Diese Arbeit wurde von der deutschen Forschungsstiftung (WE 3548 / 4-1) und der Roland-Ernst-Stiftung für Gesundheitswesen (1/14) unterstützt.

Die hier vorgestellten Tierversuche wurden unabhängig von einem institutionellen und einem staatlichen Tierpflege- und -nutzungsausschuss unabhängig überprüft und zugelassen und wurden nach den Richtlinien der Föderation der Laboratoriums-Tierwissenschaften (FELASA) durchgeführt. Alle möglichen Maßnahmen wurden ergriffen, um Leiden einschließlich Anästhesie und Analgesie oder, wenn nötig, vorzeitige Sterbehilfe zu minimieren. 1. Vorbereitung von Zellen und Organoiden HINWEIS: Verwenden Sie für jede Injektion ein Volumen von 20 μl mit 100.000 Zellen. Verwenden Sie die Basismembranmatrix (BMM), um Leckagen zu vermeiden und eine standardisierte Injektion zu gewährleisten. Um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen, führen Sie in regelmäßigen Abständen Zelllinien-Authentifizierungsassays ( zB über STR-Profilierung) durch. <ol><li> Vorbereitung von primären Zellsuspensionen aus frischem Gewebe HINWEIS: Immer unter sterilen Bedingungen arbeiten. Sofortige Übertragung der frischReseziertes Gewebe vom Operationssaal zum Labor auf Eis ist erforderlich, um eine hohe Lebensfähigkeit der Zellen zu gewährleisten. Das Wohlbefinden und die optimale Behandlung des Patienten müssen immer die erste Priorität sein. Daher müssen Gewebeproben für die Forschung in einer Weise erhalten werden, die die nachfolgende pathologische Aufarbeitung und Inszenierung des resezierten Tumors nicht beeinträchtigt. In den meisten Fällen ist es daher sinnvoll, die Untersuchungsmuster von einem ausgebildeten Pathologen zu erhalten, um eine Nicht-Interferenz mit der pathologischen Diagnose zu gewährleisten. <ol><li> Unmittelbar nach steriler Entfernung aus dem resezierten Exemplar (idealerweise ~ 1 cm 3 ) die Gewebeprobe in ein 50 ml Röhrchen geben, das mit 20-30 ml phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) vorgefüllt ist. Die Röhre auf Eis aufbewahren und sofort ins Labor bringen. </li><li> Setzen Sie das Gewebe in eine Petrischale und waschen Sie es zweimal mit viel PBS, um das übrige Blut zu entfernen. </li><li> Schneiden Sie das Gewebe in kleine Stücke (~ 2-4 mm) mit einem scaLpel ( zB mit einem # 20 oder # 36 Klinge). </li><li> Benutzen Sie den Dissoziator gemäß den Anweisungen des Herstellers, um das Tumorgewebe weiter zu einer einzelligen Suspension zu dissoziieren. Alternativ verwenden Sie andere Protokolle der enzymatischen Tumorverdauung. </li><li> Zählen Sie die Zellen der resultierenden Einzelzell-Suspension ( z. B. in einem Coulter-Counter oder einem Hämocytometer). </li><li> Zentrifuge (5 min bei 1.500 xg) und die Zellsuspension zweimal mit PBS waschen. </li><li> Die Zellen in BMM in einer Konzentration von 5 x 10 6 Zellen / ml resuspendieren und auf Eis aufbewahren. </li></ol></li><li> Vorbereitung der Zelllinien zur Injektion <ol><li> Wachsen Sie alle kolorektalen Krebszelllinien unter Standardkultivierungsbedingungen (37 ° C, 5% CO 2 ) und bereiten sie am Tag der Operation vor. </li><li> Ernte die Zellen nach Standardzellkulturprotokollen, zähle die Zellen ( z. B. in einem Coulter Counter oder einem Hämocytometer) und berechne die ReqBenötigte Menge für alle Injektionen abhängig von der Anzahl der zu injizierenden Tiere </li><li> Bereiten Sie 3-5x des tatsächlich benötigten Volumens vor, um Pipettierungsverluste und das Totvolumen der Injektionsspritze zu berücksichtigen. </li><li> Zentrifuge (5 min bei 1.500 g) und die Zellsuspension zweimal mit PBS waschen. </li><li> Die Zellen in BMM in einer Konzentration von 5 x 10 6 Zellen / ml resuspendieren und auf Eis aufbewahren. </li></ol></li><li> Organoidvorbereitung HINWEIS: Alle 3D-Organoidkulturen werden unter Standardkultivierungsbedingungen (37 ° C, 5% CO 2 ) angebaut. Detaillierte Protokolle für die Organoidkultur wurden bereits veröffentlicht. 18 , 19 , 20 Ähnlich wie bei herkömmlichen Zelllinien empfehlen wir ein Volumen von 20 μl BMM mit 100.000 Zellen pro Injektion. Die Organoide werden am Tag der Operation wie folgt vorbereitet: <ol><li> Bereiten Sie das folgende Medium vor (im Folgenden:Als DMEM / F12 +++): Fortgeschrittenes Dulbecco&#39;s Modified Eagle&#39;s Medium (DMEM) / F12 + 1% HEPES (1M) + 1% Glutamin (200 mM) + 1% Penicillin / Streptomycin. </li><li> 15 ml Röhrchen mit 1 mL DMEM / F12 +++ vorfüllen. </li><li> Die Organoide sorgfältig von der Oberfläche der Kulturplatte abspülen und den Inhalt von 3 bis 5 Vertiefungen in ein 15-ml-Röhrchen überführen. </li><li> Die Organoide vorsichtig in kleinere Stücke zerlegen, indem sie mit einer ausgedehnten Glaspipette auf- und abziehen. </li><li> Füge 5 ml DMEM / F12 +++ zum Röhrchen hinzu, gefolgt von einer Zentrifugation bei 1000 xg für 5 min. </li><li> Nach der Zentrifugation den Überstand entfernen, das Pellet in 600 μl enzymatischen Dissoziationspuffer resuspendieren und die Suspension auf eine Vertiefung einer 6-Well-Platte überführen. </li><li> Inkubieren bei 37 ° C für 1-5 min und dann sorgfältig pipettieren die Suspension auf und ab, um die Organoide aufzulösen. HINWEIS: Überprüfen Sie die Verdauung über Mikroskop; Es ist komplett, wenn alle Zellcluster dissoziiert sindD zu einzelnen Zellen. </li><li> Nach erfolgreicher Verdauung werden 1,4 ml DMEM / F12 +++ zugegeben, um die Verdauung zu stoppen. Dann alle Vertiefungen von verdauten Organoiden in ein 50-ml-Röhrchen überführen. </li><li> Zähle die Zellen und berechne die benötigte Menge für alle Injektionen. </li><li> Bereiten Sie 3 - 5x des tatsächlich benötigten Volumens vor, um Pipettierungsverluste und das Totvolumen der Injektionsspritze zu berücksichtigen </li><li> Zentrifuge (5 min bei 1.500 xg) und die Zellsuspension zweimal mit PBS waschen. </li><li> Resuspended die Zellen in BMM auf eine Konzentration von 5 x 10 6 Zellen / ml und halten sie auf Eis. </li></ol></li></ol> 2. Orthotopisches Mausmodell <ol><li> Vorbereitung der Empfänger Tiere für die Chirurgie HINWEIS: Verwenden Sie 6-8 Wochen alte NOD.Cg-Prkdc scid Il2rg tm1Wjl / SzJ (NOD scid gamma, NSG) Mäuse als Empfänger. 21 NSG gehören zu den am meisten immunsupprimierten Mäusen, ohne reife B-, T- und NK-Zellen zusammen mit mehreren anderen ImmunenFects 21 Sie wachsen auch bei niedrigen Zellzahlen tödlich und sind anfällig für entfernte Metastasen. NSG-Mäuse sind hervorragende Züchter und können in konventionellen spezifischen pathogenfreien (SPF) Einheiten gehalten werden. <ol><li> Vor dem ersten Einschnitt injizieren Sie 0,05 mg / kg Buprenorphin subkutan. </li><li> Sevofluran bei 3-3,5 Vol .