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En este artículo

  • Resumen
  • Resumen
  • Introducción
  • Protocolo
  • Resultados Representativos
  • Discusión
  • Divulgaciones
  • Agradecimientos
  • Materiales
  • Referencias
  • Reimpresiones y Permisos

Resumen

La traslación de los hallazgos de la microscopía intravital se ve desafiada por su poca profundidad de penetración en el tejido. Aquí describimos un modelo de ratón de cámara de ventana dorsal que permite el registro conjunto de la microscopía intravital y las modalidades de imagen clínicamente aplicables (p. ej., TC, RM) para la correlación espacial directa, lo que podría agilizar la traducción clínica de los hallazgos de la microscopía intravital.

Resumen

Las imágenes intravitales preclínicas, como la microscopía y la tomografía de coherencia óptica, han demostrado ser herramientas valiosas en la investigación del cáncer para visualizar el microambiente tumoral y su respuesta al tratamiento. Estas modalidades de imagen tienen una resolución a escala micrométrica, pero tienen un uso limitado en la clínica debido a su poca profundidad de penetración en el tejido. Las modalidades de imagen más clínicamente aplicables, como la TC, la RMN y la PET, tienen una profundidad de penetración mucho mayor, pero tienen una resolución espacial (escala mm) comparativamente más baja.

Para trasladar los hallazgos de las imágenes intravitales preclínicas a la clínica, se deben desarrollar nuevos métodos para cerrar esta brecha de resolución entre lo micro y lo macro . Aquí describimos un modelo de ratón tumoral con cámara de ventana de pliegue cutáneo dorsal diseñado para permitir la obtención de imágenes preclínicas intravitales y clínicamente aplicables (TC y RM) en el mismo animal, y la plataforma de análisis de imágenes que vincula estos dos métodos de visualización dispares. Es importante destacar que el enfoque de cámara de ventana descrito permite que las diferentes modalidades de imagen se registren conjuntamente en 3D utilizando marcadores de referencia en la cámara de ventana para una concordancia espacial directa. Este modelo se puede utilizar para la validación de los métodos de imagen clínica existentes, así como para el desarrollo de otros nuevos a través de la correlación directa con los hallazgos intravitales de alta resolución "ground truth".

Por último, la respuesta tumoral a diversos tratamientos -quimioterapia, radioterapia, terapia fotodinámica- puede monitorizarse longitudinalmente con esta metodología utilizando modalidades de imagen preclínicas y clínicamente aplicables. Por lo tanto, el modelo de ratón tumoral con cámara de ventana de pliegue cutáneo dorsal y las plataformas de imágenes descritas aquí se pueden utilizar en una variedad de estudios de investigación sobre el cáncer, por ejemplo, para traducir los hallazgos de microscopía intravital preclínica a modalidades de imagen más aplicables clínicamente, como la TC o la RMN.

Introducción

La microvasculatura tumoral es un componente importante del microambiente tumoral que puede ser un objetivo para el tratamiento y un determinante de la respuesta al tratamiento. En el ámbito preclínico, la microvasculatura se estudia típicamente mediante microscopía intravital en modelos animales de cámara de ventana ortotópicos o heterotópicos 1,2. Esto tiene varias ventajas sobre los estudios histológicos, ya que las imágenes se realizan en tejidos vivos y el tumor puede ser monitoreado longitudinalmente durante varias semanas o incluso meses 2,3. Es....

Protocolo

Todos los procedimientos con animales se realizaron de acuerdo con la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Experimentación, establecida por el Consejo Canadiense de Cuidado Animal. Los experimentos se realizaron de acuerdo con un protocolo aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Red Universitaria de Salud en Toronto, Canadá.

1. Hito de la inoculación tumoral

NOTA: "Landmarking" se refiere al proceso de marcar la piel del ratón para indicar dónde se deben inyectar las células tumorales para optimizar la colocación de DSFC. Este procedimiento de marcación debe rea....

Resultados Representativos

Se realizó una tomografía de coherencia óptica de varianza moteada (svOCT) para obtener imágenes microvasculares 3D de gran campo de visión (FOV) (6 x 6 mm,2 laterales x 1 mm de profundidad). Para la obtención de estas imágenes, se utilizó un sistema OCT de fuente de barrido previamente descrito, basado en un interferómetro de cuadratura23 23. Las imágenes de OCT se adquirieron uniendo dos escaneos FOV de 3 x 6 mm2 adyacentes lateralmente. Cada B-scan constó de 400.......

Discusión

En este trabajo, hemos desarrollado un flujo de trabajo para realizar tanto microscopía intravital como imágenes clínicamente aplicables (TC, RM y PET) en el mismo animal. Esto se hizo con el objetivo de trasladar los hallazgos de la microscopía preclínica a la clínica mediante la correlación directa de la microscopía intravital con modalidades de imagen clínica como la resonancia magnética. Aunque los diseños convencionales de DSFC están hechos de metal 2,3

Divulgaciones

Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.

