This work was supported by a grant from the Jan Kornelis de Cock foundation.

1. Crie Silicone Moldes para Inclusões-simulando tumores <ol><li> Coletar itens sólidos da forma desejada e tamanho que pode servir de modelo para inclusões-simulando tumor, por exemplo, contas ou bolinhas de gude. </li><li> Limpe bem os modelos de tumor. Para assegurar uma fácil remoção do molde de silicone, os modelos de tumor podem ser pulverizadas com pulverizador anti-aderente ou coberto com uma fina camada de geleia de petróleo ou cera de abelha. </li><li> Coloque cada modelo em uma praça murada caixa separada fina (plástico), com uma superfície lisa. Se necessário, fixar o modelo para o fundo da caixa para a manter em posição. Use uma caixa que é um pouco maior do que o modelo de tumor em si para evitar o desperdício de quantidades excessivas de silicone. </li><li> Despeje a quantidade necessária de silicone componente A em uma tigela e adicione componente silicone B em uma proporção de 10: 1 em peso. Misturar bem ambos os componentes. Opcionalmente, uma bomba de vácuo pode ser usada para remover as bolhas de ar a partir da mistura de silicone. </li><li> Gentilmente pour a mistura de silicone na caixa de plástico para evitar a captura de bolhas de ar. A mistura de silicone deve ser processado dentro de 45 min para obter os melhores resultados. </li><li> Deixe a mistura de silicone para solidificar, pelo menos, 6 horas, antes de cortar o molde e a remoção do modelo de tumor. Opcionalmente, o molde de silicone pode ser cortado em ziguezague para permitir que ele se encaixam juntos novamente limpa. A força máxima de silicone é obtida após 3 dias. </li></ol> 2 Criar uma solução salina Tris <ol><li> Criar uma solução salina tamponada com Tris (TBS), adicionando 6,1 g (50 mM) e 8,8 g de Tris (150 mM) de NaCl em 800 ml de água desionizada. </li><li> Adicionar 1,0 g (15 mmol) de NaN3 a bloquear a oxigenação de hemoglobina (passo 3.3 e 4.4) e para inibir o crescimento bacteriano. CUIDADO: NaN 3 é um veneno forte. Pode ser fatal em contato com a pele ou por ingestão. A toxicidade do composto é comparável à de cianetos de metais alcalinos solúveis e a dose letal para um ser humano adultoé de cerca de 0,7 g. Siga sempre as instruções de segurança, tal como previsto pelo fabricante. </li><li> Ajustar o pH para 7,4 e levar o volume até 1000 ml com água desionizada. </li></ol> 3 Criar fluorescentes Inclusões <ol><li> Adicionar 2 g de agarose com 50 ml de TBS a partir do passo 2 O ponto de fusão mais elevado de agarose em comparação com gelatina (passo 4.2) vai impedir que as inclusões de dissolução e vazando corante fluorescente quando colocada em gelatina fundida. Opcionalmente, a quantidade de agregado de agarose podem ser modificadas de acordo com uma ou 3 g de obter mais suaves ou inclusões tumorais palpáveis, respectivamente. </li><li> Aquece-se a suspensão de agarose, utilizando um forno de microondas até que o ponto de ebulição é atingida. Agita-se bem até a agarose estar completamente dissolvida. </li><li> Adicionar 1,1 g (17 mmol) de hemoglobina e 5 ml de Intralipid 20% dissolvido em 50 ml de TBS para a mistura de agarose sob agitação constante para se assemelhar as características ópticas do tecido circundante da mama fantasma (passo 4). </li><li> Adicionar 20,0 mg (250,8 mmol) do corante fluorescente verde de indocianina para 83,8 ml de água desionizada. Certifique-se de que o corante esteja completamente dissolvido. </li><li> Pipetar 5,0 ml desta solução e adicionar-se à mistura de agarose para se obter uma concentração final de 14 uM. Opcionalmente, outros corantes fluorescentes que ICG pode ser usado, se desejado, com a sua própria concentração óptima. </li><li> Suavemente encher os moldes de silicone criada no passo 1 com a mistura de agarose quente usando uma