-% zur Vollnarkose verwenden. Ein Verlust des Zehenkolbenreflexes zeigt genügend Anästhesie an. </li><li> Bedecken Sie die Augen der anästhesierten Mäuse mit ophthalmischer Salbe, um die Austrocknung der Hornhaut zu vermeiden. </li><li> Beschränke die Mäuse in einer Rückenlage auf einem kleinen Tisch. </li><li> Rasieren Sie den Bauch mit einem elektrischen Rasierer (Enthaarungscreme kann alternativ verwendet werden) und desinfizieren mit mindestens 3 mal Clorhexidin / Jod und 70% Alkohol alternativ. </li><li> Decken Sie das chirurgische Feld mit sterilen Vorhängen ab. HINWEIS: Die Verwendung von perioperativen Antibiotika ist optional und unterliegt institutionellen Richtlinien. </li></ol></li><li> Mittellinie Laparotomie und Exposition des Zökums <ol><li> Verwenden Sie eine Schere (Skalpelle können alternativ verwendet werden), um eine kleine Mittellinie (3 - 5 mm) der Haut auf dem Unterbauch zu machen. Die Bauchwandmuskulatur mit Pinzette aufnehmen und mit einer Schere sorgfältig einarbeiten und damit die Bauchhöhle öffnen. </li><li> Das Zökum mit atraumatischer Pinzette identifizieren und sorgfältig ausbauen. Positionieren Sie die blinde Endbeutel des Zökums auf dem Bauch, der kranial zeigt. </li><li> Sobald es aussen ist, halten Sie den Cecum feucht mit warmen Kochsalzlösung Tupfer zu allen Zeiten. </li></ol></li><li> Orthotopische Injektion, Verschluss des Bauches und postoperative Erholung <ol><li> Für die intracecale Injektion verwenden Sie eine Standard 1 ml Spritze mit einer 30 G Kanüle. Montieren Sie diese Spritze auf eine Mikroinjektionspumpe, die wiederum auf einem Mikromanipulator montiert ist. </li><li> Füllen Sie die Spitze des Zökels sorgfältig mit atraumatischer Pinzette und glätten Sie sie sanft, indem Sie sie nach hinten streichenD mit einem zweiten Satz von Pinzette angefeuchtet mit warmer Kochsalzlösung. </li><li> Positionieren Sie die Kanüle direkt über dem Zökum. </li><li> Führen Sie die folgenden Schritte unter visueller Kontrolle mit einem binokularen chirurgischen Mikroskop durch. </li><li> Vorsichtig das Zökchen mit zwei atraumatischen Pinzetten an beiden Enden des außen liegenden Teils des Zökels ergreifen, leicht ausdehnen und dann langsam über die Kanüle ziehen, die parallel und direkt oben positioniert ist. Es ist entscheidend, die gesamte Darmwand nicht zu perforieren (also die Zellen in das Lumen einzuspritzen) und die Serosa nicht über den Anfangspunkt der Penetration hinaus zu perforieren, da dies zu einer Leckage und einer peritonealen Verbreitung führen würde. <ol><li> Bewegen Sie den Darm in Richtung der Kanüle, nicht die Kanüle zum Darm. Halten und strecken den Darm zwischen zwei Pinzetten. Die Hände des Chirurgen müssen auf einer Oberfläche ruhen, um das Zittern zu reduzieren. </li></ol></li><li> Injizieren Sie die Zellen zwischen der Serosa (als sehr dünne, lichtdurchlässige Futter über thE intramurale Blutgefäße) und die Muscularis. Die Kanüle muss also visuell oberhalb der Blutgefäße und unterhalb der dünnen lichtdurchlässigen Membran platziert werden. </li><li> Verwenden Sie einen Fußschalter, um die Injektion zu starten, um Tremor zu reduzieren, während sich die Kanüle in der Darmwand befindet. </li><li> Sobald die Kanüle in Position ist, starten Sie die Injektion. Verwenden Sie eine Dauer von 20 s, was zu 1 μL / s Einstellung am Steuergerät der Pumpe führt. HINWEIS: Die Injektion in oder in der Nähe eines beschädigten Blutgefäßes führt zu einer direkten intravaskulären Verbreitung und einer entfernten Metastase und sollte daher vermieden werden. </li><li> Nach Beendigung der Injektion die Kanüle vorsichtig entfernen, indem man sie nach hinten zieht. </li><li> Setzen Sie einen trockenen Tupfer unter den Zökum und gründlich spülen Sie den Zökum mit destilliertem Wasser, um Leckzellen zu lysieren und damit künstliche peritoneale Verbreitung zu verhindern. </li></ol></li><li> Verschluss des Bauches und postoperative Erholung <ol><li> Nach rInsert, sanft das Zökum in die Bauchhöhle zurückgeben. </li><li> Schließen Sie die Bauchwand mit 6-0 schnell resorbierbaren Laufnähten. </li><li> Schließen Sie die Haut mit chirurgischen Wundclips. </li><li> Legen Sie die Maus auf eine Heizkarte auf 38 ° C, bis sie sich vollständig von der Anästhesie erholt hat. </li><li> Beobachten Sie den postoperativen Zustand der Mäuse für die folgenden 48 h. Im Falle von Not, mit 0,05 mg / kg Buprenorphin alle 12 h behandeln. </li><li> Überwachen Sie die Mäuse mindestens einmal täglich auf Anzeichen von Not durch Tumorwachstum. </li></ol></li></ol> 3. Isolierung von zirkulierenden Tumorzellen aus Vollblutproben HINWEIS: Erhalten Sie Blut durch transkutane Herzpunktion auf anästhesierte Mäuse, gefolgt von Euthanasie. Idealerweise werden 1000 μl Blut in eine mit 100 μl eines Antikoagulans (Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder Heparin) vorgefüllte Spritze gezogen. Verwenden Sie eine Anti-Human-EpCAM (Epithelzell-AdhäsionMolekül) Antikörper zur Identifizierung der CTCs. Dies funktioniert sehr gut, wenn menschliche epitheliale Zelllinien im Mausmodell verwendet werden. Für andere Geräte können unterschiedliche Antikörper erforderlich sein. <ol><li> CTC Anreicherung: <ol><li> 15 ml Röhrchen mit 5 mL Dichtegradientenmedium vorfüllen und das Blut vorsichtig in das 15 mL Röhrchen überführen. </li><li> Zentrifuge (30 min bei 300 xg ohne Bremse) und vorsichtig den oberen Überstand entfernen. </li><li> Gießen Sie den Rest in eine neue 15-ml-Röhre und zentrifugieren Sie (15 min, 300 xg mit Bremse). </li><li> Gewinnen Sie die Zwischenphase, die die mononuklearen Zellen enthält (verwerfen den Rest) und waschen Sie die Zellen zweimal mit PBS. </li><li> Das Pellet wird in 200 &amp; mgr; l PBS / 1% EDTA resuspendiert und mit 4 &amp; mgr; l EpCAM-Antikörper versetzt. Inkubieren Sie 20 min auf Eis im Dunkeln. </li></ol></li><li> Screening und Kommissionierung <ol><li> Den folgenden Puffer vorbereiten (im Folgenden als Pufferpuffer bezeichnet): PBS + 10% fötales Kälberserum (FCS) + 1% Penicillin / STreptomycin (1%) + 0,8% EDTA. </li><li> Verwenden Sie einen PAP-Stift, um einen ~ 1 cm-Kreis in einer 6 cm sterilen Petrischale zu ziehen (verhindert das Dispergieren der Flüssigkeit in der Schale) und pipettieren Sie 700 μl Pufferpuffer in diesen Kreis. </li><li> Füge 50 μl Zellsuspension dem 700 μl Picking Puffer innerhalb des Kreises hinzu. Überprüfen Sie die Dichte der Zellen mit dem Mikroskop. Die Probe in verschiedene Gerichte aufteilen, wenn sie zu dicht ist. </li><li> Warten Sie, bis sich die Zellen absetzen (~ 5 min). </li><li> Schieben Sie den Tropfen der Zellsuspension auf gefärbte (= EpCAM-positive) Zellen. </li><li> Sobald eine Zelle gefunden ist, wählen Sie die Zelle mit dem Mikromanipulator und legen Sie sie in 50 μl Puffer in Abhängigkeit von der beabsichtigten nachgeschalteten Analyse ( zB RNA Extraktionspuffer oder Kultivierungsmedium). </li><li> Abhängig von den beabsichtigten Downstream-Analysen, isolieren EpCAM-negative Zellen und / oder Medium als Negativkontrollen. </li><li> Gehen Sie mit nachgeschalteten Analysen ( zB Zellkultur, PCR) vor. </li></ol></li></ol>

