نموذج فأر ورم غرفة النافذة الظهرية لفحص مجهري داخل الجسم وتصوير بالرنين المغناطيسي في أبحاث السرطان الانتقالية

Summary

تواجه ترجمة نتائج الفحص المجهري داخل الجسم تحديا من خلال اختراقه الضحل للعمق في الأنسجة. هنا نصف نموذج فأر غرفة النافذة الظهرية الذي يتيح التسجيل المشترك للفحص المجهري داخل الجسم وطرق التصوير المطبقة سريريا (على سبيل المثال ، التصوير المقطعي المحوسب ، التصوير بالرنين المغناطيسي) للارتباط المكاني المباشر ، مما قد يؤدي إلى تبسيط الترجمة السريرية لنتائج الفحص المجهري داخل الجسم.

Abstract

أثبت التصوير قبل السريري داخل الجسم مثل الفحص المجهري والتصوير المقطعي للتماسك البصري أنه أدوات قيمة في أبحاث السرطان لتصور البيئة المكروية للورم واستجابته للعلاج. تتميز طرق التصوير هذه بدقة مقياس ميكرون ولكن استخدامها محدود في العيادة بسبب عمق اختراقها الضحل في الأنسجة. تتمتع طرق التصوير الأكثر قابلية للتطبيق سريريا مثل التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني بعمق اختراق أكبر بكثير ولكن لها دقة مكانية أقل نسبيا (مقياس مم).

لترجمة نتائج التصوير داخل الجسم قبل السريري إلى العيادة ، يجب تطوير طرق جديدة لسد هذه الفجوة في الدقة الدقيقة إلى الكلية . هنا نصف نموذج فأر ورم غرفة النافذة الظهرية المصممة لتمكين التصوير قبل السريري داخل الجسم والقابل للتطبيق سريريا (CT و MR) في نفس ، ومنصة تحليل الصور التي تربط بين هاتين الطريقتين المختلفتين للتصور. الأهم من ذلك ، أن نهج غرفة النافذة الموصوف يتيح تسجيل طرق التصوير المختلفة في 3D باستخدام علامات إيمانية على غرفة النافذة للتوافق المكاني المباشر. يمكن استخدام هذا النموذج للتحقق من صحة طرق التصوير السريري الحالية ، وكذلك لتطوير طرق جديدة من خلال الارتباط المباشر مع "الحقيقة الأساسية" النتائج عالية الدقة داخل الجسم.

أخيرا ، يمكن مراقبة استجابة الورم لمختلف العلاجات - العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي والعلاج الضوئي الديناميكي - طوليا باستخدام هذه المنهجية باستخدام طرق التصوير قبل السريرية والقابلة للتطبيق سريريا. وبالتالي يمكن استخدام نموذج فأر الورم في غرفة النافذة الظهرية ومنصات التصوير الموصوفة هنا في مجموعة متنوعة من دراسات أبحاث السرطان ، على سبيل المثال ، في ترجمة نتائج الفحص المجهري داخل الجسم قبل السريري إلى طرق تصوير أكثر قابلية للتطبيق سريريا مثل التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي.

Introduction

يعد الأوعية الدموية الدقيقة للورم مكونا مهما في البيئة المكروية للورم التي يمكن أن تكون هدفا للعلاج ومحددا للاستجابة للعلاج. في الإعداد قبل السريري ، تتم دراسة الأوعية الدموية الدقيقة عادة باستخدام الفحص المجهري داخل الجسم في النماذج الحيوانية لغرفة النافذة التقويمية أو غير المتجانسة^1،2. هذا له العديد من المزايا على الدراسات النسيجية حيث يتم التصوير في الأنسجة الحية ويمكن مراقبة الورم طوليا على مدى عدة أسابيع أو حتى^{أشهر 2,3}. يمكن لهذه الدراسات الاستفادة من قدرات التصوير عالية الدقة للفحص المجهري داخل الجسم لدراسة توصيل العلاجات إلى الورم

Protocol

تم تنفيذ جميع الإجراءات الحيوانية وفقا لدليل رعاية واستخدام التجارب الذي وضعه المجلس الكندي لرعاية. تم إجراء التجارب وفقا لبروتوكول معتمد من قبل لجنة رعاية واستخدام المؤسسية التابعة لشبكة الصحة الجامعية في تورنتو ، كندا.

1. معلم تلقيح الورم

ملاحظة: يشير "المعلم" إلى عملية وضع علامات على جلد الفأر للإشارة إلى المكان الذي يجب حقن الخلايا السرطانية فيه لتحسين وضع DSFC. يجب أن يتم إجراء هذا المعلمة في نفس اليوم أو 1 يوم قبل التلقيح. NOD نقص المناعة. تم استخدام الفأر الأنثوي Cg-Rag1tm1Mom Il2rgtm1Wjl / SzJ (NRG) لهذا العمل.

