Cancer Cell International, 2005; 5: 17-17 (más artículos en esta revista)

Pseudopods de células endoteliales y la angiogénesis de los tumores de cáncer de mama

BioMed Central
Ivan L Cameron (cameron@uthscsa.edu) [1], Nicholas corto (nshort@rice.edu) [1], LuZhe Sun (lsun@uthscsa.edu) [1], W Elaine Hardman (hardmawe@pbrc.edu) [2]
[1] Departamento de Biología Estructural y Celular de la Universidad de Texas Health Science Center en San Antonio, 7703 Floyd Curl Drive, San Antonio, TX 78229, EE.UU.
[2] Centro de Investigaciones Biomédicas de Pennington, Lousiana State University, 6400 Perkins Road, Baton Rouge, LA 70808, EE.UU.

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Resumen
Antecedentes

Un tumor neoplásico no puede crecer más allá de un milímetro o menos de diámetro sin reclutamiento de las células endoteliales y los nuevos vasos sanguíneos para suministrar oxígeno para la nutrición y la supervivencia de las células tumorales. Este estudio fue diseñado para investigar la formación de nuevos vasos sanguíneos humanos dentro de un tumor de cáncer de mama cada vez modelo (MDA MB231 en la almohadilla de grasa mamaria desnudos femeninos ratón). Una vez que el tumor creció a 35 mm 3, se desarrolló una cápsula bien vascularizada. Histológicos de los tumores superiores a 35 mm, 3 fueron teñidos con PAS, con CD-31 de anticuerpos (un fabricante de la célula endotelial), o con hipoxia inducible factor 1 α anticuerpos (HIF). La medida de los vasos sanguíneos y las células endoteliales pseudopod volumen se midió la densidad de la red ocular interceptar contar en el PAS manchadas diapositivas.

Resultados

El tumor de la zona dentro de 100-150 μ m de la cápsula bien vascularizada había pocos vasos sanguíneos y sólo ocasionalmente pseudopods células endoteliales, mientras que la zona de más de 150 μ m de la cápsula había más vasos sanguíneos, capilares, y un triple aumento en el volumen Pseudopods densidad de la brotación de las células endoteliales capilares. Subcortical Esta región, rica en pseudopods, algunos de los cuales se han observado a vacuolas / lúmenes, fue muy positivo para la presencia de HIF. En algunos tumores de mayor tamaño, se observaron pseudopods a insinuar mm para distancias de hipoxia a través de las regiones del tumor.

Conclusión

La correlación positiva entre la presencia de HIF y la mayor medida de volumen pseudopods sugiere medir la densidad de este último cuantificables como marcador tumoral de la hipoxia. Aparentemente, hipóxico regiones del tumor producir HIF principal a la producción de factores de crecimiento endotelial vascular que estimular la brotación de las células endoteliales capilares y formación de las células endoteliales pseudopods.

Antecedentes

La mayoría de los tejidos no en el cuerpo cada vez mayor de adultos tienen un adecuado suministro vascular sin necesidad de formación de nuevos vasos sanguíneos. El crecimiento de la masa tumoral o tejido sin embargo requiere de la contratación de las células endoteliales para formar nuevos vasos sanguíneos. En un informe en fecha temprana, nuevos capilares sanguíneos se observa directamente a la forma de pseudopods brotación de las células endoteliales de los actuales [1]. Speidel informó de las células endoteliales de brotes en la regeneración de la aleta caudal de la rana (Rana clamitans) 6 día después de la amputación. Vio capilar brotes que progresó el 32 μ m a través de los tejidos durante un período de 50 minutos, dejando una sólida capilar brotar detrás. Hasta siete brotes laterales o pseudopods también se plantea a lo largo de la duración de este principal capilar brotar durante este período de 50 minutos. También se observó un brotar que adquirió una vacuola que fusionados con el lumen capilar y permite la entrada de un eritrocitos de la luz capilar. Este informe morfológicas de los eventos implicados en la célula capilar pseudopod brotación y formación sigue siendo la más clara descripción de las células endoteliales y la brotación pseudopod formación.