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	<li>Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+statistics,+2016.">Cancer statistics, 2016.</a> CA Cancer J Clin. 66 (1), 7-30 (2016).</li><li>Weitz, J., Koch, M., Debus, J., H&#246;hler, T., Galle, P. R., B&#252;chler, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colorectal+cancer.">Colorectal cancer.</a> Lancet. 365 (9454), 153-165 (2005).</li><li>Sch&#246;lch, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumor+cells+of+colorectal+cancer.">Circulating tumor cells of colorectal cancer.</a> Cancer Cell Microenviron. 1 (5), (2014).</li><li>Steinert, G., Sch&#246;lch, S., Koch, M., Weitz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biology+and+significance+of+circulating+and+disseminated+tumour+cells+in+colorectal+cancer.">Biology and significance of circulating and disseminated tumour cells in colorectal cancer.</a> Langenbecks Arch Surg. 397 (4), 535-542 (2012).</li><li>Bork, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prognostic+relevance+of+minimal+residual+disease+in+colorectal+cancer.">Prognostic relevance of minimal residual disease in colorectal cancer.</a> World J Gastroenterol. 20 (30), 10296-10304 (2014).</li><li>Bork, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumour+cells+and+outcome+in+non-metastatic+colorectal+cancer:+a+prospective+study.">Circulating tumour cells and outcome in non-metastatic colorectal cancer: a prospective study.</a> Br J Cancer. 112 (8), 1306-1313 (2015).</li><li>Rahbari, N. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compartmental+differences+of+circulating+tumor+cells+in+colorectal+cancer.">Compartmental differences of circulating tumor cells in colorectal cancer.</a> Ann Surg Oncol. 19 (7), 2195-2202 (2012).</li><li>Rahbari, N. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metastatic+Spread+Emerging+From+Liver+Metastases+of+Colorectal+Cancer:+Does+the+Seed+Leave+the+Soil+Again?.">Metastatic Spread Emerging From Liver Metastases of Colorectal Cancer: Does the Seed Leave the Soil Again?.</a> Ann Surg. 263 (2), 345-352 (2016).</li><li>Rahbari, N. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meta-analysis+shows+that+detection+of+circulating+tumor+cells+indicates+poor+prognosis+in+patients+with+colorectal+cancer.">Meta-analysis shows that detection of circulating tumor cells indicates poor prognosis in patients with colorectal cancer.</a> Gastroenterology. 138 (5), 1714-1726 (2010).</li><li>Steinert, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immune+Escape+and+Survival+Mechanisms+in+Circulating+Tumor+Cells+of+Colorectal+Cancer.">Immune Escape and Survival Mechanisms in Circulating Tumor Cells of Colorectal Cancer.</a> Cancer Res. 74 (6), 1694-1704 (2014).</li><li>Sharpless, N. E., Depinho, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mighty+mouse:+genetically+engineered+mouse+models+in+cancer+drug+development.">The mighty mouse: genetically engineered mouse models in cancer drug development.</a> Nat Rev Drug Discov. 5 (9), 741-754 (2006).</li><li>Roper, J., Hung, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Priceless+GEMMs:+genetically+engineered+mouse+models+for+colorectal+cancer+drug+development.">Priceless GEMMs: genetically engineered mouse models for colorectal cancer drug development.</a> Trends Pharmacol Sci. 33 (8), 449-455 (2012).</li><li>Sch&#246;lch, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiotherapy+combined+with+TLR7/8+activation+induces+strong+immune+responses+against+gastrointestinal+tumors.">Radiotherapy combined with TLR7/8 activation induces strong immune responses against gastrointestinal tumors.</a> Oncotarget. 6 (7), 4663-4676 (2015).</li><li>Sch&#246;lch, S., Rauber, C., Weitz, J., Koch, M., Huber, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TLR+activation+and+ionizing+radiation+induce+strong+immune+responses+against+multiple+tumor+entities.">TLR activation and ionizing radiation induce strong immune responses against multiple tumor entities.</a> Oncoimmunology. 4 (11), e1042201 (2015).</li><li>Sch&#246;lch, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulating+tumor+cells+exhibit+stem+cell+characteristics+in+an+orthotopic+mouse+model+of+colorectal+cancer.">Circulating tumor cells exhibit stem cell characteristics in an orthotopic mouse model of colorectal cancer.</a> Oncotarget. 7 (19), 27232-27242 (2016).</li><li>Nanduri, L. K., Garc&#237;a, S., Weitz, J., Sch&#246;lch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+Models+of+Colorectal+Cancer-Derived+Circulating+Tumor+Cells.">Mouse Models of Colorectal Cancer-Derived Circulating Tumor Cells.</a> Med Chem (Los Angeles). 6 (7), 497-499 (2016).</li><li>van Noort, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+Drug+Candidates+for+the+Treatment+of+Metastatic+Colorectal+Cancer+through+Global+Inverse+Gene-Expression+Profiling.">Novel Drug Candidates for the Treatment of Metastatic Colorectal Cancer through Global Inverse Gene-Expression Profiling.</a> Cancer Res. 74 (20), 5690-5699 (2014).</li><li>Sato, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+expansion+of+epithelial+organoids+from+human+colon,+adenoma,+adenocarcinoma,+and+Barrett's+epithelium.">Long-term expansion of epithelial organoids from human colon, adenoma, adenocarcinoma, and Barrett's epithelium.</a> Gastroenterology. 141 (5), 1762-1772 (2011).</li><li>Boj, S. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organoid+models+of+human+and+mouse+ductal+pancreatic+cancer.">Organoid models of human and mouse ductal pancreatic cancer.</a> Cell. 160 (1-2), 324-338 (2015).</li><li>Gao, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organoid+cultures+derived+from+patients+with+advanced+prostate+cancer.">Organoid cultures derived from patients with advanced prostate cancer.</a> Cell. 159 (1), 176-187 (2014).</li><li>Ito, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NOD/SCID/gamma(c)(null)+mouse:+an+excellent+recipient+mouse+model+for+engraftment+of+human+cells.">NOD/SCID/gamma(c)(null) mouse: an excellent recipient mouse model for engraftment of human cells.</a> Blood. 100 (9), 3175-3182 (2002).</li><li>Simon, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+phenotypic+and+genomic+analysis+of+C57BL/6J+and+C57BL/6N+mouse+strains.">A comparative phenotypic and genomic analysis of C57BL/6J and C57BL/6N mouse strains.</a> Genome Biol. 14 (7), R82 (2013).</li><li>Kalish, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C57BL/6N+Mice+Are+More+Resistant+to+Ehrlich+Ascites+Tumors+Than+C57BL/6J+Mice:+The+Role+of+Macrophage+Nitric+Oxide.">C57BL/6N Mice Are More Resistant to Ehrlich Ascites Tumors Than C57BL/6J Mice: The Role of Macrophage Nitric Oxide.</a> Med Sci Monit Basic Res. 21, 235-240 (2015).</li><li>Tseng, W., Leong, X., Engleman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthotopic+mouse+model+of+colorectal+cancer.">Orthotopic mouse model of colorectal cancer.</a> J Vis Exp. (10), e484 (2007).</li><li>Roper, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combination+PI3K/MEK+inhibition+promotes+tumor+apoptosis+and+regression+in+PIK3CA+wild-type,+KRAS+mutant+colorectal+cancer.">Combination PI3K/MEK inhibition promotes tumor apoptosis and regression in PIK3CA wild-type, KRAS mutant colorectal cancer.</a> Cancer Lett. 347 (2), 204-211 (2014).</li><li>Coffee, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concomitant+BRAF+and+PI3K/mTOR+blockade+is+required+for+effective+treatment+of+BRAF(V600E)+colorectal+cancer.">Concomitant BRAF and PI3K/mTOR blockade is required for effective treatment of BRAF(V600E) colorectal cancer.</a> Clin Cancer Res. 19 (10), 2688-2698 (2013).</li><li>Belmont, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistance+to+dual+blockade+of+the+kinases+PI3K+and+mTOR+in+KRAS-mutant+colorectal+cancer+models+results+in+combined+sensitivity+to+inhibition+of+the+receptor+tyrosine+kinase+EGFR.">Resistance to dual blockade of the kinases PI3K and mTOR in KRAS-mutant colorectal cancer models results in combined sensitivity to inhibition of the receptor tyrosine kinase EGFR.</a> Sci Signal. 7 (351), ra107 (2014).</li><li>Hung, K. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+mouse+model+for+sporadic+and+metastatic+colon+tumors+and+its+use+in+assessing+drug+treatment.">Development of a mouse model for sporadic and metastatic colon tumors and its use in assessing drug treatment.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 107 (4), 1565-1570 (2010).</li><li>Wang, F., Johnson, R. L., Snyder, P. W., DeSmet, M. L., Fleet, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Inducible,+Large-Intestine-Specific+Transgenic+Mouse+Model+for+Colitis+and+Colitis-Induced+Colon+Cancer+Research.">An Inducible, Large-Intestine-Specific Transgenic Mouse Model for Colitis and Colitis-Induced Colon Cancer Research.</a> Dig Dis Sci. 61 (4), 1069-1079 (2016).</li><li>Xue, Y., Johnson, R., Desmet, M., Snyder, P. W., Fleet, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+a+transgenic+mouse+for+colorectal+cancer+research+with+intestinal+cre+expression+limited+to+the+large+intestine.">Generation of a transgenic mouse for colorectal cancer research with intestinal cre expression limited to the large intestine.</a> Mol Cancer Res. 8 (8), 1095-1104 (2010).</li><li>Tetteh, P. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+an+inducible+colon-specific+Cre+enzyme+mouse+line+for+colon+cancer+research.">Generation of an inducible colon-specific Cre enzyme mouse line for colon cancer research.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 113 (42), 11859-11864 (2016).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Trotz ihrer präklinisch bewährten Aktivität bei subkutanen Mausmodellen scheitert die große Mehrheit der neuartigen Verbindungen in klinischen Studien und erreicht niemals die Klinik. 11 Diese offensichtliche Insuffizienz von subkutanen Mausmodellen zur genauen Simulation der Biologie und Wachstumsmuster von Tumoren hat zur Entwicklung von orthotopischen Mausmodellen geführt, die auf der Injektion von Tumorzellen direkt in das ursprüngliche Organ basieren. Orthotopische Mausmodelle sind in der Lage, die Biologie und die Verbreitung von soliden Tumoren viel genauer zu simulieren als subkutane Modelle. 15 Wesentliche Nachteile sind jedoch vor allem bei technisch anspruchsvollen Organen wie Hohlorganen sowie der technisch anspruchsvollen Überwachung des Tumorwachstums eine schlechte Reproduzierbarkeit. In unserem Modell haben wir uns daher auf einen vordefinierten Zeitpunkt auf die Tumorgröße konzentriert und nicht auf wiederholte Bildgebungsverfahren, die die Anzahl der technischen Grenzen einschränkenLy aufwendig und für die stressigen Untersuchungen der Tiere. Das hier beschriebene Modell kann für verschiedene Anwendungen wie die Charakterisierung von Tumorzelllinien, 15 Untersuchungen der Tumorbiologie und der Verbreitung sowie therapeutische Studien verwendet werden. 17 Offensichtliche Endpunkte sind die Größe des Primärtumors und die Anzahl der entfernten Metastasen, aber es können auch aufwendigere Endpunkte wie CTC-Nummern 17 oder Bildgebungsmodalitäten eingesetzt werden. Der wichtigste Schritt unseres Protokolls ist die subserosale Tumorzellinjektion. Es erfordert Praxis und muss jederzeit unter direkter visueller Kontrolle durchgeführt werden. Wenn die Ablagerung irgendwo anders ist, aber unterhalb der Serosa aber oberhalb der Schleimhaut, wird es entweder kein Tumorwachstum überhaupt oder unvorhersehbares Wachstum und Verbreitung geben, was die Ergebnisse unvergleichlich macht. Andere mögliche Gründe für den Mangel an Tumorentwicklung sind nicht lebensfähige Zellen ( zB &lt;/ Em&gt;, aufgrund der langen Zeitspanne zwischen der Ernte und Injektion der Zellen) oder nicht ganz syngene Mäuse. Dies ist möglich, wenn C57Bl / 6 Mäuse verwendet werden; Da es mehrere Substraine von C57Bl / 6 gibt ( zB C57Bl / 6J und C57Bl / 6N), die deutliche genetische und phänotypische Unterschiede 22 aufweisen, die sich auch in Tumoraufnahmeraten widerspiegeln. 23 Die hier beschriebene hochgesteuerte Injektionstechnik führt zu einem hochreproduzierbaren Tumorwachstum und -verbreitung und unterscheidet dieses Modell von den zuvor beschriebenen orthotopischen Modellen. 24 Darüber hinaus verringert das Spülen des Zökums mit destilliertem Wasser nach der Tumorzellinjektion die Rate der künstlichen peritonealen Verbreitung drastisch; Wenn also Peritonealkarzinomatose in unserem Modell auftritt, ist es höchstwahrscheinlich ein Ergebnis der Biologie der Zelllinie anstatt einer iatrogenen Tumorzellleckage. Einschränkungen dieses mOdel sind die Empfänger-Mäuse, die immundefiziente sein müssen, wenn menschliche Zelllinien verwendet werden sollen. Dies beschränkt die Anwendung des Modells in immunologischen Studien stark. Diese Einschränkung kann jedoch durch die Verwendung von syngenen murinen Zelllinien oder Organoiden (unveröffentlichte Daten) überwunden werden. Eine weitere Einschränkung ist die Verwendung von Zelllinien selbst. Tumorzelllinien sind oft sehr anaplastisch, die Fragen über ihre Repräsentativität der ursprünglichen Tumorbiologie hinterlassen. Diese Einschränkung ist bei gentechnisch veränderten Mausmodellen (GEMMs) nicht vorhanden, die durch die Einführung von gewebespezifischen onkogenen Mutationen einen neuen Tumor entwickeln. 12 Solche GEMMs basieren in der Regel auf bedingten Keimlinienmutationen ( zB einem floxed Apc-Gen) und Cre-vermittelten Aktivierung der Mutationen, entweder durch lokale Infektion mit Adeno-Cre 25 , 27 , 28 oder einem gewebespezifischen Promotor, der cre führtAusdruck. 29 , 30 , 31 Solche Modelle erfordern jedoch oft umfangreiche Kreuzungen und haben eine sehr variable Biologie. Wenn primäre Zelllinien in dem hier dargestellten Modell verwendet werden, kann die Begrenzung der geringen Repräsentativität ohne den Verlust der anderen Vorteile unseres Modells wie Reproduzierbarkeit und relative Kostenwirksamkeit überwunden werden. Eine weitere Einschränkung der hier vorgeschlagenen Technik ist die Abhängigkeit von EpCAM als Oberflächenmarker. Es ist bekannt, dass EpCAM während der EMT verloren gehen kann und dass es einen Bruchteil von CTCs gibt, die EpCAM negativ sind. 10 , 15 Daher können je nach Ziel des Experiments und der für die Injektion verwendeten Zelllinien auch andere Identifikationsmittel ( zB GFP-Markierung der Zellen vor der Injektion) verwendet werden. Abschließend ist das hier vorgestellte Modell cEin stabiles Instrument zur Untersuchung der Tumorentwicklung und -verbreitung im Kontext der ursprünglichen Mikroumgebung des Tumors im Dickdarm. Wenn metastatische Zelllinien verwendet werden, simuliert sie die Tumorzell-Verbreitung in allen relevanten Stellen für CRC einschließlich CTCs im Blutstrom. Es ist daher ein nützliches Hilfsmittel, um die phänotypischen Veränderungen während des Tumorwachstums und der Verbreitung zu untersuchen und eine wiederholte Isolierung und Charakterisierung von CTCs im CRC zu ermöglichen. 15

