A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
גליובלסטומה היא צורה הרסנית של סרטן מוח ראשוני, וטיפול תרמי אינטרסטיציאלי בלייזר מתגלה כחלופה מבטיחה לכריתה כירורגית קונבנציונלית לגליובלסטומה שאינה ניתנת לניתוח. פרוטוקול זה מתאר מודל עכבר פרה-קליני אופטימלי שניתן להשתמש בו כדי לחקור את השפעות הטיפול או טיפולים משלימים וקומבינטוריים.
גליובלסטומה (GB), הצורה האגרסיבית ביותר של סרטן מוח ראשוני, מהווה כמחצית מכל גידולי המוח הראשוניים בדרגה גבוהה במבוגרים ואין לה תרופה. טיפול תרמי אינטרסטיציאלי בלייזר (LITT) הוא טיפול מאושר על ידי מינהל המזון והתרופות (FDA) ל-GB ומשמש בחולים שאינם מועמדים לכריתה כירורגית קונבנציונלית. בעוד שהיעילות הקלינית של LITT הוכחה, מחקר מעבר למחקרי מקרה קליניים וסדרות מקרים מוגבל ומעוכב על ידי היעדר מודל מבוסס של בעלי חיים. פרוטוקול זה משתמש בעכברי C57BL/6 ובקו תאי סרטן גליומה CT2A סינגני כדי לסכם מקרוב את ה-GB האנושי תוך שימוש בלייזר 1064 ננומטר Yttrium Aluminum Garnet (Nd:YAG) מסומם ניאודימיום, כגון המשמש באחת משתי מערכות LITT שאושרו על ידי ה-FDA, המספק רלוונטיות פרה-קלינית מצוינת. הקמתו המוצלחת של מודל עכברי LITT זה תספק פלטפורמה רבת ערך לחקירת המאפיינים הייחודיים של אבלציה של LITT והשפעותיה על מיקרו-סביבת הגידול, מה שעשוי להוביל לאסטרטגיות טיפוליות משופרות.
סרטן הוא גורם המוות המוביל מספר אחת בקנדה. גליובלסטומה (GB), הצורה הנפוצה ביותר של גידול מוח אגרסיבי, מהווה 48% עד 60% מכלל גידולי המוח הראשוניים בדרגה גבוהה במבוגרים1. הפרוגנוזה ל-GB עגומה במיוחד עם הישרדות נטו של 5 שנים של 4.8% עם טיפולים קונבנציונליים, כולל כריתה כירורגית, כימותרפיה והקרנות 1,2.
טיפול תרמי אינטרסטיציאלי בלייזר (LITT) הוא הליך שאושר על ידי ה-FDA באמצעות לייזר לאבלציה היפרתרמית של גידול במקום בחולים עם גידולי מוח שאינם ניתנים לניתוח ומספק אלטרנטיבה טיפולית אטרקטיבית לכריתה כירורגית קונבנציונלית3. עם זאת, חסר מודל עכברי מפורט ומאופיין היטב לטיפול ב-LITT ב-GB, מה שמעכב מחקר פרה-קליני.
פרוטוקול זה נועד להציג מודל עכברים פרה-קליני אופטימלי לטיפול ב-GB עם LITT. בחרנו להשתמש בעכברי C57BL/6 ובקו תאי הגליומה הסינגני CT2A עבור מודל זה בעיקר מכיוון ש-CT2A מסכם מקרוב GB אנושי בדרגה גבוהה עם מאפיינים היסטולוגיים דומים, פולשניות, עמידות לכימותרפיה ולרדיו, ותכונות דמויות גזע עם חידוש עצמי והקמה מחדש של גידולים4. מאפיינים אלה מספקים פלטפורמה מצוינת למגוון מחקרים הכוללים תגובות חיסוניות או אסטרטגיות טיפוליות חדשות. יתר על כן, ההיבטים הטכניים של פרוטוקול LITT זה ניתנים להתאמה בקלות גם למודלים אחרים של עכברי אלוגרפט וקסנוגרפט 4,5,6, שיידונו בהמשך.
