Skip to main content
Erschienen in: Annals of Surgical Oncology 1/2016

01.01.2016 | Translational Research and Biomarkers

Intramuscular Transplantation Improves Engraftment Rates for Esophageal Patient-Derived Tumor Xenografts

verfasst von: Matthew Read, MBBS, David Liu, MBBS, BMedSci, Cuong P. Duong, MBBS, FRACS, PhD, Carleen Cullinane, BSc(Hons), PhD, William K. Murray, MBBS, FRCPA, FRCPath, Christina M. Fennell, BBiomedSc(Hons), Jake Shortt, BMedSc, MBChB, FRACP, FRCPA, PhD, David Westerman, MBBS, FRACP, FRCPA, FFSc, Paul Burton, MBBS, FRACS, PhD, Nicholas J. Clemons, BSc(Hons), PhD, Wayne A. Phillips, BSc(Hons), PhD

Erschienen in: Annals of Surgical Oncology | Ausgabe 1/2016

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

Recently, there has been an increase in the availability of targeted molecular therapies for cancer treatment. The application of these approaches to esophageal cancer, however, has been hampered by the relative lack of appropriate models for preclinical testing. Patient-derived tumor xenograft (PDTX) models are gaining popularity for studying many cancers. Unfortunately, it has proven difficult to generate xenografts from esophageal cancer using these models. The purpose of this study was to improve the engraftment efficiency of esophageal PDTXs.

Methods

Fresh pieces of esophageal tumors obtained from endoscopic biopsies or resected specimens were collected from 23 patients. The tumors were then coated in Matrigel and transplanted in immunocompromised mice subcutaneously (n = 6) and/or using a novel implantation technique whereby the tumor is placed in a dorsal intramuscular pocket (n = 18). They are then monitored for engraftment.

Results

With the novel intramuscular technique, successful engraftment was achieved for all 18 patient tumors. Among these PDTXs, 13 recapitulated the original patient tumors with respect to degree of differentiation, molecular and genetic profiles, and chemotherapeutic response. Lymphomatous transformation was observed in the other five PDTXs. Successful engraftment was achieved for only one of six patient tumors using the classic subcutaneous approach.