Darmkrebs (CRC) ist eine der häufigsten Ursachen für Krebs Tod in den westlichen Ländern. 1 Während der Primärtumor oft reseziert werden kann, verschlechtert das Auftreten von entfernten Metastasen die Prognose drastisch und führt oft zum Tod. 2 , 3 Das biologische Korrelat der Metastase ist zirkulierende Tumorzellen (CTCs), die sich vom Tumor lösen, im Kreislauf überleben, an das Epithel im Zielorgan anschließen, in das Organ eindringen und schließlich zu neuen Läsionen übergehen. 4 Obwohl CTCs bekanntermaßen von prognostischer Relevanz sind, 5 , 6 , 7 , 8 , 9 wird ihre Biologie nur teilweise durch ihre extreme Seltenheit im CRC verstanden. 10 Mausmodelle sind ein leistungsfähiges tOol, um verschiedene Aspekte der Krebsbiologie zu studieren. Klassische, subkutane Tumormodelle werden durch subkutane Injektion von Tumorzellen in Empfängermäuse produziert, die entweder immunkompetent sein können (wenn syngene murine Tumorzellen verwendet werden) oder immundefizient sind. Subkutane Tumormodelle sind preiswert und produzieren schnell Daten; Ihr Endpunkt-Tumorwachstum kann leicht und nicht-invasiv gemessen werden. Allerdings scheitern 88% der neuen Verbindungen, die Antitumor-Aktivität in solchen Modellen gezeigt haben, in klinischen Studien. 11 Dies ist zum Teil auf interspezifische Unterschiede zwischen Menschen und Mäusen zurückzuführen; Allerdings ist ein großer Teil dieses Versagens auf den niedrigen prädiktiven Wert von subkutanen Mausmodellen zurückzuführen. Orthotopische Mausmodelle, bei denen die Tumorzellen in das Herkunftsorgan injiziert und damit in ihrer ursprünglichen Mikroumgebung wachsen, werden daher zunehmend in der Krebsforschung eingesetzt. 11 , 12 , </sUp&gt; 13 , 14 Orthotopische Modelle simulieren nicht nur lokale Tumorwachstumsbedingungen; Als Ergebnis der anatomisch korrekten Ort des Tumorwachstums erlauben orthotopische Mausmodelle auch eine realistische Simulation der Metastasierung und werden daher zur Untersuchung der CTC-Biologie 8 , 15 , 16 oder ihrer Reaktion auf verschiedene Behandlungen im CRC verwendet. 13 , 17 Ein wesentlicher Nachteil von orthotopischen Mausmodellen ist ihre technische Komplexität. Je nach dem Organ, in dem die Zellen injiziert werden sollen, ist die Lernkurve, bis der Experimentator in der Lage ist, reproduzierbare Tumore zu induzieren, ziemlich lang. Dies gilt insbesondere für Darmkrebsmodelle, da die Tumorzellen in die Darmwand injiziert werden müssen, was oft zu Perforationen, Tumorzellleckagen oder endoluminalen Tumorzellverlusten führt. Dies einRtikel soll das Verfahren der Zellpräparation aus primären Gewebeproben, 2D-Zelllinien und 3D-Organoidkultur und deren Injektion in den Cecum von Mäusen beschreiben. Die hier beschriebene Technik führt zu hochgradig einheitlichen Tumoren und in Abhängigkeit von der Tumorbiologie der für die Injektion verwendeten Zelllinie eine reproduzierbare Bildung von entfernten Metastasen und CTCs in den Empfängermäusen. 15

