.P. et al. Methodological approaches to the study of tumorogenicity of cell lines and biologics based on them in pre-clinical safety assessment. Rossijskij bioterapevticheskij zhurnal - Russian biotherapeutic journal. 2010;9(2):13-18 (In Russ.)].

Jiang F., Yu Q., Chu Y. et al. MicroRNA-98-5p inhibits proliferation and metastasis in non-small cell lung cancer by targeting TGFBR1. Int J Oncol. 2019;54(1):128-138. doi:10.3892/ijo.2018.4610.

Юркштович Т.Л., Кладиев А.А., Голуб Н.В. и др. Гидрогелевый противоопухолевый препарат. Патент № 2442686. Опубликовано: 20.02.2012. Бюл. № 5. [Yurkshtovich T. L., Kladiev A.A., Golub N.V. et al. Hydrogel antitumor drug. Patent No. 2442686. Pub-lished: 20.02.2012. Bull. No. 5 (Russ.)].

Lee G.H., Han S-B., Lee J-H. et al. Cancer Mechanobiology: Microenvironmental Sensing and Metastasis. ACS Biomater. Sci. Eng., Just Accepted Manuscript. 14 Jan 2019. doi: 10.1021/acsbiomaterials.8b01230.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

© АННМО «Вопросы онкологии», Copyright (c) 2021