seringa (Figura 1A). Repita esse processo até que todos os moldes são preenchidos. </li><li> Deixe as inclusões fluorescentes solidificar à temperatura ambiente durante aproximadamente uma hora. Proteja as inclusões de luz, cobrindo todo o molde com papel alumínio. </li><li> Após solidificação, o molde de abrir suavemente e pressionar a inclusão (Figura 1B). Opcionalmente, utilizar a ponta da seringa para aplicar pequenas gotas de mistura de agarose fundida sobre a superfície da inclusão. Ao repetir este processo várias vezes no mesmo local, pequeno tuesporas mor pode ser criado para simular tumores infiltrativos. </li><li> Proteja as inclusões de agarose de luz e desidratação por envolvê-los em papel alumínio e guarde-os em um recipiente de armazenamento umidificada a 4 ° C. NOTA: A utilização de concentrações de corantes fluorescentes menores ou maiores do que a óptima concentração conhecida serão ambos resultam em diminuição da intensidade de sinal fluorescente. A redução aparentemente contraditório de intensidade de sinal com o aumento das concentrações de corantes acima da concentração óptima de corante fluorescente é devido a um fenómeno conhecido como têmpera. Ao avaliar a profundidade de penetração máxima de um corante fluorescente em fantasmas, usando a concentração ideal é obrigatória. </li></ol> 4. Criar Phantoms mama <ol><li> Obtenção de um molde em forma de copo para criar fantasmas de mama com o tamanho desejado e de volume, por exemplo, um recipiente de vidro ou de plástico. O molde deve ter uma superfície lisa para impedir a forma de gelatina aderente ao molde. A volum moldee de 500 ml vai criar fantasmas de mama de tamanho suficiente. </li><li> Para criar um fantasma de mama com um volume de 500 ml, adicionar 50 g de gelatina 250 flor 500 ml TBS (passo 2). Aquece-se a suspensão de gelatina a 50 ° C, sob agitação constante. </li><li> Uma vez que a gelatina esteja completamente dissolvido, deixou-se a mistura arrefecer gradualmente, gelatina e mantê-lo a uma temperatura constante de 35 ° C usando um banho de água quente. </li><li> Sob agitação constante, adicionar 5,5 g (85 mmol) de hemoglobina bovina e 25 ml de Intralipid a 20% para simular a absorção e dispersão dos fotões no tecido, respectivamente. </li><li> Prechill o molde em forma de taça, a 4 ° C durante pelo menos 1 hr. Em seguida, despejar a mistura de gelatina no molde para um nível que corresponde à profundidade predefinida da inclusão simulando-tumoral de agarose (Figura 1C). Deixe a mistura de gelatina solidificar a 4 ° C durante 30 minutos a uma hora. </li><li> Após a solidificação, posicionar uma inclusão de agarose fluorescente simulando tumor na superfície<html> o fantasma e, temporariamente, fixar a inclusão, com uma pequena agulha. Até um máximo de três inclusões fluorescentes simulando tumorais podem ser incorporados numa única mama fantasma. Espaço suficiente (pelo menos, 5 cm), deverá ser mantido entre inclusões-simulando tumorais individuais (Figura 1D). </li><li> Verter o restante da mistura de gelatina quente no volume remanescente do molde, o que permite a adesão de duas camadas, sem criar artefactos de refracção. Marcar a localização das inclusões-simulando tumorais fluorescentes sobre o molde. Deixe o fantasma solidificar O / N a 4 ° C. </li><li> Uma vez solidificado, retire as agulhas usadas para a fixação temporária das inclusões e remover suavemente a mama fantasma do seu molde (Figura 1E). Proteja o phantom de mama da luz e da desidratação por envolvê-lo em papel alumínio e guarde-o em um recipiente de armazenamento umidificada a 4 ° C. </li></ol><html> ure uma &quot;fo: Content-width =&quot; &quot;src =&quot; 5 polegadas / files / ftp_upload / 51776 / 51776fig1highres.jpg &quot;width =&quot; 500 &quot;/&gt; Figura 1: as etapas sequenciais de criar