Discussion

We achieved a much higher engraftment rate of PDTXs using our novel intramuscular transplant technique than has been reported in other published studies. It is hoped that this advancement will help expedite the development and testing of new therapies for esophageal cancer.
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Ferlay J, Shin HR, Bray F, Forman D, Mathers C, Parkin DM. Estimates of worldwide burden of cancer in 2008: GLOBOCAN 2008. Int J Cancer. 2010;127:2893–917.PubMedCrossRef Ferlay J, Shin HR, Bray F, Forman D, Mathers C, Parkin DM. Estimates of worldwide burden of cancer in 2008: GLOBOCAN 2008. Int J Cancer. 2010;127:2893–917.PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Jemal A, Bray F, Center MM, Ferlay J, Ward E, Forman D. Global cancer statistics. CA Cancer J Clin. 2011;61:69–90.PubMedCrossRef Jemal A, Bray F, Center MM, Ferlay J, Ward E, Forman D. Global cancer statistics. CA Cancer J Clin. 2011;61:69–90.PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Pohl H, Welch HG. The role of overdiagnosis and reclassification in the marked increase of esophageal adenocarcinoma incidence. J Natl Cancer Inst. 2005;97:142–6.PubMedCrossRef Pohl H, Welch HG. The role of overdiagnosis and reclassification in the marked increase of esophageal adenocarcinoma incidence. J Natl Cancer Inst. 2005;97:142–6.PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Tentler JJ, Tan AC, Weekes CD, et al. Patient-derived tumour xenografts as models for oncology drug development. Nat Rev Clin Oncol. 2012;9:338–50.PubMedPubMedCentralCrossRef Tentler JJ, Tan AC, Weekes CD, et al. Patient-derived tumour xenografts as models for oncology drug development. Nat Rev Clin Oncol. 2012;9:338–50.PubMedPubMedCentralCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Dodbiba L, Teichman J, Fleet A, et al. Primary esophageal and gastro-esophageal junction cancer xenograft models: clinicopathological features and engraftment. Lab Invest. 2013;93:397–407.PubMedCrossRef Dodbiba L, Teichman J, Fleet A, et al. Primary esophageal and gastro-esophageal junction cancer xenograft models: clinicopathological features and engraftment. Lab Invest. 2013;93:397–407.PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Rumpel CA, Powell SM, Moskaluk CA. Mapping of genetic deletions on the long arm of chromosome 4 in human esophageal adenocarcinomas. Am J Pathol. 1999;154:1329–34.PubMedPubMedCentralCrossRef Rumpel CA, Powell SM, Moskaluk CA. Mapping of genetic deletions on the long arm of chromosome 4 in human esophageal adenocarcinomas. Am J Pathol. 1999;154:1329–34.PubMedPubMedCentralCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Boonstra JJ, van Marion R, Douben HJ, et al. Mapping of homozygous deletions in verified esophageal adenocarcinoma cell lines and xenografts. Genes Chromosomes Cancer. 2012;51:272–82.PubMedCrossRef Boonstra JJ, van Marion R, Douben HJ, et al. Mapping of homozygous deletions in verified esophageal adenocarcinoma cell lines and xenografts. Genes Chromosomes Cancer. 2012;51:272–82.PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat De Both NJ, Wijnhoven BPL, Sleddens HFBM, Tilanus HW, Dinjens WNM. Establishment of cell lines from adenocarcinomas of the esophagus and gastric cardia growing in vivo and in vitro. Virchows Arch. 2001;438:451–6.PubMedCrossRef De Both NJ, Wijnhoven BPL, Sleddens HFBM, Tilanus HW, Dinjens WNM. Establishment of cell lines from adenocarcinomas of the esophagus and gastric cardia growing in vivo and in vitro. Virchows Arch. 2001;438:451–6.PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat El-Rifai W, Harper JC, Cummings OW, Hyytinen ER, Frierson HF Jr, Knuutila S, Powell SM. Consistent genetic alterations in xenografts of proximal stomach and gastro-esophageal junction adenocarcinomas. Cancer Res. 1998;58:34–37.PubMed El-Rifai W, Harper JC, Cummings OW, Hyytinen ER, Frierson HF Jr, Knuutila S, Powell SM. Consistent genetic alterations in xenografts of proximal stomach and gastro-esophageal junction adenocarcinomas. Cancer Res. 1998;58:34–37.PubMed
12.
Zurück zum Zitat Zhang J, Jiang D, Li X, et al. Establishment and characterization of esophageal squamous cell carcinoma patient-derived xenograft mouse models for preclinical drug discovery. Lab Invest. 2014; 94:917–26.PubMedCrossRef Zhang J, Jiang D, Li X, et al. Establishment and characterization of esophageal squamous cell carcinoma patient-derived xenograft mouse models for preclinical drug discovery. Lab Invest. 2014; 94:917–26.PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Wang Z, Da Silva TG, Jin K, et al. Notch signaling drives stemness and tumorigenicity of esophageal adenocarcinoma. Cancer Res. 2014;74:6364–74.PubMedPubMedCentralCrossRef Wang Z, Da Silva TG, Jin K, et al. Notch signaling drives stemness and tumorigenicity of esophageal adenocarcinoma. Cancer Res. 2014;74:6364–74.PubMedPubMedCentralCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Hidalgo M, Amant F, Biankin AV, et al. Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research. Cancer Discov. 2014;4:998–1013.PubMedPubMedCentralCrossRef Hidalgo M, Amant F, Biankin AV, et al. Patient-derived xenograft models: an emerging platform for translational cancer research. Cancer Discov. 2014;4:998–1013.PubMedPubMedCentralCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Taniere P, Borghi-Scoazec G, Saurin JC, et al. Cytokeratin expression in adenocarcinomas of the esophagogastric junction: a comparative study of adenocarcinomas of the distal esophagus and of the proximal stomach. Am J Surg Pathol. 