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1294">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:421px;">Cell culture Media and Components</td>
			<td style="width:297px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:457px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Advanced DMEM F12</td>
			<td style="width:297px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">12634010</td>
			<td style="width:457px;">DMEM/ F12 +++ medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">HEPES (1 M)</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">15630056</td>
			<td style="width:457px;">DMEM/ F12 +++ medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Glutamax-I Supplement (200 mM)</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">35050038</td>
			<td style="width:457px;">DMEM/ F12 +++ medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Penicillin/Streptomycin (PenStrep)</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">15140122</td>
			<td style="width:457px;">DMEM/ F12 +++ medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">DMEM</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">61965026</td>
			<td>basic medium of 2D cell lines (DMEM/10%FCS)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Fetal Calf Serum (FCS)</td>
			<td style="width:297px;">BIOCHROM AG</td>
			<td style="width:119px;">S 0115</td>
			<td>basic medium of 2D cell lines (DMEM/10%FCS)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">TrypLE Express enzymatic dissociation buffer</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">12604021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Matrigel basement membrane matrix (BMM, phenol red free)</td>
			<td style="width:297px;">CORNING B.V. Life Sciences</td>
			<td style="width:119px;">356231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">14190169</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Trypsin-EDTA (0,25%, Phenol-Red)</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">25200072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">6-/48-well plates with lid</td>
			<td style="width:297px;">CORNING</td>
			<td style="width:119px;">3516/3548</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">cell culture flask 75cm&#178;, 250 mL</td>
			<td style="width:297px;">VWR International GmbH</td>
			<td style="width:119px;">734-2066</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">cell culture flask 150cm&#178;, 600 mL</td>
			<td style="width:297px;">Corning B.V. Life Sciences</td>
			<td style="width:119px;">355001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:421px;">Eppendorf tubes 1,5 mL / 2 mL</td>
			<td style="width:297px;">Sarstedt AG &#38; Co.</td>
			<td style="width:119px;">72.706.400/ 72.695.400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">15 ml, 50 ml centrifuge tubes</td>
			<td style="width:297px;">Greiner-Bio-One GmbH</td>
			<td style="width:119px;">188271/227270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">TC10 Counting Slides (for TC20 Counting Machine)</td>
			<td style="width:297px;">Bio-Rad Laboratories GmbH</td>
			<td style="width:119px;">1450016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:421px;">Pasteur pipettes (glass, 150 mm)</td>
			<td style="width:297px;">Fisher Scientific GmbH</td>
			<td style="width:119px;">11546963/ FB50251</td>
			<td>thinly pulled by using a bunsen burner</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">gentleMACS Dissociator</td>
			<td style="width:297px;">Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-093-235</td>
			<td>for primary tumor tissue preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MACSmix Tube Rotator</td>
			<td style="width:297px;">Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-090-753</td>
			<td>for primary tumor tissue preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">gentleMACS C Tubes</td>
			<td style="width:297px;">Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-093-237</td>
			<td>for primary tumor tissue preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Human Tumor Dissociation Kit</td>
			<td style="width:297px;">Miltenyi Biotec</td>
			<td>130-095-929</td>
			<td>for primary tumor tissue preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Falcon 70&#181;m Cell Strainer</td>
			<td style="width:297px;">Corning B.V. Life Sciences</td>
			<td>352350</td>
			<td>for primary tumor tissue preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Name</td>
			<td style="width:297px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:421px;">Surgical Equipment</td>
			<td style="width:297px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Sevoflurane</td>
			<td style="width:297px;">AbbVie Germany GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Medical oxygen</td>
			<td style="width:297px;">Air Liquide Medical GmbH</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Buprenorphine</td>
			<td style="width:297px;">Temgesic</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Bepanthen - opthalmic ointment</td>
			<td style="width:297px;">Bayer Vital GmbH</td>
			<td style="width:119px;">10047757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Normal saline 0.9% (E154)</td>
			<td style="width:297px;">Serumwerk Bernburg AG</td>
			<td style="width:119px;">10013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Aqua ad injectabilia</td>
			<td style="width:297px;">Braun</td>
			<td style="width:119px;">235144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">1 mL Syringe (without dead volume) - Injekt-F SOLO</td>
			<td style="width:297px;">Braun/neoLab</td>
			<td style="width:119px;">194291661</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">30G injection needle</td>
			<td style="width:297px;">BECTON DICKINSON</td>
			<td style="width:119px;">304000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">cellulose swabs</td>
			<td style="width:297px;">Lohmann &#38; Rauscher Deutschland</td>
			<td style="width:119px;">13356</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Micro-Adson Forceps</td>
			<td style="width:297px;">FST - Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11018-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Iris Scissor - ToughCut</td>
			<td style="width:297px;">FST - Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">14058-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Olsen-Hegar Needle Holder</td>
			<td style="width:297px;">FST - Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">12002-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">AutoClip Kit</td>
			<td style="width:297px;">FST - Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">12020-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">PDS Z1012H 6/0 C1 (surgical suture)</td>
			<td style="width:297px;">Johnson &#38; Johnson Medical GmbH</td>
			<td style="width:119px;">Z1012H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:421px;">Table Top Research Anesthesia Machine w/O2 Flush and a Sevoflurane Vaporizer</td>
			<td style="width:297px;">Parkland Scientific</td>
			<td style="width:119px;">V3000PS/PK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">UltraMicro Pump with Micro4 Controller</td>
			<td style="width:297px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">UMP3-4</td>
			<td>equipment for highly controlled orthotopic injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Footswitch for SYS-Micro4 Controller</td>
			<td style="width:297px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">15867</td>
			<td>equipment for highly controlled orthotopic injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Three-axis Manual Micromanipulator</td>
			<td style="width:297px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">M325</td>
			<td>equipment for highly controlled orthotopic injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Magnetic Stand for Micromanipulator</td>
			<td style="width:297px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">M10</td>
			<td>equipment for highly controlled orthotopic injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Steel Base Plate for M10 Magnetic Stand</td>
			<td style="width:297px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">5479</td>
			<td>equipment for highly controlled orthotopic injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Hot Plate 062</td>
			<td style="width:297px;">Labotect</td>
			<td style="width:119px;">13854</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Isis - Hair shaver</td>
			<td style="width:297px;">AESCULAP - Braun</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Binocular Surgical Microscope</td>
			<td style="width:297px;">Parkland Scientific</td>
			<td style="width:119px;">VS-2Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Name</td>
			<td style="width:297px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:421px;">CTC isolation</td>
			<td style="width:297px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">EDTA</td>
			<td style="width:297px;">Roth</td>
			<td>8040.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Density gradient medium &#8211; Ficoll</td>
			<td>StemCell - Lymphoprep</td>
			<td>7801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:421px;">Alexa Fluor 488 anti-human CD326 (EpCAM) Antibody clone 9C4</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td>324210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:421px;">Alexa Fluor 488 anti-mouse CD326 (EpCAM) Antibody clone G8.8</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td style="width:119px;">118210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Petri Dish, &#248; 60 x 15 mm, 21 cm&#178;, Vent</td>
			<td>Greiner bio-one</td>
			<td>628102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fluorescence Cell Culture Microscope</td>
			<td style="width:297px;">Leica</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Transferman 4r Micromanipulator</td>
			<td style="width:297px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CellTram Air</td>
			<td style="width:297px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:457px;">aspiration pump connected to the micromanipulator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dmz Universal Microelectrode Puller</td>
			<td style="width:297px;">Dagan Corporation</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>required for the manufacturing of micro capillaries for single cell aspiration</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Prism Glass Capillaries</td>
			<td style="width:297px;">Dagan Corporation</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">PAP pen</td>
			<td style="width:297px;">Abcam</td>
			<td style="width:119px;">ab2601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">14190169</td>
			<td>picking buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Fetal Calf Serum (FCS)</td>
			<td style="width:297px;">BIOCHROM AG</td>
			<td style="width:119px;">S 0115</td>
			<td>picking buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Penicillin/Streptomycin (PenStrep)</td>
			<td style="width:297px;">Life Technologies GmbH</td>
			<td style="width:119px;">15140122</td>
			<td>picking buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">EDTA</td>
			<td style="width:297px;">Roth</td>
			<td>8040.1</td>
			<td>picking buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Name</td>
			<td style="width:297px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:421px;">Immunohistochemistry</td>
			<td style="width:297px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">Purified anti-human CD326 (EpCAM) antibody clone 9C4</td>
			<td>BioLegend</td>
			<td style="width:119px;">324201</td>
			<td>EpCAM immunohistochemistry (cf, fig 2C)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:421px;">HRP rabbit anti-mouse IgG</td>
			<td style="width:297px;">Abcam</td>
			<td style="width:119px;">ab97046</td>
			<td>EpCAM immunohistochemistry (cf, fig 2C)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation of circulating tumor cells in an orthotopic mouse model of colorectal cancer

