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* Estos autores han contribuido por igual
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.
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.
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....
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....
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.......
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
Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.
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....
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 |
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