היתרונות של פרוטוקול זה כוללים תוצאות עקביות עם פרדיגמת טיפול פשוטה אך יעילה של LITT. לייזר 1064 ננומטר מסומם ניאודימיום איטריום אלומיניום גרנט (Nd:YAG) המשמש זהה לזה המשמש קלינית באחת משתי המערכות המאושרות כיום על ידי ה-FDA, ומאפשר ניסויים המקבילים מאוד ליישום הקליני של LITT לטיפול בגליומה בדרגה גבוהה. החיסרון העיקרי של פרוטוקול זה הוא הזהירות הקיצונית שיש לנקוט הן במהלך השתלת תאי הגידול והן במהלך הטיפול ב-LITT כדי להשיג תוצאות הניתנות לשחזור. בנוסף, בשל האופי האגרסיבי של קו התאים CT2A, הפרוטוקול רגיש מאוד לזמן. רוב הניסויים יצטרכו להסתיים תוך 20 יום לכל היותר, מה שעשוי להגביל את החקירות של תגובות חיסוניות אדפטיביות מסוימות או מנגנונים תאיים ומולקולריים אחרים המתרחשים לאורך זמן ארוך יותר.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אתיקה של בעלי חיים לפרוטוקול זה אושרה על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים באוניברסיטת מניטובה בהתאם להנחיות האתיות שנקבעו על ידי המועצה הקנדית לטיפול בבעלי חיים (CCAC). פרוטוקול זה השתמש בעכברים בעלי יכולת חיסונית C57BL/6 בני 8-12 שבועות וקו תאי גליומה סינגני CT2A למודל פרה-קליני עם מגוון רחב של יישומים, כולל ניסויים המתמקדים בניתוח היסטולוגי, שינויים אימונולוגיים או התערבויות טיפוליות קומבינטוריות. ניתן להתאים את הפרוטוקול בקלות למיני עכברים אחרים או לקווי תאים על סמך דרישות הניסוי.
איור 1: סכימה גרפית של תכנון ניסוי בסיסי. נוצר עם BioRender.com אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
1. הכנת תאים בקצרה (יום 0)
הערה: אם מכונת ספירת תאים אוטומטית אינה זמינה, ניתן לבצע ספירה ידנית באמצעות המוציטומטר.
2. השתלה אורתוטופית (יום 0)
איור 2: איור גרפי של גולגולת עכבר וציוני דרך אנטומיים חשובים עבור ניתוחים סטריאוטקטיים. נוצר עם BioRender.com אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: איור גרפי המציין מיקומים של בורות ומכשירי לייזר. איור המציג את המיקומים היחסיים של ציון הדרך של ברגמה, (A) חור הבור הראשוני עבור סיב הלייזר (A'), ו-(B) חור הבור השני, או המורחב, עבור בדיקת הצמד התרמי (B'). תיאור חתוך של סיבי הלייזר ובדיקות הצמד התרמי מוצג מימין, הממחיש כיצד הבדיקות מיוצבות בקצה סטריאוטקטי עם חורים שנקדחו מראש בגודל ובמרווח הרצויים. נוצר עם BioRender.com אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
3. ניטור עומס הגידול לפני LITT (יום 9)
4. ניתוח LITT (יום 10)
5. הערכה לאחר LITT (יום 11)
6. סיום הלימודים (יום 11/יום 15/יום 20)
7. ניתוח
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ניתן לאפיין השתלת גידול CT2A מוצלחת וטיפולי LITT באמצעות MRI משוקלל T2, כפי שמוצג באיור 4, איור 5 ואיור 6. תמונות MR התקבלו באמצעות מגנט מוליך-על נטול קריוגן 7T עם קדח 17 ס"מ וסליל ראש עכבר ריבועי תוך שימוש בפרמטרי הרצף המתואר?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ישנו גוף ספרות המתרחב במהירות בנוגע ל-LITT; עם זאת, הוא מוגבל בעיקר למחקרי מקרה קליניים אנושיים או לסדרות מקרים. ואכן, הוכחו מספר יתרונות פוטנציאליים ל-LITT, כולל שיעורי סיבוכים ועלויות נמוכים יותר לאחר הניתוח תוך הענקת הישרדות ללא התקדמות דומה 7,8,9,10,11.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אנו אסירי תודה על התמיכה ממונטריס מדיקל, כולל תרומה בעין של ציוד לייזר.