Trotz der Vorteile der einfachen Anwendbarkeit und der Kostenwirksamkeit haben subkutane Mausmodelle schwere Einschränkungen und simulieren die Tumorbiologie und die Verbreitung von Tumorzellen nicht genau. Orthotopische Mausmodelle wurden eingeführt, um diese Einschränkungen zu überwinden; Allerdings sind solche Modelle technisch anspruchsvoll, vor allem in Hohlorganen wie dem Dickdarm. Um einheitliche Tumore zu erzeugen, die zuverlässig wachsen und metastasieren, sind standardisierte Techniken der Tumorzellpräparation und Injektion kritisch. Wir haben ein orthotopisches Mausmodell von Darmkrebs (CRC) entwickelt, das hochgradig einheitliche Tumore entwickelt und für Tumorbiologie-Studien sowie therapeutische Studien eingesetzt werden kann. Tumorzellen aus Primärtumoren, 2-dimensionalen (2D) Zelllinien oder dreidimensionalen (3D) Organoiden werden in den Cecum injiziert und bilden je nach metastatischem Potential der injizierten Tumorzellen hochmetastatische Tumore. In Ergänzung,CTCs können regelmäßig gefunden werden. Wir beschreiben hier die Technik der Tumorzellpräparation sowohl aus 2D-Zelllinien als auch aus 3D-Organoiden sowie primärem Tumorgewebe, chirurgischen und Injektionstechniken sowie der Isolierung von CTCs aus den tumortragenden Mäusen und präsentieren Tipps zur Fehlersuche.

Die erfolgreiche und reproduzierbare Erzeugung von kolorektalen Tumoren in diesem Modell hängt entscheidend von der genauen Injektion der Zellen ohne Verschütten oder Lecken ab. Wenn dies erreicht wird, ist dieses Modell äußerst zuverlässig und führt selten zu einer künstlichen peritonealen Verbreitung. Die Wachstumskinetik der Tumore sowie deren Verbreitungsmuster hängen von der Biologie der verwendeten Organoide und Zellen ab. 15 Während HCT116-Zellen in diesem Modell zuverlässig an die Leber metastasieren, bilden die SW620-Zellen orthotopische Tumore, aber nicht metastasieren. 15 Die Verwendung von HCT116-Zellen in diesem Modell führt zuverlässig zu moribund-Mäusen innerhalb von 35 Tagen nach der Tumorzellinjektion. Primäre Tumore messen etwa 10 mm Größe ( Abbildung 1A und Abbildung 2A ), Lebermetastasen ( Abbildung 1B </str<html> Ong&gt; und Fig. 2B ), Lungenmetastasen ( Fig. 1C und Fig. 2C ) und zirkulierende Tumorzellen ( Fig. 3 ) sind fast unveränderlich vorhanden. Bei Mäusen mit HCT116-Tumoren, 35 Tage nach der Tumorzellinjektion sind CTCs in hoher Frequenz und Menge vorhanden und können für nachgeschaltete Analysen leicht isoliert werden ( Abbildung 3 ). <img alt="Abbildung 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55357/55357fig1.jpg" /> Abbildung 1: Makroskopische Bilder nach der Dissektion 35 Tage nach der orthotopischen Injektion von HCT116 menschlichen CRC-Zellen in NSG-Mäuse. ( A ) Primärer Tumor (gestrichelte Linie) im Zökum. ( B ) Leber mit mehreren Metastasen. ( C ) Lungenmetastasen (Pfeile).1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55357/55357fig2.jpg" /> Abbildung 2: Histologische Bilder der in Abbildung 1 dargestellten Organe ( A ) Primärer Tumor (H &amp; E). ( B ) Lebermetastase (H &amp; E). ( C ) Lungenmetastase (Anti-EpCAM-Immunhistochemie). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55357/55357fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55357/55357fig3.jpg" /> Abbildung 3: Zirkulierende Tumorzellen (HCT116-Zellen in NSG-Mäusen, 35 Tage nach Tumorzellinjektion). Helles Feld ( A </Starke&gt;) und Immunfluoreszenz (anti-hEpCAM-Alexa488 ( B )) Bilder von CTCs in der peripheren Blut-mononuklearen Zelle (PBMC) -Fraktion. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55357/55357fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Isolation of Circulating Tumor Cells in an Orthotopic Mouse Model of Colorectal Cancer

Wir beschreiben die Etablierung von orthotopen kolorektalen Tumoren durch Injektion von Tumorzellen oder Organoiden in den Cecum von Mäusen und die anschließende Isolierung von zirkulierenden Tumorzellen (CTCs) aus diesem Modell.

Isolierung von zirkulierenden Tumorzellen in einem orthotopischen Mausmodell des Darmkrebses

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, subcutaneous mouse models have severe limitations and do not accurately simulate ...

isolation-circulating-tumor-cells-an-orthotopic-mouse-model

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Cancer Research

9.9K Aufrufe.  Technische Universität Dresden.  Wir beschreiben die Etablierung von orthotopen kolorektalen Tumoren durch Injektion von Tumorzellen oder Organoiden in den Cecum von Mäusen und die anschließende Isolierung von zirkulierenden Tumorzellen (CTCs) aus diesem Modell. 

Serie: Isolation of Circulating Tumor Cells in an Orthotopic Mouse Model of Colorectal Cancer

Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will survive longer than five years. In order to understand and mimic the microenvironment of pancreatic tumors, we utilized a murine orthotopic model of pancreatic cancer that allows non-invasive imaging of tumor progression in real time. Pancreatic cancer cells expressing green fluorescent protein (PANC-1 GFP) were suspended in basement membrane matrix, high concentration, (e.g., Matrigel HC) with serum-free media and then injected into the tail of the pancreas via laparotomy. The cell suspension in the high concentration basement membrane matrix becomes a gel-like substance once it reaches room temperature; therefore, it gels when it comes in contact with the pancreas, creating a seal at the injection site and preventing any cell leakage. Tumor growth and metastasis to other organs are monitored in live animals by using fluorescence. It is critical to use the appropriate filters for excitation and emission of GFP. The steps for the orthotopic implantation are detailed in this article so researchers can easily replicate the procedure in nude mice. The main steps of this protocol are preparation of the cell suspension, surgical implantation, and whole body fluorescent in vivo imaging. This orthotopic model is designed to investigate the efficacy of novel therapeutics on primary and metastatic tumors.

