القای بیماری ها (سرطان) به حیوانات آزمایشگاهی

مطالعات سرطان زایی شیمیایی در حیوانات از طریق توانایی آنها در شناسایی عوامل سرطان زا از محیط کار ، رژیم و محیط به طور مستقیم باعث کاهش بار سرطان در جمعیت انسان شده است. کاهش قرار گرفتن در معرض این عوامل سرطان زا از طریق تغییر سبک زندگی ، تنظیم مقررات دولت یا تغییر در شیوه های صنعت باعث کاهش بروز سرطان در جمعیت های در معرض شده است. علاوه بر ارائه اولین شواهد تجربی برای ارتباط بین قرار گرفتن در معرض شیمیایی و پرتودرمانی و سرطان ، مدلهای حیوانی سرطان ناشی از محیط زیست ، به ارائه بینش مهمی در مورد علل ، مکانیسم ها و چارچوب های مفهومی سرطان ادامه می دهند. اخیراً ، ترکیب سرطان های شیمیایی با مدل های موس ژنتیکی موس (GEMMs) به عنوان یک رویکرد ارزشمند برای بررسی تعامل پیچیده بین ژنوتیپ و محیطی که به پیشرفت سرطان کمک می کند ، ظهور کرده است. در آینده ، الگوهای حیوانی سرطان ناشی از محیط زیست احتمالاً بینش مناطقی مانند پایه اپی ژنتیک سرطان ، اصلاح کننده های ژنتیکی حساسیت به سرطان ، سیستم های زیست شناسی سرطان ، التهاب و سرطان و پیشگیری از سرطان را ارائه می دهد.

صرفنظر از اینکه چقدر مدل سرطان معینی دقیق است ، ارزش واقعی آن را باید با توانایی آن در هدایت تحقیقات و از منظر عملی برای محافظت از سلامت انسان سنجید. موش ، موش و سایر مدلهای حیوانی سرطان ناشی از شیمیایی به طرز چشمگیری در آشکار سازوکارهای اساسی سرطان زا و مشخص نمودن عوامل ژنتیکی و محیطی مؤثر بر حساسیت به سرطان در جمعیت انسانی وفادار بوده اند.

در حال حاضر دو کاربرد عمده مدلهای حیوانی سرطان زایی شیمیایی وجود دارد. یکی ، تحقیقات تجربی سرطان است ، که در آن هدف این است که در مورد دلایل و مکانیسم های سرطان ، و همچنین اهداف تحقیقاتی ترجمه مانند شیمی درمانی یا تشخیص زودهنگام سرطان یاد بگیریم. دومین کاربرد کاربردی ، آزمایش مواد شیمیایی با قرار گرفتن در معرض پتانسیل انسان برای فعالیت سرطان زا ، در اصطلاح سنجی کارسینوژن است. در این فصل به مدل های ماوس سرطان زایی شیمیایی و پرتودرمانی با تأکید بر ترکیب چنین مدل هایی با مدل های موش ژنتیکی مهندسی شده (GEMMs) پرداخته شده است. نکات برجسته در مورد مدل های سرطان زا انتخاب شده شیمیایی ، از جمله تاریخچه ، برنامه ها ، پروتکل ها و دستورالعمل های آینده بحث خواهد شد. همچنین شرح مختصری از تاریخچه و استفاده از روش سنجش سرطان زا نیز ارائه خواهد شد.

سرطان نوعی بیماری است که به دلیل جهش ژنتیکی و قرار گرفتن در معرض محیط زیست آلوده ایجاد می شود