מקורות המימון לפרויקט זה כוללים את המועצה למדעי הטבע וההנדסה של קנדה (NSERC)-Alliance, Mitacs-Accelerate, Research Manitoba-IPOC, המכונים הקנדיים לחקר הבריאות (CIHR) CGS-M, ומלגת בוגר אוניברסיטת מניטובה. קו תאי גליומה CT2A נתרם בנדיבות על ידי ד"ר פיטר פצ'י באוניברסיטת דיוק, דורהאם, קרוליינה הצפונית. ברצוננו גם להודות למעבדת השירות ההיסטולוגיה ולמתקן הליבה להדמיית בעלי חיים קטנים וחומרים באוניברסיטת מניטובה על הסיוע הטכני המצוין שלהם בפרויקט זה.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Absorbion Spears | FST | 18105-01 | Hemostatic sponges. |
Adson tissue forceps | FST | 11006-12 | |
C57BL/6 mice | Jackson Laboratories | Strain #000664 | 6 to 12 week old male and female |
Cotton Tipped Applicators (6") | Electron Microscopy Sciences | 72308 | |
CT2A glioma cell line | Generously donated from Dr. Peter Fecci, Duke University. | ||
Cultrex Reduced Growth Factor Basement Membrane Extract, PathClear | Biotechne, R&D systems | 3433-010-01 | |
DMEM/F-12, HEPES | Gibco, ThermoFisher Scientific | 11330032 | |
Dual-chamber slides | BIO-RAD | 1450003 | |
Eppendorf Safe-Lock Tubes 2.0 mL | Eppendorf | 22363352 | |
Ethyl Alcohol Anhydrous | Greenfield Global | P016EAAN | Dilute to 70% with ddH2O |
Fetal Bovine Serum, qualified, Canada | Gibco, ThermoFisher Scientific | 12483020 | |
Glad Press-n-Seal plastic wrap | Amazon.ca | 12587704417 | |
High speed drill | Kopf Instruments | Model 1474 | |
K & J Thermocouple temerpature meter | Omega | HH509R | |
Metacam (meloxicam) | WDDC | 114424 | |
Microinjection syringe pump | WPI | UMP3T-1 | |
Microliter syringe (700 Series) | Hamilton | 87908 | Custom needles are available. A steep needle bevel helps with precise delivery, and a shorter needle length helps with stability. |
Needle driver/Needle Holder | FST | 12500-12 | A fine tip is most suitable due to the confined working space, but many styles are suitable based on handle preference. |
Opixcare Plus opthalmic ointment | WDDC | 135941 | |
Phosphate Buffered Saline (10x) | Fisher bioreagents | BP399-4 | Dilute to 1x with ddH2O |
Povidone-iodine | ThermoFisher Scientific | 3955-16 | Aliquat into into smaller tubes for use with cotton tipped applicators. |
Saline (normal) | WDDC | 126588 | |
Scalpel, single use (#15 Blade) | Feather | Feather NO15 | |
Scissors, fine surgical | FST | 91460-11 | Fine student scissors, Iris, or Bonn are all suitable. |
Stereotactic frame | Kopf Instruments | Model 940 | With digital display console and mouse nose-cone and ear-bars. |
Stereotactic syringe holder | Kopf Instruments | Model 1772-F | If not using an injection pump. |
Sutures (5-0 monofilament) | Ethicon | MCP463G | Monocryl violet monofilament with reverse cutting tip |
Syringe, 28 G (0.5 mL) | BD | BD 329461 | BD Lo-Dose U-100 Insulin Syringes |
TC20 Automated Cell Counter | BIO-RAD | 1450102 | |
Thermocouple probe, fine diameter (Type K) | Omega | TJM-CA316-IM025G-150 | |
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red | Gibco, ThermoFisher Scientific | 25200072 | |
Vetbond by 3M, veterinary tissue glue | WDDC | 126125 | |
Wahl Peanut Clippers | WDDC/Wahl | 100963 | Also available directly from manufacturer. |
Warming pad | Bensen Medical | 70308/121873 | Any similar item can be used. |
Webcol Alcohol preps | Electron Microscopy Sciences | 71005-20 | Alcohol prep wipe, 2-ply, medium size. |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved