המחברים בחום מודים לד&quot;ר KK Fenrich, ד&quot;ר MC. Amoureux, פ וובר וא &#39;Jaouen לדיונים מועילים; מ &#39;Hocine, ג Meunier, מ&#39; Metwaly, ס &#39;Bensemmane, J. Bonnardel, צוות של מתקן בעלי החיים בIBDML וצוות של פלטפורמת ההדמיה PicSIL בIBDML לקבלת תמיכה טכנית. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהמכון הלאומי du הסרטן (האינקה-DGOS-INSERM6038) לGR, סוכנות הידיעות Nationale de la משוכלל ונדיר (ANR JCJC PathoVisu3Dyn), הפדרציה לשפוך la משוכלל ונדיר sur le Cerveau (FRC) לFD, על ידי מלגות מהפדרציה דה לה משוכלל ונדיר Médicale וCancéropole PACA לCR.

<ol>
	<li>DeAngelis, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+tumors.">Brain tumors.</a> N Engl J Med. 344, 114-123 (2001).</li><li>Ricard, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primary+brain+tumours+in+adults.">Primary brain tumours in adults.</a> Lancet. 379, 1984-1996 (2012).</li><li>Prados, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+III+randomized+study+of+radiotherapy+plus+procarbazine,+lomustine,+and+vincristine+with+or+without+BUdR+for+treatment+of+anaplastic+astrocytoma:+final+report+of+RTOG+9404.">Phase III randomized study of radiotherapy plus procarbazine, lomustine, and vincristine with or without BUdR for treatment of anaplastic astrocytoma: final report of RTOG 9404.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 58, 1147-1152 (2004).</li><li>Piao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glioblastoma+resistance+to+anti-VEGF+therapy+is+associated+with+myeloid+cell+infiltration,+stem+cell+accumulation,+and+a+mesenchymal+phenotype.">Glioblastoma resistance to anti-VEGF therapy is associated with myeloid cell infiltration, stem cell accumulation, and a mesenchymal phenotype.</a> Neuro Oncol. 14, 1379-1392 (2012).</li><li>Zhai, H., Heppner, F. L., Tsirka, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglia/macrophages+promote+glioma+progression.">Microglia/macrophages promote glioma progression.</a> Glia. 59, 472-485 (2011).</li><li>Studwell, A. J., Kotton, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+shift+from+cell+cultures+to+creatures:+in+vivo+imaging+of+small+animals+in+experimental+regenerative+medicine.">A shift from cell cultures to creatures: in vivo imaging of small animals in experimental regenerative medicine.</a> Mol Ther. 19, 1933-1941 (2011).</li><li>Ustione, A., Piston, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+introduction+to+multiphoton+microscopy.">A simple introduction to multiphoton microscopy.</a> J Microsc. 243, 221-226 (2011).</li><li>Ricard, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-term+effects+of+synchrotron+irradiation+on+vasculature+and+tissue+in+healthy+mouse+brain.">Short-term effects of synchrotron irradiation on vasculature and tissue in healthy mouse brain.</a> J Synchrotron Radiat. 16, 477-483 (2009).</li><li>von Baumgarten, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bevacizumab+has+differential+and+dose-dependent+effects+on+glioma+blood+vessels+and+tumor+cells.">Bevacizumab has differential and dose-dependent effects on glioma blood vessels and tumor cells.</a> Clin Cancer Res. 17, 6192-6205 (2011).</li><li>Helmchen, F., Denk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+tissue+two-photon+microscopy.">Deep tissue two-photon microscopy.</a> Nat Methods. 2, 932-940 (2005).</li><li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+craniotomy+surgery+procedure+for+chronic+brain+imaging.">A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging.</a> J Vis Exp. , 680 (2008).</li><li>Lathia, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+in+vivo+evidence+for+tumor+propagation+by+glioblastoma+cancer+stem+cells.">Direct in vivo evidence for tumor propagation by glioblastoma cancer stem cells.</a> PLoS One. 6, (2011).</li><li>Madden, K. S., Zettel, M. L., Majewska, A. K., Brown, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+tumor+imaging:+live+imaging+of+glioma+by+two-photon+microscopy.">Brain tumor imaging: live imaging of glioma by two-photon microscopy.</a> Cold Spring Harb Protoc. 2013, (2013).</li><li>Winkler, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+glioma+cell+invasion+in+vivo+reveals+mechanisms+of+dissemination+and+peritumoral+angiogenesis.">Imaging glioma cell invasion in vivo reveals mechanisms of dissemination and peritumoral angiogenesis.</a> Glia. 57, 1306-1315 (2009).</li><li>Newcomb, E., Zagzag, D., Van Meir, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+12.">Ch. 12.</a> CNS Cancer, Cancer Drug Discovery and Development. , 227-241 (2009).</li><li>Ulrich, T. A., de Juan Pardo, E. M., Kumar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanical+rigidity+of+the+extracellular+matrix+regulates+the+structure,+motility,+and+proliferation+of+glioma+cells.">The mechanical rigidity of the extracellular matrix regulates the structure, motility, and proliferation of glioma cells.</a> Cancer Res. 69, 4167-4174 (2009).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

גישה זו מאפשרת השימוש בשיטות הדמיה אופטיות כדי לפקח על ימים ושבועות הצמיחה של גליומה המושתלת orthotopically. בעלי החיים זהים בהמשך יכולים להיות נתונה לכמעט כל שיטת הדמיה מוחית במהלך הפתולוגיה; עדיין ההכנה הספציפית במיקרוסקופ שני פוטונים מציעה הזדמנות הייחודית להשיג רזולו...

multiforme glioblastoma מופיע כצורה האגרסיבית ביותר של גידול במוח במבוגרים עם חציון הישרדות של 12 חודשים ושיעור הישרדות לאחר 5 שנים של 5%. ניהול קליני מסתמך על ניתוח, הקרנות וכימותרפיה משמשת לעתים קרובות בשילוב. עם זאת, ההשפעות של טיפולים אלה יישארו פליאטיבי 1-3. עד כה, רוב מחקרי נוירו אונקולוגיה מסתמכים על טכניקות כי הם רק מסוגלים לספק תצוגה סטטית ובוצעו על קבוצות גדולות של בעלי חיים הנושאים גידול הקריבו בזמן נקודות שונות (ראה, למשל, 4,5). הפיתוח האחרון של שיטות מעקב המבוססים על ההדמיה intravital מאפשר לימוד צמיחת גליומה ויחסי הגומלין בין תאים סרטניים והמיקרו pathophysiological על אותו בעלי החיים לאורך זמן. זו פותחת את הדרך ליצירה בלעדית של מידע שהייתה בלתי ניתן להשגה עד כה 6. בעלי חיים מהונדסים מבטא תגי ניאון בתאים של עניין עשויים להיות שימושד ללמוד אינטראקציות ספציפיות בין תאים סרטניים ותאי עצב לדוגמא במאמר זה. במהלך העשור האחרון, שני הפוטונים במיקרוסקופ intravital 7 הפך לסטנדרטי במחקרי נוירו אונקולוגיה בסיסיים וניסויים פרה 8,9 ביכולתה לבצע תצפית intravital עמוקה של מוח עכבר זהב (&gt; 500 מיקרומטר מתחת הדורה מאטר-) עם רזולוציה מרחבית micrometric 10. באמצעות מיקרוסקופ שני פוטונים intravital עם מודלים של בעלי החיים orthotopical המושתלים עם חלון גולגולתי כרוני 11, ניתן לעקוב אחר התקדמות גידול לאורך זמן באותו 9,12 עכבר. אחד החסרונות העיקריים של מודלים של בעלי החיים שפורסמו בעבר אלה הוא, עם זאת, הם לא מחקים את המגבלות פיזיות הקובעים את צמיחת גידול כדורה מאטר, אינו אטום לאחר ההזרקה של ההשעיה תא 9,13,14. תאי גליומה עלולים לדלוף בחלל extradural הפיכת מודל גליומה orthotopic לאחד heterotopic. מודל החיה המוצג כאן מורכב בהזרקה של אליפטית של תאי גליומה ניאון בקליפת המוח בעומק של 200 מיקרומטר ואחרי האיטום של הדורה מאטר, עם ג&#39;ל, חמי חרוז dextran צולבים ודבק histo התואם . צמיחת הגידול מכן הוגבלה לparenchyma המוח ששומר על מגבלות פיזיות pathophysiological. חלון זכוכית כרונית המושתל מעל לגידול מאפשר גישה אופטית קלה עבור שני הפוטונים במיקרוסקופ intravital. שימוש בבעלי חיים מהונדסים מבטא תגי ניאון בתאים של עניין זה ניתן לבצע מעקב של צמיחת גליומה לאורך זמן וללמוד את האינטראקציה שלה עם microenvironment (כאן עם נוירונים וכלי דם מודגשים עם dextrans ניאון).