Agradecimientos

Agradecemos a la Dra. Carla Calçada (becaria postdoctoral, Princess Margaret Cancer Centre) y al Dr. Timothy Samuel (estudiante de doctorado, Princess Margaret Cancer Centre) por su ayuda con el cultivo de células tumorales y el desarrollo del protocolo de inoculación. La Dra. Kathleen Ma, la Dra. Anna Pietraszek y la Dra. Alyssa Goldstein (Centro de Investigación Animal, Centro Oncológico Princesa Margarita) ayudaron con el desarrollo del protocolo quirúrgico. Jacob Broske (tecnólogo de ingeniería médica, Princess Margaret Cancer Centre) y Wayne Keller (ejecutivo de clientes de hardware, Javelin Technologies, una empresa del grupo TriMech) imprimieron en 3D las cámar....

Materiales

NameCompanyCatalog NumberComments
Cell Culture Materials
BxPC-3 Human Pancreatic Cancer CellsATCC (American Type Culture Collection)CRL-1687
Corning Matrigel Basement Membrane Matrix, LDEV-free, 10 mLCorning354234
Corning Stripettor Ultra Pipet ControllerCorning07-202-350
Dulbecco Phospphate buffered saline without Calcium, Magnesium, or phenol red, 500 mLGibco14190144
Fetal Bovine Serum (Canada), 500 mLSigma-AldrichF1051-500ML
Penicillin-Streptomycin 100x (liquid,stabilized, sterile-filtered, cell culture tested)Sigma-AldrichP4333-100ML
RPMI Medium 1640 (1x), liquid; with L-Glutamine, 500 mLGibco11875093
TrypLE Express Enzyme, 500 mLGibco12605028
Window Chamber Materials
12 mm Glass CoverslipHarvard Apparatus  CS-12R No. 1.5
Connex 500 3D PrinterStratasysN/A
Biocompatible clear MED610 resinStratasys RGD810
Loctite AA 3105 UV curable glueLoctiteLCT1214249
Window chamber back frameTrimech IncN/A
Window chamber fiducial markerTrimech IncN/A
Window Chamber front frameTrimech IncN/A
Window chamber support clipTrimech IncN/A
inoculation and Surgery Materials
BD SafetyGlide Insulin Syringes with Permanently Attached Needles, 0.5 mL, 29 G x 1/2"BDCABD305932
Betadine SolutionBetadineAP-B002C2R98U
Cidex OPA 14 Day Solution 3.8 LASPJOH20394
Disposable Surgical Underpads 23 inch x 24 inchKendall7134
Eye lubricant  Optixcare50-218-8442
Hair removal creamNair‎061700222611
Halstead Hemostatic ForcepsAlmedic7742-A12-150
Heating padSunbeam B086MCN59R
Iris ScissorsAlmedic7601-A8-690
IsofluraneSigma792632
Metacam Boehringer Ingelheim Animal Health USA IncNDC 0010-6015-03
NOD.Cg-Rag1tm1Mom Il2rgtm1Wjl/SzJ mousethe Jackson laboratory7799
Peanut Clipper & TrimmerWahl8655-200
 SOFSILK Nonabsorbable Surgical Suture #5-0 with 3/8" Taper point needle (17 mm) (Wax Coated,Braided Black Silk, Sterile)  Syneture  VS880
Splinter ForcepsAlmedic7725-A10-634
MR Imaging
3D printed window chamber immobilization device.custom 3D printed, refer to figure 3 for details.
Convection heating device3M Bair Hugger70200791401
Drug injection systemHarvard Apparatus  PY2 70-2131PHD 22/2200 MRI compatible Syringe Pump
Gadovist 1.0Bayer2241089
Respiratory monitoring systemSAIIModel 1030MR-compatible monitoring and gating system for small animals.
Tail vein catheter (27 G 0.5" )Terumo Medical Corp15253
Optical Imaging
3D printed imaging stageCustom 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 mmBANRIA B09X16XCVSHeating element used for mouse body temeprature regulation.
DC power supplyBK Precission1761Used to power the heating element.
Leica MZ FLIIILeica Microsystems15209
svOCT imaging systemIn-house made imaging system. Details can be found in reference 23.
Software
MATLAB SoftwareMathWorksR2020A

Referencias

  1. Fukumura, D., Duda, D. G., Munn, L. L., Jain, R. K. Tumor microvasculature and microenvironment: Novel insights through intravital imaging in pre-clinical models. Microcirculation. 17 (3), 206-225 (2010).
  2. Demidov, V., et al.

Reimpresiones y Permisos

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Palabras clave C mara de ventana del pliegue cut neo dorsalMicroscop a intravitalResonancia magn ticaInvestigaci n traslacional del c ncerIm genes precl nicasMicroambiente tumoralIm genes multimodalesTCPETRegistro de im genesSeguimiento del tratamiento

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