1. تخدير الماوس باستخدام 5٪ إيزوفلوران للحث و 2٪ إيزوفلوران للصيانة (مع....

النتائج

تم إجراء التصوير المقطعي للتماسك البصري لتباين البقع (svOCT) للحصول على صور الأوعية الدموية الدقيقة ثلاثية الأبعاد لمجال الرؤية (FOV) (6 × 6 مم² الجانبي × عمق 1 مم). للحصول على هذه الصور ، تم استخدام نظام OCT المصدر الموصوف سابقا على أساس مقياس التداخل التربيعي²³. تم الحصول على صور .......

Discussion

في هذا العمل ، قمنا بتطوير سير عمل لإجراء كل من الفحص المجهري داخل الجسم والتصوير المطبق سريريا (CT و MRI و PET) في نفس. وقد تم ذلك بهدف ترجمة نتائج الفحص المجهري قبل السريري إلى العيادة من خلال الارتباط المباشر للفحص المجهري داخل الجسم مع طرق التصوير السريري مثل التصوير بالرنين المغناطيسي. على .......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cell Culture Materials
BxPC-3 Human Pancreatic Cancer Cells	ATCC (American Type Culture Collection)	CRL-1687
Corning Matrigel Basement Membrane Matrix, LDEV-free, 10 mL	Corning	354234
Corning Stripettor Ultra Pipet Controller	Corning	07-202-350
Dulbecco Phospphate buffered saline without Calcium, Magnesium, or phenol red, 500 mL	Gibco	14190144
Fetal Bovine Serum (Canada), 500 mL	Sigma-Aldrich	F1051-500ML
Penicillin-Streptomycin 100x (liquid,stabilized, sterile-filtered, cell culture tested)	Sigma-Aldrich	P4333-100ML
RPMI Medium 1640 (1x), liquid; with L-Glutamine, 500 mL	Gibco	11875093
TrypLE Express Enzyme, 500 mL	Gibco	12605028
Window Chamber Materials
12 mm Glass Coverslip	Harvard Apparatus	CS-12R No. 1.5
Connex 500 3D Printer	Stratasys	N/A
Biocompatible clear MED610 resin	Stratasys	RGD810
Loctite AA 3105 UV curable glue	Loctite	LCT1214249
Window chamber back frame	Trimech Inc	N/A
Window chamber fiducial marker	Trimech Inc	N/A
Window Chamber front frame	Trimech Inc	N/A
Window chamber support clip	Trimech Inc	N/A
inoculation and Surgery Materials
BD SafetyGlide Insulin Syringes with Permanently Attached Needles, 0.5 mL, 29 G x 1/2"	BD	CABD305932
Betadine Solution	Betadine	AP-B002C2R98U
Cidex OPA 14 Day Solution 3.8 L	ASP	JOH20394
Disposable Surgical Underpads 23 inch x 24 inch	Kendall	7134
Eye lubricant	Optixcare	50-218-8442
Hair removal cream	Nair	‎061700222611
Halstead Hemostatic Forceps	Almedic	7742-A12-150
Heating pad	Sunbeam	B086MCN59R
Iris Scissors	Almedic	7601-A8-690
Isoflurane	Sigma	792632
Metacam	Boehringer Ingelheim Animal Health USA Inc	NDC 0010-6015-03
NOD.Cg-Rag1tm1Mom Il2rgtm1Wjl/SzJ mouse	the Jackson laboratory	7799
Peanut Clipper & Trimmer	Wahl	8655-200
SOFSILK Nonabsorbable Surgical Suture #5-0 with 3/8" Taper point needle (17 mm) (Wax Coated,Braided Black Silk, Sterile)	Syneture	VS880
Splinter Forceps	Almedic	7725-A10-634
MR Imaging
3D printed window chamber immobilization device.			custom 3D printed, refer to figure 3 for details.
Convection heating device	3M Bair Hugger	70200791401
Drug injection system	Harvard Apparatus	PY2 70-2131	PHD 22/2200 MRI compatible Syringe Pump
Gadovist 1.0	Bayer	2241089
Respiratory monitoring system	SAII	Model 1030	MR-compatible monitoring and gating system for small animals.
Tail vein catheter (27 G 0.5" )	Terumo Medical Corp	15253
Optical Imaging
3D printed imaging stage			Custom 3D printed, refer to supplementary figure 3 for details.
12 V 7 W Flexible Polyimide Heater Plate Thin Adhesive PI Heating Film 25 mm x 50 mm	BANRIA	B09X16XCVS	Heating element used for mouse body temeprature regulation.
DC power supply	BK Precission	1761	Used to power the heating element.
Leica MZ FLIII	Leica Microsystems	15209
svOCT imaging system			In-house made imaging system. Details can be found in reference 23.
Software
MATLAB Software	MathWorks	R2020A