<table><tbody><tr><td>Drill</td><td>Dremel (Germany)</td><td>398</td><td>any high quality surgical bone drill would suffice</td></tr><tr><td>Drill burr (#1/4 Carbide Round Burr)</td><td>World Precision Instruments (USA)</td><td>501860 (#1/4)</td><td>also sold by Harvard Apparatus</td></tr><tr><td>Tissue scissors</td><td>World Precision Instruments (USA)</td><td>14395</td><td></td></tr><tr><td>Dumont tweezers M5S</td><td>World Precision Instruments (USA)</td><td>501764</td><td></td></tr><tr><td>Dental cement</td><td>GACD (USA)</td><td>12-565 &amp;amp; 12-568</td><td></td></tr><tr><td>Cyanoacrylate</td><td>Eleco-EFD (France)</td><td>Cyanolit 201</td><td></td></tr><tr><td>Glass capillaries without filament</td><td>Clark Electromedical Instruments (UK)</td><td>GC100-15</td><td></td></tr><tr><td>Microliter syringe (25 &amp;micro;l)</td><td>Hamilton (USA)</td><td>702</td><td></td></tr><tr><td>Micromanipulator</td><td>World Precision Instruments (USA)</td><td>Kite-R</td><td></td></tr><tr><td>T derivation (3-way stopcock - Luer lock)</td><td>World Precision Instruments (USA)</td><td>14035-10</td><td></td></tr><tr><td>Stereotactic frame (mouse adaptor)</td><td>World Precision Instruments (USA)</td><td>502063</td><td></td></tr><tr><td>Glass coverslips</td><td>Warner Instruments (USA)</td><td>CS-5R (64-0700)</td><td></td></tr><tr><td>Cross-linked dextran gel (Sephadex) G50 Coarse 100-300 &amp;micro;m beads</td><td>Available from various suppliers including Sigma (Germany)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eye ointment</td><td>TVM (France)</td><td>Ocry-gel</td><td></td></tr><tr><td>Fluorescence macroscope</td><td>Leica MZFLIII (Germany)</td><td></td><td>also sold by other companies</td></tr><tr><td>Two-photon microscope</td><td>Zeiss LSM 7MP (Germany)</td><td></td><td>also sold by other companies (Nikon, &amp;hellip;)</td></tr><tr><td>Infrared tunable femtosecond laser (Ma&amp;iuml;-Ta&amp;iuml;)</td><td>Spectra Physics (USA)</td><td></td><td>also sold by other companies</td></tr></tbody></table>

an orthotopic glioblastoma mouse model maintaining brain parenchymal physical constraints and suitable for intravital two-photon microscopy