به طور گسترده ای پذیرفته شده است که سرطان یک “بیماری ژنتیکی” است. حمایت زیادی از این مفهوم از شناسایی ژن های جهش یافته در تومورها و استفاده از GEMM ها برای حمل جهش در ژنهای ارتولوگ که در سرطانهای انسان ایجاد شده اند ، به دست آمده است. این مدل های موش ، تا درجات مختلفی از دقت ، پاتوژنز سرطان انسان را مجدداً تکرار می کنند و شواهد تجربی مهمی را برای پایه ژنتیکی سرطان ارائه می دهند. با این حال ، برآوردهای فعلی نشان می دهد که استعداد ژنتیکی ارثی سهم نسبتاً جزئی را در بیشتر سرطانها نشان می دهد که بیشتر جهش هایی که در اثر سرطان ایجاد می شوند ، از نظر جسمی از طریق حوادث خود به خود یا در نتیجه قرار گرفتن در معرض محیط زیست به دست می آیند. با حمایت از ایده دوم ، سرطان انسان یک بیماری برجسته و در برخی موارد با ابهام در محیط زیست وجود دارد و نشان می دهد سرطان همچنین یک “بیماری محیطی” است. محیط به معنای هر چیزی است که افراد با آنها در تعامل باشند ، از جمله قرار گرفتن در معرض انتخاب سبک زندگی ، اشعه طبیعی و پزشکی ، نور خورشید ، قرار گرفتن در معرض محل کار ، داروها و مواد موجود در هوا ، آب و خاک. بنابراین ، در حالی که مدل های GEM برخی از ویژگی های ژنتیکی ، بیولوژیکی و پاتولوژیک سرطان انسان را آینه می کند ، به تنهایی ، یعنی در شرایط کنترل شده محیطی ، آنها پیچیدگی مواجهه های محیطی که به سرطان کمک می کند را در نظر نمی گیرند. ترکیب شیمیایی و سایر مواجهه های زیست محیطی با مدل های تعریف شده ژنتیکی ماوس ، یک آزمایش آزمایشی مفید را برای بررسی تعامل بین ژنوتیپ میزبان و قرار گرفتن در معرض محیطی که در نهایت خطر ابتلا به سرطان را فراهم می کند ، فراهم می کند.

سنجش زیستی سرطان: موش ها و رت ها به عنوان قهرمانان غیرمستقیم در ارزیابی ایمنی شیمیایی هستند

به عنوان یک نتیجه مستقیم از سرطان شیمیایی شیمیایی در مدل های حیوانات و شواهد اپیدمیولوژیک ، همراه با توسعه روزافزون صنعت شیمیایی با آلودگی و قرار گرفتن در معرض محیط زیست گسترده ، در نتیجه ، موسسه ملی سرطان (NCI) در دهه 1970 برنامه های آزمایش حیوانات را برای شناسایی سرطان های بالقوه و برای ایجاد سطح در معرض ایمن. برنامه بیوشیمیای سرطان زای NCI توسط برنامه ملی سم شناسی (NTP) موفق شد ، که ماموریت آن هماهنگی برنامه های سمیت شناسی فدرال و پالایش تست های سم شناسی و سرطان زایی است. مواد شیمیایی که برای مطالعه انتخاب شده اند ، با استفاده از دو جنس و دو گونه ، معمولاً سویه های موشهای صحرایی و موشهای صحرایی و موشهای صحرایی و در چندین دوز از پیش تعیین شده ، تحت آزمایش سنجش قرار می گیرند. علاوه بر این ، NTP از GEMM ها بصورت موردی و در کوتاه مدت و بیشتر بر اساس فرضیه های زیست سنجی مبتنی بر سرطان استفاده می کند. آزمایشات آزمایشگاهی در حیوانات منبع اصلی شواهد جمع آوری شده است که برای تعیین استانداردهای نظارتی برای قرار گرفتن در معرض پتانسیل انسان استفاده می شود. این در کتابچه راهنمای قدرت سرطان زا و پایگاه های سمیت ژنتیکی خلاصه شده است ، که شامل داده های بیش از 5000 آزمایش و 1،298 عامل شیمیایی در بیش از 1000 مقاله و 400 گزارش فنی از NCI / NTP است.

شواهد انباشته شده از طریق سنجش جوندگان برخی از کلیات را در هنگام مقایسه حساسیت انسان به سرطان جوندگان امکان پذیر می سازد. میزان سرطان در انسان بسیار کم است و جوندگان زیادی برای کبد وجود دارد (به استثنای سرطان کبد مرتبط با هپاتیت C) ، کلیه ، جنگل معده و غده تیروئید. میزان سرطان در هر دو گونه در ریه ، غده پستانی ، سیستم خونریزی ، مثانه ، حفره دهان و پوست بسیار زیاد است.