2002;26:1213–21.PubMedCrossRef Taniere P, Borghi-Scoazec G, Saurin JC, et al. Cytokeratin expression in adenocarcinomas of the esophagogastric junction: a comparative study of adenocarcinomas of the distal esophagus and of the proximal stomach. Am J Surg Pathol. 2002;26:1213–21.PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Clemons NJ, Do H, Fennell C, Deb S, Fellowes A, Dobrovic A, Phillips WA. Characterization of a novel tumorigenic esophageal adenocarcinoma cell line: OANC1. Dig Dis Sci. 2014;59:78–88.PubMedCrossRef Clemons NJ, Do H, Fennell C, Deb S, Fellowes A, Dobrovic A, Phillips WA. Characterization of a novel tumorigenic esophageal adenocarcinoma cell line: OANC1. Dig Dis Sci. 2014;59:78–88.PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Lieber J, Eicher C, Wenz J, Kirchner B, Warmann SW, Fuchs J, Armeanu-Ebinger S. The BH3 mimetic ABT-737 increases treatment efficiency of paclitaxel against hepatoblastoma. BMC Cancer. 2011;11:362.PubMedPubMedCentralCrossRef Lieber J, Eicher C, Wenz J, Kirchner B, Warmann SW, Fuchs J, Armeanu-Ebinger S. The BH3 mimetic ABT-737 increases treatment efficiency of paclitaxel against hepatoblastoma. BMC Cancer. 2011;11:362.PubMedPubMedCentralCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Wunderlich M, Mizukawa B, Chou F, Sexton C, Shrestha M, Saunthararajah Y, Mulloy JC. AML cells are differentially sensitive to chemotherapy treatment in a human xenograft model. Blood. 2013;121:e90–7.PubMedPubMedCentralCrossRef Wunderlich M, Mizukawa B, Chou F, Sexton C, Shrestha M, Saunthararajah Y, Mulloy JC. AML cells are differentially sensitive to chemotherapy treatment in a human xenograft model. Blood. 2013;121:e90–7.PubMedPubMedCentralCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Johnsson A, Olsson C, Nygren O, Nilsson M, Seiving B, Cavallin-Stahl E. Pharmacokinetics and tissue distribution of cisplatin in nude mice: platinum levels and cisplatin-DNA adducts. Cancer Chemother Pharmacol. 1995;37:23–31.PubMedCrossRef Johnsson A, Olsson C, Nygren O, Nilsson M, Seiving B, Cavallin-Stahl E. Pharmacokinetics and tissue distribution of cisplatin in nude mice: platinum levels and cisplatin-DNA adducts. Cancer Chemother Pharmacol. 1995;37:23–31.PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Desgranges C, Razaka G, De Clercq E, Herdewijn P, Balzarini J, Drouillet F, Bricaud H. Effect of (E)-5-(2-bromovinyl)uracil on the catabolism and antitumor activity of 5-fluorouracil in rats and leukemic mice. Cancer Res. 1986;46:1094–101.PubMed Desgranges C, Razaka G, De Clercq E, Herdewijn P, Balzarini J, Drouillet F, Bricaud H. Effect of (E)-5-(2-bromovinyl)uracil on the catabolism and antitumor activity of 5-fluorouracil in rats and leukemic mice. Cancer Res. 1986;46:1094–101.PubMed
21.
Zurück zum Zitat Israely T, Dafni H, Granot D, Nevo N, Tsafriri A, Neeman M. Vascular remodeling and angiogenesis in ectopic ovarian transplants: a crucial role of pericytes and vascular smooth muscle cells in maintenance of ovarian grafts. Biol Reprod. 2003;68:2055–64.PubMedCrossRef Israely T, Dafni H, Granot D, Nevo N, Tsafriri A, Neeman M. Vascular remodeling and angiogenesis in ectopic ovarian transplants: a crucial role of pericytes and vascular smooth muscle cells in maintenance of ovarian grafts. Biol Reprod. 2003;68:2055–64.PubMedCrossRef
23.
Zurück zum Zitat John T, Yanagawa N, Kohler D, et al. Characterization of lymphomas developing in immunodeficient mice implanted with primary human non-small cell lung cancer. J Thorac Oncol. 2012;7:1101–8.PubMedCrossRef John T, Yanagawa N, Kohler D, et al. Characterization of lymphomas developing in immunodeficient mice implanted with primary human non-small cell lung cancer. J Thorac Oncol. 2012;7:1101–8.PubMedCrossRef
24.
Zurück zum Zitat Chen K, Ahmed S, Adeyi O, Dick JE, Ghanekar A. Human solid tumor xenografts in immunodeficient mice are vulnerable to lymphomagenesis associated with Epstein-Barr virus. PLoS One. 2012;7:e39294.PubMedPubMedCentralCrossRef Chen K, Ahmed S, Adeyi O, Dick JE, Ghanekar A. Human solid tumor xenografts in immunodeficient mice are vulnerable to lymphomagenesis associated with Epstein-Barr virus. PLoS One. 2012;7:e39294.PubMedPubMedCentralCrossRef
25.
Zurück zum Zitat Vockerodt M, Yap LF, Shannon-Lowe C, Curley H, Wei W, Vrzalikova K, Murray PG. The Epstein-Barr virus and the pathogenesis of lymphoma. J Pathol. DOI: 10.1002/path.4459. Vockerodt M, Yap LF, Shannon-Lowe C, Curley H, Wei W, Vrzalikova K, Murray PG. The Epstein-Barr virus and the pathogenesis of lymphoma. J Pathol. DOI: 10.​1002/​path.​4459.
Metadaten
Titel
Intramuscular Transplantation Improves Engraftment Rates for Esophageal Patient-Derived Tumor Xenografts
verfasst von
Matthew Read, MBBS
David Liu, MBBS, BMedSci
Cuong P. Duong, MBBS, FRACS, PhD
Carleen Cullinane, BSc(Hons), PhD
William K. Murray, MBBS, FRCPA, FRCPath
Christina M. Fennell, BBiomedSc(Hons)
Jake Shortt, BMedSc, MBChB, FRACP, FRCPA, PhD
David Westerman, MBBS, FRACP, FRCPA, FFSc
Paul Burton, MBBS, FRACS, PhD
Nicholas J. Clemons, BSc(Hons), PhD
Wayne A. Phillips, BSc(Hons), PhD
Publikationsdatum
01.01.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Annals of Surgical Oncology / Ausgabe 1/2016
Print ISSN: 1068-9265
Elektronische ISSN: 1534-4681
DOI
https://doi.org/10.1245/s10434-015-4425-3