multiforme glioblastoma (GBM) הוא הצורה האגרסיבית ביותר של גידולים במוח ללא טיפולים מרפאים זמינים עד כה. מודלים Murine של פתולוגיה זו מסתמכים על הזריקה של השעיה של תאי גליומה לתוך המוח parenchyma הבא חתך של הדורה-מאטר. ואילו התאים צריכים להיות מוזרקים באופן שטחי להיות נגיש לשני הפוטונים במיקרוסקופ intravital, זריקות שטחיות לא מצליחות לשחזר את תנאי physiopathological. ואכן, שנמלט דרך מערכת ההזרקה רוב התאים הסרטניים מגיעים לשטח הנוסף, שבו הם dural להרחיב מהירים באופן חריג בהעדר אילוצים מכאניים מparenchyma. השיפורים שלנו מורכבים לא רק בfocally השתלה אליפטית גליומה במקום הזרקת השעיה של תאי גליומה בשכבות השטחיות של קליפת המוח, אלא גם בסתימת אתר ההזרקה על ידי חמי חרוז ג&#39;ל dextran צולבים כי הוא דבוק לsurrounparenchyma דינג ואטום לדורה מאטר-עם cyanoacrylate. בסך הכל אמצעים אלה לאכוף את הרחבה וחדירה הפיזיולוגיות של התאים הסרטניים בתוך parenchyma המוח. Craniotomy סופו של דבר סגרה עם חלון זכוכית ביצרו לגולגולת כדי לאפשר הדמיה כרונית במשך שבועות בהעדר התפתחות רקמת צלקת. ניצול של בעלי חיים מהונדסים ניאון מורכב עם תאים סרטניים ניאון שהראינו שהדינמיקה של אינטראקציות המתרחשות בין תאי גליומה, תאי עצב (למשל עכברי Thy1-CFP) וכלי דם (מודגש על ידי הזרקה תוך ורידית של צבע פלואורסצנטי) ניתן דמיינו ידי intravital שני פוטונים במיקרוסקופ במהלך ההתקדמות של המחלה. האפשרות לתמונה ברזולוציה גידול מיקרוסקופית בסביבת מוחין בסכנה מינימאלית מהווה שיפור של מודלים של בעלי החיים GBM הנוכחיים שאמור להועיל לתחום נוירו אונקולוגיה ובדיקות סמים. </p&gt;

ברגע שהפרוטוקול הניתוחי מבוצע (איור 1), ניתן לראות בעלי חיים באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי מעל שבועות עד הקרבה. תגובה דלקתית יכולה להיות שנצפתה לאחר הניתוח, הנעלם בתוך שבוע או שבועות. גידול יכול להיות שנצפה על ידי שיטות מיקרוסקופיה שונות, כולל macroscopy ניאון וש?...

Watch this Scientific Journal Video about An Orthotopic Glioblastoma Mouse Model Maintaining Brain Parenchymal Physical Constraints and Suitable for Intravital Two-photon Microscopy at JoVE.com

An Orthotopic Glioblastoma Mouse Model Maintaining Brain Parenchymal Physical Constraints and Suitable for Intravital Two-photon Microscopy

הקמנו מודל גליובלסטומה orthotopic קליפת המוח בעכברים לשני הפוטונים במיקרוסקופ intravital שמשחזר אילוצי biophysical בדרך כלל במשחק במהלך הצמיחה של הגידול. חלון זכוכית כרוני החלפת הגולגולת מעל לגידול מאפשר המעקב של התקדמות הגידול לאורך זמן על ידי שני פוטונים במיקרוסקופ.

Glioblastoma עכבר דגם orthotopic שמירה על אילוצי המוח של רקמת ריאה, פיסיים ומתאים לשני פוטונים במיקרוסקופ Intravital

Glioblastoma multiforme (GBM) is the most aggressive form of brain tumors with no curative treatments available to date.
Murine models of this pathology ...

an-orthotopic-glioblastoma-mouse-model-maintaining-brain-parenchymal

Research

JoVE Journal

Medicine

19.6K Views.  Aix Marseille University.  הקמנו מודל גליובלסטומה orthotopic קליפת המוח בעכברים לשני הפוטונים במיקרוסקופ intravital שמשחזר אילוצי biophysical בדרך כלל במשחק במהלך הצמיחה של הגידול. חלון זכוכית כרוני החלפת הגולגולת מעל לגידול מאפשר המעקב של התקדמות הגידול לאורך זמן על ידי שני פוט?...

Video: An Orthotopic Glioblastoma Mouse Model Maintaining Brain Parenchymal Physical Constraints and Suitable for Intravital Two-photon Microscopy

Combination Radiotherapy in an Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the understanding of the mechanics of tumor invasion, and direct intracerebral inoculation of tumor provides the opportunity of observing the invasive process in a physiologically appropriate environment2. As far as human brain tumors are concerned, the orthotopic models currently available are established either by stereotaxic injection of cell suspensions or implantation of a solid piece of tumor through a complicated craniotomy procedure3. In our technique we harvest cells from tissue culture to create a cell suspension used to implant directly into the brain. The duration of the surgery is approximately 30 minutes, and as the mouse needs to be in a constant surgical plane, an injectable anesthetic is used. The mouse is placed in a stereotaxic jig made by Stoetling (figure 1). After the surgical area is cleaned and prepared, an incision is made; and the bregma is located to determine the location of the craniotomy. The location of the craniotomy is 2 mm to the right and 1 mm rostral to the bregma. The depth is 3 mm from the surface of the skull, and cells are injected at a rate of 2 &mu;l every 2 minutes. The skin is sutured with 5-0 PDS, and the mouse is allowed to wake up on a heating pad. From our experience, depending on the cell line, treatment can take place from 7-10 days after surgery. Drug delivery is dependent on the drug composition. For radiation treatment the mice are anesthetized, and put into a custom made jig. Lead covers the mouse's body and exposes only the brain of the mouse. The study of tumorigenesis and the evaluation of new therapies for GBM require accurate and reproducible brain tumor animal models. Thus we use this orthotopic brain model to study the interaction of the microenvironment of the brain and the tumor, to test the effectiveness of different therapeutic agents with and without radiation.

The purpose of this article is to describe the use of an orthotopic glioblastoma model for chemoradiation studies. This article will go though cell processing, implanting, and radiotherapy of the mouse using an intracranial model.

שילוב הקרנות של מודל העכבר Orthotopic המוח גידול

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the ...

Longitudinal Intravital Imaging of Brain Tumor Cell Behavior in Response to an Invasive Surgical Biopsy

Biopsies are standard of care for cancer treatment and are clinically beneficial as they allow solid tumor diagnosis, prognosis, and personalized treatment determination. However, perturbation of the tumor architecture by biopsy and other invasive procedures has been associated with undesired effects on tumor progression, which need to be studied in depth to further improve the clinical benefit of these procedures. Conventional static approaches, which only provide a snapshot of the tumor, are limited in their ability to reveal the impact of biopsy on tumor cell behavior such as migration, a process closely related to tumor malignancy. In particular, tumor cell migration is the key in highly aggressive brain tumors, where local tumor dissemination makes total tumor resection virtually impossible. The development of multiphoton imaging and chronic imaging windows allows scientists to study this dynamic process in living animals over time. Here, we describe a method for the high-resolution longitudinal imaging of brain tumor cells before and after a biopsy in the same living animal. This approach makes it possible to study the impact of this procedure on tumor cell behavior (migration, invasion, and proliferation). Furthermore, we discuss the advantages and limitations of this technique, as well as the ability of this methodology to study changes in the cancer cell behavior for other surgical interventions, including tumor resection or the implantation of chemotherapy wafers.

Here we describe a method for high-resolution time-lapse multiphoton imaging of brain tumor cells before and after invasive surgical intervention (e.g., biopsy) within the same living animal. This method allows studying the impact of these invasive surgical procedures on tumor cells&#39; migratory, invasive, and proliferative behavior at a single cell level.