El reclutamiento de células endoteliales por un tumor es un primer paso clave en la angiogénesis del tumor [2]. Este tumor angiogénicos proceso se ha convertido en un importante objetivo en el tratamiento del cáncer [2 - 4]. Existe en la actualidad y de la genética molecular fuerte apoyo a la orientación angiogénesis tumoral [2 - 4]. Sin embargo, no hay mucho más que aprender acerca de la angiogénesis tumoral. En nuestra propia investigación de la angiogénesis de los tumores humanos de cáncer de mama (MDA MB231) creciente en el desnudo femenino xenoinjertos de ratón, descubrimos que la tinción de 8 μ m de espesor histológico mediados de secciones transversales del tumor con el ácido periódico de Schiff (PAS) de la técnica Glicoproteínas [5] revelaron una inesperada abundancia de PAS positivo pseudopods células endoteliales. La distribución de las células endoteliales pseudopods se observó a no ser al azar en todo el tumor. Este es el informe de un estudio realizado para determinar el patrón espacial y la posible explicación de este patrón no aleatorio de las células endoteliales pseudopods durante la angiogénesis tumoral.

Resultados

Un total de 10 tumores en 35 mm mayor que 3 fueron fijo, incluidas en parafina y cera midsections se redujeron a 8 μ m de espesor y tinción para el estudio histológico. El examen histológico de midsections PAS manchadas de tumores se realizó para evaluar los patrones de vascularización del tumor. Los tumores con un volumen> 35 mm 3 demostrado una cápsula de tejido conectivo con vasos sanguíneos (Figura 1A]. Un aumento mayor en el área cortical en los cerca de 100 μ m de la cápsula reveló algunos vasos sanguíneos mientras que el área mayor de 100 μ m de la cápsula mostraron considerables pruebas de los vasos sanguíneos y capilares de endotelio con muchos pseudopods extender fuera de los capilares (fig. 1B & C] . La dirección general de la pseudopods fue paralelo a la superficie de la cápsula tumoral. Localización inmunohistoquímica de CD-31, utilizado como un marcador específico del endotelio de los vasos sanguíneos, demuestra una reacción positiva de pseudopods (Fig. 1D]. Las áreas de necrosis tumoral se observaron por debajo de la zona subcortical (Fig. 1E & F]. Inmunohistoquímica localización factor inducible de hipoxia 1 - α (HIF) revela subcortical la zona del tumor para contener HIF positivo mientras que el tumor de células de la cápsula, corteza y áreas necróticas del tumor demostrar ninguna evidencia de HIF. Así, las zonas que se encuentran HIF positivos fueron enriquecidos en pseudopods endotelial.

Ocular red interceptar conteo se utilizó para cuantificar la vascularización del tumor en 8 μ m de espesor PAS manchadas histológicos de los tumores. Los números de red intercepta ocular se anotó más de: 1.) Vasos sanguíneos y capilares, 2.) Endoteliales pseudopods y 3.) Zonas con ninguna indicación de estas estructuras. Este método ha demostrado ser una útil medida de la densidad de volumen ocupado por las estructuras reconocibles. Los resultados de la puntuación de los vasos sanguíneos y de pseudopods endotelial en la regiones subcorticales de los tumores se resumen en la Fig. 2. Como se ilustra en la Fig. 2, hubo significativamente menos pseudopod volumen en la densidad cortical versus subcortical la región del tumor.

¿Puede la observación de las células endoteliales PAS positivo pseudopods ser generalizadas a los humanos cáncer de mama biopsia quirúrgica especímenes? Para abordar esta cuestión, a partir del 15 de especímenes de pacientes con cáncer de mama, obtenido de la Universidad de Texas Health Science Center en San Antonio, Departamento de Patología, se examinaron. De estos 15 pacientes, nueve fueron diagnosticadas con carcinoma ductal intraductal confinamiento, o "DCIC". Mostraron multilayering Aunque cinco de las células cancerosas dentro de los conductos, ninguno mostró evidencia de pseudopods endoteliales dentro de esta población de células de cáncer. Siete de las biopsias fueron diagnosticados como carcinoma ductal invasivo, o "IDS." Seis de los siete IDS mostraron evidencia de pseudopods endotelial, pero en menor medida que en la MDA MB231 humanos cáncer de mama tumor utilizados en el presente estudio. Dos IDS tumor había especímenes visible regiones de la necrosis. La región del tumor necrosis adyacentes a estas regiones más pseudopods que había visto en otras partes del tumor. Así, PAS positivo de células endoteliales pseudopods eran comúnmente presentes en el IDS especímenes humanos.