A procedure to implant green fluorescent protein-expressing pancreatic cancer cells (PANC-1 GFP) orthotopically into the pancreas of Balb-c Ola Hsd-Fox1nu mice to assess tumor progression and metastasis is presented here.

Fluoreszierende orthotopen Mausmodell des Bauchspeicheldrüsenkrebs

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will ...

Forschung

Krebsforschung

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Epithelial ovarian carcinoma (EOC) is associated with a poor prognosis because it shows peritoneal dissemination. To improve the prognosis, it is important to control peritoneal dissemination. However, it is still unclear how tumor cells detach from primary lesions and attach to the mesothelium. The establishment of an appropriate animal model is needed to gain an understanding of the mechanism of peritoneal dissemination in vivo. In the current study, we introduce the process from the local injection of EOC cells into the murine ovarian surface to the development of metastasis, including the peritoneum and distant organs. Female nude mice (BALB/c nu/nu) at 8 weeks of age were used. Under a microscopic field of view, EOC cells (1 x 105 cells/&#181;l of medium-extracellular matrix (ECM)-based hydrogel/unilateral ovary/mouse) were injected into murine ovaries through a retroperitoneal approach from the dorsal flank. This proposed method is a less invasive procedure for the mouse and minimizes damage to the ovary. Here, we describe the methodological steps in the development of the original and metastatic tumor formation of EOC.

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

To clarify the multistep process of peritoneal dissemination of ovarian carcinoma, the current study presents a murine experimental model of original tumor development and peritoneal metastasis via orthotopic inoculation with these tumor cells.

Murine experimentellen Modell der ursprünglichen Tumor-Entwicklung und Peritoneal Metastasierung<em&gt; über</em&gt; Orthotopische Inokulation mit Ovarialkarzinomzellen

Epithelial ovarian carcinoma (EOC) is associated with a poor prognosis because it shows peritoneal dissemination. To improve the prognosis, it is ...

Capture and Release of Viable Circulating Tumor Cells from Blood

We demonstrate a method for size based capture of viable circulating tumor cell (CTC) from whole blood, along with the release of these cells from chip for downstream analysis and/or culture. The strategy employs the use of a novel Parylene C membrane slot pore microfilter to capture CTC and a coating of poly (N-iso-propylacrylamide) (PIPAAm) for thermoresponsive viable release of the captured CTC. The capture of live cells is enabled by leveraging the design of a slot pore geometry with specific dimensions to reduce the shear stress typically associated with the filtration process. While the microfilter exhibits a high capture efficiency, the release of these cells is non-trivial. Typically, only a small percentage of cells are released when techniques such as reverse flow or cell scraping are used. The strong adhesion of these epithelial cancer cells to the Parylene C membrane is attributable to non-specific electrostatic interaction. To counteract this effect, we employed the use of PIPAAm coating and exploited its thermal responsive interfacial properties to release the cells from the filter. Blood is first filtered at room temperature. Below 32 &#176;C, PIPAAm is hydrophilic. Thereafter, the filter is placed in either culture media or a buffer maintained at 37 &#176;C, which results in the PIPAAm turning hydrophobic, and subsequently releasing the electrostatically bound cells.

A protocol to utilize a poly(N-iso-propylacrylamide) (PIPAAm) coated microfilter for effective capture and thermoresponsive release of viable circulating tumor cells (CTC) is presented. This method allows capture of CTC from patients&#39; blood and subsequent release of viable CTC for downstream off-chip culture, analyses and characterization.

Erfassung und Veröffentlichung durchführbare zirkulierender Tumorzellen aus Blut

We demonstrate a method for size based capture of viable circulating tumor cell (CTC) from whole blood, along with the release of these cells from chip ...

A Murine Orthotopic Bladder Tumor Model and Tumor Detection System

This protocol describes the generation of bladder tumors in female C57BL/6J mice using the murine bladder cancer cell line MB49, which has been modified to secrete human Prostate Specific Antigen (PSA), and the procedure for the confirmation of tumor implantation. In brief, mice are anesthetized using injectable drugs and are made to lay in the dorsal position. Urine is vacated from the bladder and 50 &#181;L of poly-L-lysine (PLL) is slowly instilled at a rate of 10 &#181;L/20 s using a 24 G IV catheter. It is left in the bladder for 20 min by stoppering the catheter. The catheter is removed and PLL is vacated by gentle pressure on the bladder. This is followed by instillation of the murine bladder cancer cell line (1 x 105 cells/50 &#181;L) at a rate of 10 &#181;L/20 s. The catheter is stoppered to prevent premature evacuation. After 1 h, the mice are revived with a reversal drug, and the bladder is vacated. The slow instillation rate is important, as it reduces vesico-ureteral reflux, which can cause tumors to occur in the upper urinary tract and in the kidneys. The cell line should be well re-suspended to reduce clumping of cells, as this can lead to uneven tumor sizes after implantation.
This technique induces tumors with high efficiency. Tumor growth is monitored by urinary PSA secretion. PSA marker monitoring is more reliable than ultrasound or fluorescence imaging for the detection of the presence of tumors in the bladder. Tumors in mice generally reach a maximum size that negatively impacts health by about 3 - 4 weeks if left untreated. By monitoring tumor growth, it is possible to differentiate mice that were cured from those that were not successfully implanted with tumors. With only end-point analysis, the latter may be mistakenly assumed to have been cured by therapy.

This protocol describes the generation of murine orthotopic bladder tumors in female C57BL/6J mice and the monitoring of tumor growth.

Ein Murine Orthotopische Blasentumormodell und Tumor Detection System

This protocol describes the generation of bladder tumors in female C57BL/6J mice using the murine bladder cancer cell line MB49, which has been modified ...

A Genetically Engineered Mouse Model of Sporadic Colorectal Cancer

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, colorectal cancer mouse models based on tumor cell injection have severe limitations and do not accurately simulate tumor biology and tumor cell dissemination. Genetically engineered mouse models have been introduced to overcome these limitations; however, such models are technically demanding, especially in large organs such as the colon in which only a single tumor is desired.
As a result, an immunocompetent, genetically engineered mouse model of colorectal cancer was developed which develops highly uniform tumors and can be used for tumor biology studies as well as therapeutic trials. Tumor development is initiated by surgical, segmental infection of the distal colon with adeno-cre virus in compound conditionally mutant mice. The tumors can be easily detected and monitored via colonoscopy. We here describe the surgical technique of segmental adeno-cre infection of the colon, the surveillance of the tumor via high-resolution colonoscopy and present the resulting colorectal tumors.

A protocol for the establishment of a genetically engineered mouse model of colorectal cancer by segmental adeno-cre infection and its surveillance via high-resolution colonoscopy is presented.

Ein genetisch manipuliertes Mausmodell des sporadischen Darmkrebses

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, colorectal cancer mouse models based on tumor cell injection have severe limitations ...

Isolation of Human Endothelial Cells from Normal Colon and Colorectal Carcinoma - An Improved Protocol

Primary cells isolated from human carcinomas are valuable tools to identify pathogenic mechanisms contributing to disease development and progression. In particular, endothelial cells (EC) constituting the inner surface of vessels, directly participate in oxygen delivery, nutrient supply, and removal of waste products to and from tumors, and are thereby prominently involved in the constitution of the tumor microenvironment (TME). Tumor endothelial cells (TECs) can be used as cellular biosensors of the intratumoral microenvironment established by communication between tumor and stromal cells. TECs also serve as targets of therapy. Accordingly, in culture these cells allow studies on mechanisms of response or resistance to anti-angiogenic treatment. Recently, it was found that TECs isolated from human colorectal carcinoma (CRC) exhibit memory-like effects based on the specific TME they were derived from. Moreover, these TECs actively contribute to the establishment of a specific TME by the secretion of different factors. For example, TECs in a prognostically favorable Th1-TME secrete the anti-angiogenic tumor-suppressive factor secreted protein, acidic and rich in cysteine-like 1 (SPARCL1). SPARCL1 regulates vessel homeostasis and inhibits tumor cell proliferation and migration. Hence, cultures of pure, viable TECs isolated from human solid tumors are a valuable tool for functional studies on the role of the vascular system in tumorigenesis. Here, a new up-to-date protocol for the isolation of primary EC from the normal colon as well as CRC is described. The technique is based on mechanical and enzymatic tissue digestion, immunolabeling, and fluorescence activated cell sorting (FACS)-sorting of triple-positive cells (CD31, VE-cadherin, CD105). With this protocol, viable TEC or normal endothelial cell (NEC) cultures could be isolated from colon tissues with a success rate of 62.12% when subjected to FACS-sorting (41 pure EC cultures from 66 tissue samples). Accordingly, this protocol provides a robust approach to isolate human EC cultures from normal colon and CRC.