האורך הדמיה של התנהגות המוח תאים סרטניים בתגובה ביופסיה פולשנית כירורגית

Biopsies are standard of care for cancer treatment and are clinically beneficial as they allow solid tumor diagnosis, prognosis, and personalized ...

Cancer Research

Imaging Glioma Initiation In Vivo Through a Polished and Reinforced Thin-skull Cranial Window

Glioma is the one of the most lethal forms of human cancer. The most effective glioma therapy to date-surgery followed by radiation treatment-offers patients only modest benefits, as most patients do not survive more than five years following diagnosis due to glioma relapse 1,2. The discovery of cancer stem cells in human brain tumors holds promise for having an enormous impact on the development of novel therapeutic strategies for glioma 3. Cancer stem cells are defined by their ability both to self-renew and to differentiate, and are thought to be the only cells in a tumor that have the capacity to initiate new tumors 4. Glioma relapse following radiation therapy is thought to arise from resistance of glioma stem cells (GSCs) to therapy 5-10. In vivo, GSCs are shown to reside in a perivascular niche that is important for maintaining their stem cell-like characteristics 11-14. Central to the organization of the GSC niche are vascular endothelial cells 12. Existing evidence suggests that GSCs and their interaction with the vascular endothelial cells are important for tumor development, and identify GSCs and their interaction with endothelial cells as important therapeutic targets for glioma. The presence of GSCs is determined experimentally by their capability to initiate new tumors upon orthotopic transplantation 15. This is typically achieved by injecting a specific number of GBM cells isolated from human tumors into the brains of severely immuno-deficient mice, or of mouse GBM cells into the brains of congenic host mice. Assays for tumor growth are then performed following sufficient time to allow GSCs among the injected GBM cells to give rise to new tumors-typically several weeks or months. Hence, existing assays do not allow examination of the important pathological process of tumor initiation from single GSCs in vivo. Consequently, essential insights into the specific roles of GSCs and their interaction with the vascular endothelial cells in the early stages of tumor initiation are lacking. Such insights are critical for developing novel therapeutic strategies for glioma, and will have great implications for preventing glioma relapse in patients. Here we have adapted the PoRTS cranial window procedure 16and in vivo two-photon microscopy to allow visualization of tumor initiation from injected GBM cells in the brain of a live mouse. Our technique will pave the way for future efforts to elucidate the key signaling mechanisms between GSCs and vascular endothelial cells during glioma initiation.

Imaging Glioma Initiation In Vivo Through a Polished and Reinforced Thin-skull Cranial Window

By combining a polished and reinforced thin-skull (PoRTS) cranial window and glioblastoma (GBM) cell injection, we can observe glioma initiation and growth from injected GBM cells in the brain of a live mouse longitudinally.

הדמית Glioma ייזום<em&gt; In Vivo</em&gt; דרך חלון גולגולתי מלוטש ומחוזק-גולגולת דקה

Glioma is the one of the most lethal forms of human cancer. The most effective glioma therapy to date-surgery followed by radiation treatment-offers ...

A Polished and Reinforced Thinned-skull Window for Long-term Imaging of the Mouse Brain

In vivo imaging of cortical function requires optical access to the brain without disruption of the intracranial environment. We present a method to form a polished and reinforced thinned skull (PoRTS) window in the mouse skull that spans several millimeters in diameter and is stable for months. The skull is thinned to 10 to 15 &mu;m in thickness with a hand held drill to achieve optical clarity, and is then overlaid with cyanoacrylate glue and a cover glass to: 1) provide rigidity, 2) inhibit bone regrowth and 3) reduce light scattering from irregularities on the bone surface. Since the skull is not breached, any inflammation that could affect the process being studied is greatly reduced. Imaging depths of up to 250 &mu;m below the cortical surface can be achieved using two-photon laser scanning microscopy. This window is well suited to study cerebral blood flow and cellular function in both anesthetized and awake preparations. It further offers the opportunity to manipulate cell activity using optogenetics or to disrupt blood flow in targeted vessels by irradiation of circulating photosensitizers.

We present a method to form an imaging window in the mouse skull that spans millimeters and is stable for months without inflammation of the brain. This method is well suited for longitudinal studies of blood flow, cellular dynamics, and cell/vascular structure using two-photon microscopy.

מלוטשת מחוזק דליל, הגולגולת חלון הדמיה לטווח ארוך של מוח עכבר

In vivo imaging of cortical function requires optical access to the brain without disruption of the intracranial environment. We present a method to form ...

Neuroscience

Translational Orthotopic Models of Glioblastoma Multiforme

Genetically engineered mouse (GEM) models for human glioblastoma multiforme (GBM) are critical to understanding the development and progression of brain tumors. Unlike xenograft tumors, in GEMs, tumors arise in the native microenvironment in an immunocompetent mouse. However, the use of GBM GEMs in preclinical treatment studies is challenging due to long tumor latencies, heterogeneity in neoplasm frequency, and the timing of advanced grade tumor development. Mice induced via intracranial orthotopic injection are more tractable for preclinical studies, and retain features of the GEM tumors. We generated an orthotopic brain tumor model derived from a GEM model with Rb, Kras, and p53 aberrations (TRP), which develops GBM tumors&#160;displaying linear foci of necrosis by neoplastic cells, and dense vascularization analogous to human GBM. Cells derived from GEM GBM tumors are injected intracranially into wild-type, strain-matched recipient mice and reproduce grade IV tumors, therefore bypassing the long tumor latency period in GEM mice and allowing for the creation of large and reproducible cohorts for preclinical studies. The highly proliferative, invasive, and vascular features of the TRP GEM model for GBM are recapitulated in the orthotopic tumors, and histopathology markers reflect human GBM subgroups. Tumor growth is monitored by serial MRI scans. Due to the invasive nature of the intracranial tumors in immunocompetent models, carefully following the injection procedure outlined here is essential to prevent extracranial tumor growth.

Here, we describe a preclinical orthotopic mouse model for GBM, established by intracranial injection of cells derived from genetically engineered mouse model tumors. This model displays the disease hallmarks of human GBM. For translational studies, the mouse brain tumor is tracked by in vivo MRI and histopathology.

מודלים אורתוטופיים תרגומיים של גליובלסטומה מולטיפורמה

Genetically engineered mouse (GEM) models for human glioblastoma multiforme (GBM) are critical to understanding the development and progression of brain ...

Creating Anatomically Accurate and Reproducible Intracranial Xenografts of Human Brain Tumors

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live animal &#8211;&#160;particularly in sites with unique physiological and architectural qualities such as the brain. In vitro and ectopic models cannot account for features such as vasculature, blood brain barrier, metabolism, drug delivery and toxicity, and a host of other relevant factors. Orthotopic models have their limitations too, but with proper technique tumor cells of interest can be accurately engrafted into tissue that most closely mimics conditions in the human brain. By employing methods that deliver precisely measured volumes to accurately defined locations at a consistent rate and pressure, mouse models of human brain tumors with predictable growth rates can be reproducibly created and are suitable for reliable analysis of various interventions. The protocol described here focuses on the technical details of designing and preparing for an intracranial injection, performing the surgery, and ensuring successful and reproducible tumor growth and provides starting points for a variety of conditions that can be customized for a range of different brain tumor models.

The brain is a unique site with qualities that are not well represented by in vitro or ectopic analyses. Orthotopic mouse models with reproducible location and growth characteristics can be reliably created with intracranial injections using a stereotaxic fixation instrument and a low pressure syringe pump.

יצירה אנטומית מדויק והשחזור תוך גולגולת xenografts של גידולים במוח אדם

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live ...