Discusión

El PAS manchadas histológicos de los tumores son útiles para la identificación del patrón espacial de la vascularización tumoral. No sólo podría vasos sanguíneos y capilares ser identificado en el tumor, pero numerosos pseudopods También se observaron brotes de capilares. La reacción positiva a la unidad CD-31 endotelial marcador confirmó que el PAS manchadas estructuras fueron los vasos sanguíneos, los capilares y las células endoteliales pseudopods de origen. Figura 3 es un dibujo que se resume la distribución observada de los vasos sanguíneos y las células endoteliales pseudopods. Tumores mayor que 35 mm 3 reveló distintas zonas de tejido necrótico y viable. Un área viable de células tumorales se observó debajo de la cápsula tumoral vascularizada. La superficie de las células tumorales viables había dos subdivisiones. Las áreas corticales del tumor dentro de los 100 a 150 micrones de la cápsula tumoral no era bien vascularizada y había pocos endotelial pseudopods subcortical mientras que el área más allá de 100 a 150 micrones de la cápsula tumoral había vasos sanguíneos y había muchos más pseudopods endotelial. Aún más por debajo de la cápsula tumoral, en las áreas de necrosis tumoral, no había pruebas de los vasos sanguíneos, o endoteliales capilares pseudopods.

La localización de HIF observados en los tumores por inmunohistoquímica ayuda a explicar el patrón vascular de los tumores encapsulados. El HIF reactividad positiva en el tumor localizado en los áreas subcorticales del tumor en la misma zona han encontrado a la mayoría de las células endoteliales pseudopods (Fig. 2]. Estos hallazgos sugieren que esta zona subcortical de la hipoxia tumoral es angiogénesis y está produciendo factores de crecimiento, que a su vez actúa en las células endoteliales de acogida de brotar pseudopods. Brotes de células endoteliales cultivadas en respuesta a factores de crecimiento endotelial vascular ha informado [6]. En el mismo informe, Feraud et al. Angiostatic demostrado que varios agentes pueden inhibir la brotación de este células endoteliales. La presencia de estructuras pseudopodial como viable en zonas de un tumor inmediatamente adyacentes a las áreas necróticas del tumor se ha informado anteriormente [7]. La falta de HIF reactividad debajo de la cápsula bien vascularizada tumor en la zona de la corteza cortical sugiere esta zona no es de hipoxia y que no necesitan de un amplio vasculatura. Aparentemente, la tinción de PAS pseudopods de células endoteliales en los tumores da cuantificables sobre la información espacial en donde el tumor que HIF y factores de crecimiento endotelial vascular se encuentran.

Materiales y Métodos

La relación pormenorizada de los materiales y los métodos utilizados en este estudio ha sido publicado en otra parte [8]. Por lo tanto, sólo se ofrece un resumen aquí. Quince de 6 semanas de edad athymic nude mice donde alimentados AIN-76 semipurified dieta alterada a contener un 10% de aceite de maíz. Dos millones de células humanas de cáncer de mama fueron inoculadas en la almohadilla de grasa mamaria inguinal de cada ratón. Una vez que el tumor ha crecido hasta superar los 35 mm 3 los ratones fueron sacrificados por la inyección de un ketamina / rompun anestesia suministrada por la Universidad de Texas Health Science Center en San Antonio veterinario de animales de laboratorio, y luego cervically dislocada y exsanguinated por punción cardiaca. Los tumores fueron removidos y fijados en Omni Fix II (Mt Vernon, NY), deshidratados e incluidos en parafina, seccionadas en 4 u 8 μ m de espesor, montadas sobre portaobjetos, deparaffinized, y teñidas con H & E, o con ácido periódico de Schiff ( PAS). Adicional diapositivas fueron teñidas con los marcadores inmunohistoquímicos de las células endoteliales, CD-31 (PECAM-1, PharMingen) o por hipoxia-inducible factor 1-alfa (# OSA-601, Stressgen). La cuantificación del volumen de densidad de las células endoteliales pseudopods se hizo en el 8 μ m de espesor PAS manchadas histológicos de los tumores utilizando el número de cuenta de la línea de la cuadrícula, intercepta ocular.

Archivado biopsias quirúrgicas que se había fijado en formol al 10% neutralizado fueron deshidratados e incluidos en parafina. Secciones histológicas de las muestras fueron teñidas con H & E para la rutina de examen histopatológico o con PAS para evaluar las células endoteliales pseudopod distribución.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por el fondo de LSU 44096, NIH subvención CA7553, y EMF Therapeutics, Inc