Tumor endothelial cells are important determinants of the tumor microenvironment and the course of the disease. Here, a protocol for the isolation of pure and viable endothelial cells from human colorectal carcinoma and normal colon to be used in drug testing and pathogenesis research is described.

Isolierung der menschlichen Endothelzellen aus normalen Colon und kolorektalen Karzinom - eine verbesserte Protokoll

Primary cells isolated from human carcinomas are valuable tools to identify pathogenic mechanisms contributing to disease development and progression. In ...

Detection of a Circulating MicroRNA Custom Panel in Patients with Metastatic Colorectal Cancer

There is increasing interest in liquid biopsy for cancer diagnosis, prognosis and therapeutic monitoring, creating the need for reliable and useful biomarkers for clinical practice. Here, we present a protocol to extract, reverse transcribe and evaluate the expression levels of circulating miRNAs from plasma samples of patients with colorectal cancer (CRC). microRNAs (miRNAs) are a class of non-coding RNAs of 18-25 nucleotides in length that regulate the expression of target genes at the translational level and play an important role, including that of pro- and anti-angiogenic function, in the physiopathology of various organs. miRNAs are stable in biological fluids such as serum and plasma, which renders them ideal circulating biomarkers for cancer diagnosis, prognosis and treatment decision-making and monitoring. Circulating miRNA extraction was performed using a rapid and effective method that involves both organic and column-based methodologies. For miRNA retrotranscription, we used a multi-step procedure that considers polyadenylation at 3&#39; and the ligation of an adapter at 5&#39; of the mature miRNAs, followed by random miRNA pre-amplification. We selected a 24-miRNA custom panel to be tested by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) and spotted the miRNA probes on array custom plates. We performed qRT-PCR plate runs on a real-time PCR System. Housekeeping miRNAs for normalization were selected using GeNorm software (v. 3.2). Data were analyzed using Expression suite software (v 1.1) and statistical analyses were performed. The method proved to be reliable and technically robust and could be useful to evaluate biomarker levels in liquid samples such as plasma and/or serum.

We present a protocol to evaluate the expression levels of circulating microRNA (miRNAs) in plasma samples from cancer patients. In particular, we used a commercially available kit for circulating miRNA extraction and reverse transcription. Finally, we analyzed a panel of 24 selected miRNAs using real-time pre-spotted probe custom plates.

Erkennung eines zirkulierenden MicroRNA Custom Panels bei Patienten mit metastasiertem kolorektalen Karzinom

There is increasing interest in liquid biopsy for cancer diagnosis, prognosis and therapeutic monitoring, creating the need for reliable and useful ...

Micromanipulation of Circulating Tumor Cells for Downstream Molecular Analysis and Metastatic Potential Assessment

Blood-borne metastasis accounts for&#160;most cancer-related deaths and involves circulating tumor cells (CTCs) that are successful in establishing new tumors at distant sites. CTCs are found in the bloodstream of patients as single cells (single CTCs) or as multicellular aggregates (CTC clusters and CTC-white blood cell clusters), with the latter displaying a higher metastatic ability. Beyond enumeration, phenotypic and molecular analysis is extraordinarily important to dissect CTC biology and to identify actionable vulnerabilities. Here, we provide a detailed description of a workflow that includes CTC immunostaining and micromanipulation, ex vivo culture to assess&#160;proliferative and survival capabilities of individual cells, and in vivo metastasis-formation assays. Additionally, we provide a protocol to achieve the dissociation of CTC clusters into individual cells and the investigation of intra-cluster heterogeneity. With these approaches, for instance, we precisely quantify survival and proliferative potential of single CTCs and individual cells within CTC clusters, leading us to the observation that cells within clusters display better survival and proliferation in ex vivo cultures compared to single CTCs. Overall, our workflow offers a platform to dissect the characteristics of CTCs at the single cell level, aiming towards the identification of metastasis-relevant pathways and a better understanding of CTC biology.

Here, we present an integrated workflow to identify phenotypic and molecular features that characterize circulating tumor cells (CTCs). We combine live immunostaining and robotic micromanipulation of single and clustered CTCs with single cell-based techniques for downstream analysis and assessment of metastasis-seeding ability.

Mikromanipulation von zirkulierenden Tumorzellen für die nachgelagerte Molekulare Analyse und die metastasierende Potenzialbewertung

Blood-borne metastasis accounts for&#160;most cancer-related deaths and involves circulating tumor cells (CTCs) that are successful in establishing new ...

Culture, Manipulation, and Orthotopic Transplantation of Mouse Bladder Tumor Organoids

The development of advanced tumor models has long been encouraged because current cancer models have shown limitations such as lack of three-dimensional (3D) tumor architecture and low relevance to human cancer. Researchers have recently developed a 3D in vitro cancer model referred to as tumor organoids that can mimic the characteristics of a native tumor in a culture dish. Here, experimental procedures are described in detail for the establishment of bladder tumor organoids from a carcinogen-induced murine bladder tumor, including culture, passage, and maintenance of the resulting 3D tumor organoids in vitro. In addition, protocols to manipulate the established bladder tumor organoid lines for genetic engineering using lentivirus-mediated transduction are described, including optimized conditions for the efficient introduction of new genetic elements into tumor organoids. Finally, the procedure for orthotopic transplantation of bladder tumor organoids into the wall of the murine bladder for further analysis is laid out. The methods described in this article can facilitate the establishment of an in vitro model for bladder cancer for the development of better therapeutic options.

This protocol provides detailed experimental steps to establish a three-dimensional in vitro culture of bladder tumor organoids derived from carcinogen-induced murine bladder cancer. Culture methods including passaging, genetic engineering, and orthotopic transplantation of tumor organoids are described.

Kultur, Manipulation und orthotopische Transplantation von Mausblase Tumororganoiden

The development of advanced tumor models has long been encouraged because current cancer models have shown limitations such as lack of three-dimensional ...

Ultrasound-Guided Orthotopic Implantation of Murine Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the limitations of current treatments, as the majority of patients do not respond to immunotherapy. Development of accurate preclinical models to quickly identify novel and effective therapeutic combinations are critical to address this unmet clinical need. Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) is a canonical example of an immune checkpoint blockade resistant tumor with only 2% of patients responding to immunotherapy. The genetically engineered KrasG12D+/-;Trp53R172H+/-;Pdx-1 Cre (KPC) mouse model of PDA recapitulates human disease and is a valuable tool for assessing therapies for immunotherapy resistant in the preclinical setting, but time to tumor onset is highly variable. Surgical orthotopic tumor implantation models of PDA maintain the immunobiological hallmarks of the KPC tissue-specific tumor microenvironment (TME) but require a time-intensive procedure and introduce aberrant inflammation. Here, we use an ultrasound-guided orthotopic tumor implantation model (UG-OTIM) to non-invasively inject KPC-derived PDA cell lines directly into the mouse pancreas. UG-OTIM tumors grow in the endogenous tissue site, faithfully recapitulate histological features of the PDA TME, and reach enrollment-sized tumors for preclinical studies by four weeks after injection with minimal seeding on the peritoneal wall. The UG-OTIM system described here is a rapid and reproducible tumor model that may allow for high throughput analysis of novel therapeutic combinations in the murine PDA TME.

We describe a protocol for the ultrasound guided implantation of murine-derived pancreatic ductal adenocarcinoma cell lines directly into the native tumor site. This approach resulted in pancreatic tumors detectable by ultrasound scanning within 2-4 weeks of injection, and significantly reduced the proportion tumor cell seeding on the peritoneal wall as compared to surgical orthotopic implantation.

Ultraschallgeführte orthotopische Implantation von murine Pankreas-Ductalsocarcinom

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the ...