מעקב בזמן אמת אחר ננו-חלקיקים בגידולי מוח באמצעות 2P-IVM בעכברים

Two-Photon Intravital Microscopy of Glioblastoma in a Murine Model

The delivery of intravenously administered cancer therapeutics to brain tumors is limited by the blood-brain barrier. A method to directly image the accumulation and distribution of macromolecules in brain tumors in vivo would greatly enhance our ability to understand and optimize drug delivery in preclinical models. This protocol describes a method for real-time in vivo tracking of intravenously administered fluorescent-labeled nanoparticles with two-photon intravital microscopy (2P-IVM) in a mouse model of glioblastoma (GBM).
The protocol contains a multi-step description of the procedure, including anesthesia and analgesia of experimental animals, creating a cranial window, GBM cell implantation, placing a head bar, conducting 2P-IVM studies, and post-surgical care for long-term follow-up studies. We show representative 2P-IVM imaging sessions and image analysis, examine the advantages and disadvantages of this technology, and discuss potential applications.
This method can be easily modified and adapted for different research questions in the field of in vivo preclinical brain imaging.

זרקור המחבר: אסטרטגיות הדמיה מולטימודאליות לייעול מתן תרופות וגילוי מוקדם בטיפול בגליובלסטומה

We present a novel approach for two-photon microscopy of the tumor delivery of fluorescent-labeled iron oxide nanoparticles to glioblastoma in a mouse model.

מיקרוסקופיה תוך-חיונית דו-פוטונית של גליובלסטומה במודל מורין

The delivery of intravenously administered cancer therapeutics to brain tumors is limited by the blood-brain barrier. A method to directly image the ...

An Immunocompetent Murine Model for Laser Interstitial Thermal Therapy of Glioblastoma

Glioblastoma (GB), the most aggressive form of primary brain cancer, accounts for approximately half of all high-grade primary brain tumors in adults and has no cure. Laser interstitial thermal therapy (LITT) is a Food and Drug Administration (FDA)-approved treatment for GB and is used in patients who may not be candidates for conventional surgical resection. While the clinical efficacy of LITT has been established, research beyond clinical case studies and case series is limited and hindered by the lack of an established animal model. This protocol uses C57BL/6 mice and syngeneic CT2A glioma cancer cell line to closely recapitulate human GB&#160;while also using a 1064 nm Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet (Nd:YAG) laser, such as is used in one of the two FDA-approved LITT systems, providing excellent pre-clinical relevance. The successful establishment of this LITT murine model will provide a valuable platform for investigating the unique features of LITT ablation and its effects on the tumor microenvironment, potentially leading to improved therapeutic strategies.

Glioblastoma is a devastating form of primary brain cancer, and laser interstitial thermal therapy is emerging as a promising alternative to conventional surgical resection for inoperable glioblastoma. This protocol describes an optimized pre-clinical mouse model that can be used to study treatment effects or adjuvant and combinatorial treatments.

Glioblastoma (GB), the most aggressive form of primary brain cancer, accounts for approximately half of all high-grade primary brain tumors in adults and ...

Glioblastoma עכבר דגם orthotopic שמירה על אילוצי המוח של רקמת ריאה, פיסיים ומתאים לשני פוטונים במיקרוסקופ Intravital

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

שילוב הקרנות של מודל העכבר Orthotopic המוח גידול

האורך הדמיה של התנהגות המוח תאים סרטניים בתגובה ביופסיה פולשנית כירורגית

הדמית Glioma ייזום

מלוטשת מחוזק דליל, הגולגולת חלון הדמיה לטווח ארוך של מוח עכבר

מודלים אורתוטופיים תרגומיים של גליובלסטומה מולטיפורמה

יצירה אנטומית מדויק והשחזור תוך גולגולת xenografts של גידולים במוח אדם

מיקרוסקופיה תוך-חיונית דו-פוטונית של גליובלסטומה במודל מורין

מיקרוסקופיה תוך-חיונית דו-פוטונית של גליובלסטומה במודל מורין

מיקרוסקופיה תוך-חיונית דו-פוטונית של גליובלסטומה במודל מורין

An Immunocompetent Murine Model for Laser Interstitial Thermal Therapy of Glioblastoma