ترکیبی از سرطان زا شیمیایی و مدل های ژنتیکی سرطان

در طی دو دهه گذشته ، GEMM ها برای مدل سازی سرطان به کار گرفته شده اند. این مدل ها موضوع سایر فصل های این دوره و همچنین بررسی های اخیر هستند. با توجه به اینکه سرطان محصول تعامل پیچیده بین ژنوتیپ و محیط است ، استفاده ترکیبی از سرطان زا شیمیایی و مدل های مهندسی ژنتیک یک رویکرد منطقی برای آشکار کردن تعامل پیچیده بین حساسیت ژنتیکی و قرار گرفتن در معرض محیط است. واضح ترین مثال این افزایش طیف تومورهای مشاهده شده در برخی از مدل های GEM به دنبال قرار گرفتن در معرض سرطان زا یا اشعه است. سرکوبگر تومور p53 یک نمونه بارز اولیه را ارائه می دهد. موش حذفی p53 در ابتدا گزارش شده است که مستعد ابتلا به لنفوم و سارکوم خود به خودی هستند ، اما تومورهای اپیتلیال نیستند. این مشاهده کنجکاوی بود زیرا P53 اغلب در تومورهای اپیتلیال انسانی و موش جهش یافته است. برای پرداختن به این مشکل ، موشهای کمبود p53 به پروتکل تومور پوستی چند مرحله ای DMBA / TPA قرار گرفتند. جالب اینجاست که موش های کمبود p53 تومورهای پوستی بیشتری ایجاد نکردند ، اما کسانی که پیشرفت کرده اند به سرعت به سمت سرطانهای بدخیم ، تهاجمی و متاستاتیک پیشرفت کردند. این به نقش p53 در سرکوب پیشرفت بدخیم اشاره کرد ، نتیجه گیری که در تعدادی از مطالعات بعدی بدست آمده است. بنابراین ، p53 نقش خاصی در مرحله سرطان سرطان اپیتلیال دارد و برای آشکار سازی این فنوتیپ نیاز به قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی است. از آنجا که جهش های Ras در تومورهای پوستی از هر دو نوع موش وحشی و p53 دارای نقص بودند ، این یافته همچنین همکاری بین جهش در Ras و p53 را در طی پیشرفت بدخیمی نشان داد.

مدل تومور پستان 4T1 در موش

سرطان پستان 4T1 یک رده سلولی تومور قابل پیوند است که در ابتدا توسط فرد میلر و همکارانش جدا شده است. تومور در موش BALB / c و در کشت بافت رشد می کند.  تومور 4T1 بسیار تومور زا و تهاجمی است و برخلاف اکثر مدل های توموری ، می تواند به صورت خودبخود از تومور اولیه در غده پستانی متاستاز شود و به مکانهای دوردست از جمله غدد لنفاوی ، خون ، کبد ، ریه ، مغز و استخوان برسد.

پروتکل

1. سلولهای تومور 4T1 را با DMEM یا RPMI با 10٪ FBS و 1 × آنتی بیوتیک ضد میکروبی در صفحات کشت 10 سانتی متری و یا فلاسک های کشت T25 یا T75 کشت می دهیم. ظروف کشت را در دستگاه انکوباتور در دمای 37 درجه سانتیگراد و co2 5٪ انکوبه کنید
2. محیط کشت را از ظروف کشت خالی کنید
3. 3.     5 تا 7 میلی لیتر محیط بدون سرم را به ظرف اضافه کرده و بچرخانید. سپس دور بریزید
4. سلول های موجود را با آنزیم تریپسین جدا کنید
5. سلول ها را شمارش کنید
6. 6.     10⁶ از شلول ها را جدا کرده و در PBS معلق کنید
7. این مقدار از سلول را به غده پستانی موش نژاد BALB/c تزریق کنید.

شناسایی تومور

1. ابتلا به تومور به صورت روزانه و با لمس ناحیه تزریق با انگشت شست تایید می شود
2. هنگامی که تومورها شروع به توسعه می کنند، به هر قفس حیوان به صورت انفرادی انتقال داده می شوند
3. هر 3 تا 4 روز ، قطر تومور را با دستگاه های قشر داخلی اندازه گیری کنید. حداقل دو اندازه گیری از تومور را که عمود بر یکدیگر هستند انجام دهید و بزرگترین بخش تومور را در هر جهت بچرخانید. متوسط قطر تومور (TD) را به عنوان ریشه مربع محصول دو قطر عمود محاسبه کنید
4. طبق دستورالعمل IACUC ، و هنگامی که TD از 14 تا 16 میلی متر بیشتر شود یا هنگامی که موش ها دچار عارضه شوند ، حیوانات قربانی می شوند و اندام های مورد نظر را جمع می کنند

کارآموزی کار باحیوانات آزمایشگاه ژنیران

اتاق حیوانات آزمایشگاه ژنیران

خدمات مربوط به حیوانات آزمایشگاه ژنیران