fantasmas mamários contêm inclusões-simulando tumorais fluorescentes. Depois de criar moldes de silicone da forma e tamanho desejado, os moldes são cheios com a mistura de agarose fundida através de uma seringa (A). Inclusões-simulando tumorais de diferentes dimensões e forma foram produzidos no estudo actual (B). Em seguida, uma fina camada da mistura de gelatina derretida é vertida num molde revestido mama madeira personalizado (C). Após solidificação, as inclusões-simulando tumorais estão posicionados, fixada temporariamente, e coberta com uma outra camada de mistura de gelatina derretida (D). Após solidificação, o fantasma da mama é cuidadosamente retirado do seu molde (E). O fantasma pode ser aplicado para simular várias aplicações de imagem NIRF (F).ref = &quot;/ files / ftp_upload / 51776 / 51776fig1highres.jpg&quot; target = &quot;_blank&quot;&gt; Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. 5 Defina o Sistema de Câmera NIRF <ol><li> Um sistema de câmera NIRF para aplicação intra-operatória é necessária para simular imagens NIRF alvejado na cirurgia do câncer de mama. Vários sistemas de imagem para NIRF em tempo real NIRF intra-operatória de imagem estão disponíveis para uso em investigação. Embora existam algumas diferenças entre esses dispositivos, todos contêm uma fonte de luz de excitação (para a excitação das inclusões tumorais fluorescentes) e um dispositivo de imagem altamente sensível para a detecção de fotões emitidos. </li><li> Certifique-se de usar uma fonte de luz de excitação de um comprimento de onda suficiente. Para inclusões-simulando tumor contendo ICG, usar uma fonte de luz de excitação (por exemplo, laser), que emite fótons entre 750 e 800 nm. Se um corante fluorescente alternativa é utilizada, o comprimento de onda de excitação deve ser ajustado conforme a ma<html> instruções do nufacturer. </li><li> No caso de o sistema de câmera NIRF contém um filtro de emissão para filtrar os sinais de fundo indesejados, certifique-se de que o filtro correto é usado. Para inclusões-simulando tumor contendo ICG, use um filtro de emissão entre 800 e 850 nm. Corantes fluorescentes alternativos podem requerer diferentes filtros de emissão, dependendo as instruções dos fabricantes. NOTA: Certifique-se de que não existe sem sobreposição entre a excitação e os comprimentos de onda de emissão para evitar que imagens supersaturadas. Além disso, o tempo de aquisição de imagem pode ter que ser ajustada para obter imagens fluorescentes óptimas. No caso de inclusões fluorescentes profundamente arraigados ou sinais fluorescentes fracas, imagem tempo de aquisição pode ser aumentada para até vários segundos para min. No caso de inclusões ou superficiais fortes sinais de fluorescência, tempo de aquisição pode ser reduzida para vários ms para permitir que a taxa de vídeo de imagens de fluorescência em tempo real. </li></ol>e &quot;&gt; 6. Simulação de Aplicações NIRF de imagem na cirurgia do câncer de mama <ol><li> Pegue a simulação de tecidos da mama fantasma de seu recipiente e coloque-o sobre uma superfície plana não fluorescente. Em seguida, posicione o dispositivo de imagem NIRF acima do phantom de mama, deixando uma distância de trabalho suficiente para a excisão das inclusões-simulando tumor. </li><li> Localize a inclusão fluorescente simulando tumor usando NIRF imagem e / ou a palpação da mama fantasma. No caso de nenhum sinal fluorescente pode ser detectada, a inclusão ou é posicionado muito profunda no simulador para a detecção ou o tempo de aquisição de imagem deve ser aumentada. </li><li> Uma vez que a inclusão é localizada, inciso mama fantasma e remover a inclusão-simulando tumor sob tempo real NIRF-orientação com instrumentos cirúrgicos convencionais. Como alternativa, a inclusão pode ser extirpado guiada apenas por inspeção visual e palpação da mama fantasma para simular o padrão de atendimento. </li><li> Imediatamente após a remoçãoda inclusão-simulando tumor, a imagem da cavidade cirúrgica para qualquer atividade fluorescente restante indicando excisão inadequada. </li><li> Em caso de qualquer atividade fluorescente restante, extirpar o resto inclusão sob orientação direta NIRF até nenhum sinal fluorescente é deixado. </li><li> Imagem fragmentos fantasmas destacadas para simular avaliação do estado margem macroscópica NIRF-guiada. Para tal, cortar o tecido fantasma em 3-5 placas mm e imagem das placas de acordo. Sinal de fluorescência chegando até as margens cirúrgicas indica a existência de margens cirúrgicas positivas. </li></ol>

<ol>
	<li>Bellon, J. R., 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=ACR+Appropriateness+Criteria&#174;+Conservative+Surgery+and+Radiation+-+Stage+I+and+II+Breast+Carcinoma.">ACR Appropriateness Criteria&#174; Conservative Surgery and Radiation - Stage I and II Breast Carcinoma.</a> The Breast Journal. 17 (5), 448-455 (2011).</li><li>Kaufmann, M., Morrow, M., Von Minckwitz, G., Harris, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Biedenkopf+Expert+Panel+Members.+Locoregional+treatment+of+primary+breast+cancer.">The Biedenkopf Expert Panel Members. Locoregional treatment of primary breast cancer.</a> Cancer. 116, 1184-1191 (2010).</li><li>Pleijhuis, R. G., 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=Obtaining+adequate+surgical+margins+in+breast-conserving+therapy+for+patients+with+early-stage+breast+cancer:+current+modalities+and+future+directions.">Obtaining adequate surgical margins in breast-conserving therapy for patients with early-stage breast cancer: current modalities and future directions.</a> The Annals of Surgical Oncology. 16, 2717-2730 (2009).</li><li>Singletary, 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=Surgical+margins+in+patients+with+early-stage+breast+cancer+treated+with+breast+conservation+therapy.">Surgical margins in patients with early-stage breast cancer treated with breast conservation therapy.</a> American Journal of Surgery. 184 (5), 383-393 (2002).</li><li>Jacobs, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positive+margins:+the+challenge+continues+for+breast+surgeons.">Positive margins: the challenge continues for breast surgeons.</a> Annals of Surgical Oncology. 15 (5), 1271-1272 (2008).</li><li>Krekel, N., 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=Excessive+resections+in+breast-conserving+surgery+a+retrospective+multicentre+study.">Excessive resections in breast-conserving surgery a retrospective multicentre study.</a> The Breast Journal. 17 (6), 602-609 (2011).</li><li>Wood, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Close/positive+margins+after+breast-conserving+therapy:+additional+resection+or+no+resection?.">Close/positive margins after breast-conserving therapy: additional resection or no resection?.</a> Breast. 22, 115-117 (2013).</li><li>Van Dam, G. M., 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=Intraoperative+tumor-specific+fluorescence+imaging+in+ovarian+cancer+by+folate+receptor-&#945;+targeting:+first+in-human+results.">Intraoperative tumor-specific fluorescence imaging in ovarian cancer by folate receptor-&#945; targeting: first in-human results.</a> Nature Medicine. 17 (10), 1315-1319 (2011).</li><li>Pleijhuis, R. G., 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=Near-infrared+fluorescence+(NIRF)+imaging+in+breast-conserving+surgery:+assessing+intraoperative+techniques+in+tissue-simulating+breast+phantoms.">Near-infrared fluorescence (NIRF) imaging in breast-conserving surgery: assessing intraoperative techniques in tissue-simulating breast phantoms.</a> European Journal of Surgical Oncology. 37 (1), 32-39 (2011).</li><li>Baeten, J., Niedre, M., Dunham, J., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+fluorescent+materials+for+Diffuse+Fluorescence+Tomography+standards+and+phantoms.">Development of fluorescent materials for Diffuse Fluorescence Tomography standards and phantoms.</a> Optics Express. 15 (14), 8681-8694 (2007).</li><li>Luker, G. D., Luker, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging:+current+applications+and+future+directions.">Optical imaging: current applications and future directions.</a> Journal of Nuclear Medicine. 49 (1), 1-4 (2007).</li><li>Keereweer, S., 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=Optical+image-guided+surgery+-+Where+do+we+stand?.">Optical image-guided surgery - Where do we stand?.</a> Molecular Imaging Biology. 13 (2), 199-207 (2011).</li><li>Themelis, G., Yoo, J. S., Soh, K. S., Shulz, R., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+intraoperative+fluorescence+imaging+system+using+light-absorption+correction.">Real-time intraoperative fluorescence imaging system using light-absorption correction.</a> Journal of Biomedical Optics. 14 (6), 064012 (2009).</li><li>Themelis, G., 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=Enhancing+surgical+vision+by+using+real-time+imaging+of+&#945;v&#946;3-integrin+targeted+near-infrared+fluorescent+agent.">Enhancing surgical vision by using real-time imaging of &#945;v&#946;3-integrin targeted near-infrared fluorescent agent.</a> Annals of Surgical Oncology. 18 (12), 3506-3513 (2011).</li><li>De Grand, A. M., 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=Tissue-like+phantoms+for+near-infrared+fluorescence+imaging+system+assessment+and+the+training+of+surgeons.">Tissue-like phantoms for near-infrared fluorescence imaging system assessment and the training of surgeons.</a> Journal of Biomedical Optics. 11 (1), 014007 (2006).</li><li>Intes, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-domain+optical+mammography+SoftScan:+initial+results.">Time-domain optical mammography SoftScan: initial results.</a> Academic Radiology. 12 (10), 934-947 (2005).</li><li>Kirsch, D. G., 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=A+spatially+and+temporally+restricted+mouse+model+of+soft+tissue+sarcoma.">A spatially and temporally restricted mouse model of soft tissue sarcoma.</a> Nature Medicine. 13 (8), 992-997 (2007).</li><li>Tafreshi, N. K., 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=Noninvasive+detection+of+breast+cancer+lymph+node+metastasis+using+carbonic+anhydrases+IX+and+XII+targeted+imaging+probes.">Noninvasive detection of breast cancer lymph node metastasis using carbonic anhydrases IX and XII targeted imaging probes.</a> Clinical Cancer Research. 18 (1), 207-219 (2012).</li><li>Nguyen, Q. T., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence-guided+surgery+with+live+molecular+navigation+-+a+new+cutting+edge.">Fluorescence-guided surgery with live molecular navigation - a new cutting edge.</a> Nature Reviews Cancer. 13 (9), 653-662 (2013).</li><li>Orosco, R. K., Tsien, R. Y., Nguyen, Q. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+imaging+in+surgery.">Fluorescence imaging in surgery.</a> IEEE Reviews in Biomedical Engineering. 6, 178-187 (2013).</li></ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Simulamos aplicações clínicas potenciais da BCS NIRF guiadas através do uso de fantasmas em forma de mama com inclusões-simulando tumor integrados. Localização intra-operatória do tumor, a ressecção do tumor NIRF-guiada, a avaliação da extensão da cirurgia ea avaliação pós-operatória das margens cirúrgicas foram todos encontrados viável utilizando um sistema de câmera NIRF custom-construir. Detecção não invasiva de inclusões-simulando tumorais fluorescentes só foi possível por inclusões posici...

Cirurgia conservadora da mama (BCS), seguida de radioterapia é o tratamento padrão para pacientes com câncer de mama com T 1-T 2 mama carcinoma 1,2. Imprecisões na avaliação intra-operatória da extensão do resultado da cirurgia de margens cirúrgicas positivas em 20 a 40% dos pacientes que se submeteram a BCS, necessitando de intervenção cirúrgica adicional ou radioterapia 3,4,5. Apesar de extensa ressecção de tecido normal adjacente ao pode reduzir a freqüência de margens cirúrgicas positivas, isso também vai dificultar resultado cosmético e aumentar a comorbidade 6,7. Consequentemente, são necessárias novas técnicas para fornecer feedback que intra-operatória do local do tumor primário e a extensão da cirurgia. A imagem óptica, em particular fluorescência infravermelho próximo (NIRF) de imagem, pode reduzir a freqüência de margens cirúrgicas positivas seguintes BCS, fornecendo ao cirurgião uma ferramenta para a localização do tumor pré e intra-operatória em r-tempo eal. Recentemente, nosso grupo informou sobre o primeiro ensaio em humanos de imagens de fluorescência segmentadas por tumor em pacientes com câncer de ovário, mostrando a viabilidade desta técnica para detectar tumores primários e metástases intraperitoneal com alta sensibilidade 8. Antes de prosseguir para estudos clínicos em pacientes com câncer de mama, no entanto, a viabilidade de várias aplicações de imagem NIRF alvo de tumor no BCS já podem ser avaliados pré-clínicos utilizando fantasmas. O seguinte protocolo de pesquisa descreve o uso de NIRF imagem em fantasmas de mama simulando tecido contendo fluorescentes inclusões-simulando tumor 9. Os fantasmas fornecer uma ferramenta barata e versátil para simular ressecção localização do tumor pré e intra-operatória, em tempo real NIRF-guiada tumor, a avaliação do estado das margens cirúrgicas, e detecção de doença residual. Os fantasmas gelatinosos têm propriedades elásticas semelhantes a tecido humano e pode ser cortado usando s convencionalinstrumentos urgical. Durante o procedimento cirúrgico simulado, o cirurgião é guiado pela informação táctil (no caso de inclusões palpáveis) e inspecção visual do campo operatório. Além disso, NIRF imagiologia é aplicada para proporcionar ao cirurgião em tempo real de feedback intraoperatória da extensão da cirurgia. Deve ser enfatizado que NIRF imagem requer a utilização de corantes fluorescentes. Idealmente, deve ser corantes fluorescentes que emitem fotões utilizado no intervalo espectral próximo do infravermelho (650-900 nm) para minimizar a absorção e dispersão de fotões por moléculas fisiologicamente abundantes em tecidos (por exemplo, hemoglobina, lípidos, elastina, colagénio, e água) 10,11. Além disso, a autofluorescência (ou seja, a actividade de fluorescência intrínseca em tecidos devido a reacções bioquímicas nas células vivas) é minimizada no intervalo espectral próximo do infravermelho, o que resulta em óptimas tumoral-a-fundo rácios 11. Conjugando NIRF tinge de tumor-tarjated porções (por exemplo, anticorpos monoclonais), entrega dirigida de corantes fluorescentes podem ser obtidos por aplicações de imagem intra-operatórias. À medida que o olho humano é insensível à luz no intervalo espectral próximo do infravermelho, um dispositivo de câmara de alta sensibilidade é necessária para NIRF imagiologia. Vários sistemas de imagem NIRF para uso intra-operatório foram desenvolvidos até agora 12. No presente estudo, foi utilizado um costume construir sistema de imagem NIRF que foi desenvolvido para aplicação intra-operatória em colaboração com a Universidade Técnica de Munique. O sistema permite a aquisição simultânea de imagens coloridas e imagens de fluorescência. Para melhorar a precisão das imagens de fluorescência, um sistema de correcção é executado para as variações na intensidade da luz no tecido. Uma descrição detalhada é fornecida por Themelis et al 13.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bovine hemoglobin</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, The Netherlands</td>
			<td>H2500</td>
			<td>Simulates absorption of photons in tissue&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intralipid 20%</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, The Netherlands</td>
			<td>I141</td>
			<td>Simulates scattering of photons in tissue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone A translucent 40 (2-components poly-addition silicone)</td>
			<td>NedForm, Geleen, The Netherlands</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Package consists of components A and B, that should be mixed one on one (A:B=10:1).&#160; Link to manufacturers page: http://tinyurl.com/ncjq7jx</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatine 250 Bloom</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, The Netherlands</td>