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2016

Annals of Surgical Oncology 1/2016 Zur Ausgabe

Mehr Frauen im OP – weniger postoperative Komplikationen

21.05.2024 Allgemeine Chirurgie Nachrichten

Ein Frauenanteil von mindestens einem Drittel im ärztlichen Op.-Team war in einer großen retrospektiven Studie aus Kanada mit einer signifikanten Reduktion der postoperativen Morbidität assoziiert.

„Übersichtlicher Wegweiser“: Lauterbachs umstrittener Klinik-Atlas ist online

17.05.2024 Klinik aktuell Nachrichten

Sie sei „ethisch geboten“, meint Gesundheitsminister Karl Lauterbach: mehr Transparenz über die Qualität von Klinikbehandlungen. Um sie abzubilden, lässt er gegen den Widerstand vieler Länder einen virtuellen Klinik-Atlas freischalten.

Was nützt die Kraniektomie bei schwerer tiefer Hirnblutung?

17.05.2024 Hirnblutung Nachrichten

Eine Studie zum Nutzen der druckentlastenden Kraniektomie nach schwerer tiefer supratentorieller Hirnblutung deutet einen Nutzen der Operation an. Für überlebende Patienten ist das dennoch nur eine bedingt gute Nachricht.

Klinikreform soll zehntausende Menschenleben retten

15.05.2024 Klinik aktuell Nachrichten

Gesundheitsminister Lauterbach hat die vom Bundeskabinett beschlossene Klinikreform verteidigt. Kritik an den Plänen kommt vom Marburger Bund. Und in den Ländern wird über den Gang zum Vermittlungsausschuss spekuliert.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.