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Oncologia Sperimentale I - II
METASTASI SPERIMENTALI RIPRODUZIONE DEL PROCESSO METASTATICO IN VIVO 5° S. Beninati
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Modelli sperimentali in vivo
Permettono di valutare due parametri: proliferazione Colonizzazione/invasione Ogni altro parametro non è valutabile
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IL MODELLO ANIMALE SONO UTILIZZATI DIVERSI MODELLI ANIMALI PER RIPRODURRE IL PROCESSO METASTATICO E LA SUCCESSIVA INVASIONE E COLONIZZAZIONE DELL’ORGANO BERSAGLIO I MODELLI CHE SI USANO COMUNEMENTE PERMETTONO DI INOCULARE CELLULE TUMORALI DIRETTAMENTE NELL’ANIMALE IN DIVERSE PARTI DEL CORPO: INTRAMUSCOLO INTRASPLENICA INTRAPERITONEALE ENDOVENA INTRAOCULARE SOTTOCUTANEA
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Parametri: Volume,Peso,Aspetto, angiogenesi, necrosi tumore Capsula connettivale Tumore primario indotto con inoculo intramuscolare di cellule di melanoma murino
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MODELLI ANIMALE DI MELANOMA
Due modelli animali sono utilizzati per lo studio del melanoma: Il modello polmonare Il modello splenico
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Animali I topi del ceppo C57BL/6 sono utili se si usano linee cellulari di melanoma murino (B16-F10;B16-FLr6) Utilizzando topi singenici*, cioè dai quali sono state ottenute le linee tumorali, è ridotto drasticamente il fenomeno del rigetto. *individui della stessa specie che sono geneticamente identici, per esempio animali dello stesso ceppo consanguineo. Cellule proveniente da individui singenici possono essere usate per modelli di trapianto d'organo e tumorali.
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C57BL/6
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Modello splenico Una sospensione di cellule di melanoma viene iniettata direttamente nella milza dell’animale. Inoculo nella milza
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Le cellule di melanoma passano in circolo e invadono il fegato.
Le metastasi sono visibili poichè ricche di melanina nera. Fegato con metastasi
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Modello Polmonare Le cellule di melanoma murino C57BL/6 sospese nel mezzo di coltura vengono iniettate endovena nella vena caudale dell’animale. Vena caudale
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Attraverso il circolo raggiungono un solo organo bersaglio: il polmone
Anche in questo caso le metastasi sono visibili poiché ricche di melanina. Polmoni di controllo
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metastasi Polmone di topo C57BL/6 invaso da cellule tumorali di melanoma B16-F10
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Valutazione del potere metastatico
E’ possibile valutare il numero di metastasi superficiale per mezzo di una conta visiva. Il metodo risulta empirico e poco preciso in particolare in presenza di un alto numero di metastasi. E’ necessario considerare che l’organo bersaglio è invaso anche nel suo stroma interno. Quindi la conta superficiale è sicuramente poco significativa
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Polmone di topo C57BL/6 invaso da metastasi di cellule B16-F10
Polmone di topo C57BL/6 invaso da metastasi di cellule B16-F10 trattato con antineoplastici
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Modello istologico di valutazione del potere metastatico
Per poter effettuare una conta delle metastasi attendibile è necessario considerare anche le metastasi interne. A tal fine l’organo bersaglio viene sezionato in sottili fettine, per mezzo di un microtomo. Il microtomo permette di ottenere fettine sottilissime e trasparenti, denominate “sezioni istologiche seriate”
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Sezioni istologiche seriate di polmone di topo C57BL/6 inoculato con cellule B16-F10
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Analisi di immagine computerizzata
Ogni singola sezione viene analizzata al computer con un software adatto per la misura di cinque parametri principali: 1. area della sezione istologica 2. area delle metastasi 3. numero di metastasi 4. area occupata dalle metastasi 5. percentuale di colonizzaione
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Elaborazione morfometrica
Il computer elabora i parametri precedenti e il risultato permette di valutare: 1. area totale della sezione istologica (TA) 2. area media di una metastasi (AAMF) 3. area metastatica totale (TMA)
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Invasione e proliferazione
IL modello di calcolo nasce da due considerazioni: La cellula tumorale invade l’organo bersaglio e quindi inizia a proliferare. L’invasione può essere valutata considerando il numero di metastasi Mentre la proliferazione valutando le dimensioni delle metastasi
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Elaborazione dei dati L’analizzatore di immagini permette quindi di calcolare: L’area totale della sezione istologica TA L’area metastatica totale MTA L’area media di una metastasi AAMF. Attraverso questi parametri si ricavano tre indici.
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Indice di invasione Il rapporto TMA/AAMF
Si definisce Indice di Invasione o “Invasion Index” (II) II=TMA/AAMF TMA= area metastatica totale AAMF= area media di una metastasi
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Invasione Infatti il rapporto TMA/AAMF definisce il numero di metastasi totale, poiché deriva da: TMA= area metastatica totale AAMF= area media di una metastasi
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Indice di proliferazione
Il rapporto AAMF/TA Si definisce come indice di crescita o “Growth Index” (GI) GI=AAMF/TA AAMF= area media di una metastasi TA= area totale della sezione istologica
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Indice di colonizzazione
Il rapporto TMA/TA x 100 Esprime la percentuale di colonizzazione, indicando quanta area è stata occupata dalle metastasi. Si indica come %CI TMA= area metastatica totale TA= area totale della sezione istologica
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Applicazione pratica Due molecole con potenziale attività antineoplastica sono state saggiate e hanno dato i seguenti indici: Molecola %CI (col. Index) GI(growth index) II (invasion index) Controllo , ,6 Teofillina (TH) , ,5 Controllo , ,0 Βeta-teofillina (HET) , ,0 Colonizzazione proliferazione invasione
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teofillina Molecola %CI (col. Index) GI(growth index) II (invasion index) Controllo , ,6 Teofillina (TH) , ,5 -76,5% % ,5% % di: colonizzazione proliferazione invasione La molecola risulta essere antimetastatica e poco antiproliferativa
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Beta-teofillina Molecola %CI (col. Index) GI(growth index) II (invasion index) Controllo , ,0 Βeta-teofillina (HET) , ,0 % di: ,8% % % colonizzazione proliferazione invasione La molecola risulta essere altamente antimetastatica e non influenza la crescita tumorale
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Confronto fra molecole
E’ possibile comparare gli indici di varie molecole potenzialmente antineoplastiche. In tal modo si può utilizzare un farmaco mirato per il tipo di tumore.
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