			<td>48724</td>
			<td>Construction of breast-shaped phantoms</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Hispanagar, Burgos, Spain</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Construction of tumor-simulating inclusions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, The Netherlands</td>
			<td>T1503&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hcl</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, The Netherlands</td>
			<td>258148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, The Netherlands</td>
			<td>S9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH3</td>
			<td>Merck, Darmstadt, Germany</td>
			<td>822335</td>
			<td>CAUTION: severe poison. The toxicity of this compound is comparable to that of soluble alkali cyanides and the lethal dose for an adult human is about 0.7 grams.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">Examples of NIRF imaging devices for intraoperative application:</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T2 NIRF imaging platform&#160;</td>
			<td>SurgVision BV, Heerenveen, The Netherlands</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Customized NIRF imaging system used in the current study. More details available at www.surgvision.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodynamic Eye</td>
			<td>Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH, Herrsching am Ammersee, Germany</td>
			<td>PC6100</td>
			<td>www.iht-ltd.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FLARE imaging system kit</td>
			<td>The FLARE Foundation Inc, Wayland, MA, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.theflarefoundation.org</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluobeam</td>
			<td>Fluoptics, Grenoble, France</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.fluoptics.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artemis handheld camera</td>
			<td>Quest Medical Imaging BV, Middenmeer, the Netherlands</td>
			<td>N/A</td>
			<td>www.quest-mi.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="2">Examples of NIRF fluorescent dyes for intraoperative application:</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Indocyanine green</td>
			<td>ICG-PULSION,&#160; Feldkirchen, Germany</td>
			<td>PICG0025DE&#160;&#160;</td>
			<td>Clinical grade fluorescent dye for NIRF imaging used in the current study. More details available at www.pulsion.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IRDye 800CW NHS Ester</td>
			<td>LI-COR Biosciences, Lincoln, NE, USA</td>
			<td>929-70021</td>
			<td>www.licor.com</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tissue-simulating phantoms for assessing potential near-infrared fluorescence imaging applications in breast cancer surgery

Imprecisões na localização do tumor intra-operatória e avaliação de resultado cirúrgico status da margem de resultado abaixo do ideal da cirurgia conservadora da mama (BCS). A imagem óptica, em particular do infravermelho próximo fluorescência (NIRF) de imagem, pode reduzir a freqüência de margens cirúrgicas positivas seguinte BCS, fornecendo ao cirurgião uma ferramenta para a localização do tumor pré e intra-operatória em tempo real. No estudo atual, o potencial da BCS NIRF-guiada é avaliada utilizando fantasmas de mama simulando tecido-por razões de fins de normalização e formação. Fantasmas da mama com características ópticas comparáveis ​​às do tecido mamário normal foram usados ​​para simular a cirurgia conservadora da mama. Inclusões contendo o corante fluorescente indocianina verde (ICG), simulando tumor foram incorporados os fantasmas em locais pré-definidos e fotografada para a localização do tumor pré e intra-operatória, a ressecção do tumor em tempo real NIRF-guiada, NIRF-guiadaavaliação sobre a extensão da cirurgia ea avaliação pós-operatória das margens cirúrgicas. Uma câmara NIRF personalizado foi usado como um protótipo clínica para fins de imagiologia. Fantasmas materno contendo inclusões-simulando tumor oferecer uma ferramenta simples, barata e versátil para simular e avaliar imagens tumor intra-operatória. Os fantasmas gelatinosos têm propriedades elásticas semelhantes a tecido humano e pode ser cortado utilizando instrumentos cirúrgicos convencionais. Além disso, os simuladores contêm hemoglobina e intralípidos para mimetizar a absorção e dispersão de fotões, respectivamente, criando propriedades ópticas uniformes semelhantes a tecido de mama humano. A principal desvantagem do NIRF imagem é a profundidade de penetração limitada de fótons quando propagando através do tecido, o que dificulta (não invasiva) imagens de tumores profundos com as estratégias de epi-iluminação.

Os resultados deste estudo foram relatados anteriormente em outros lugares 9. Nossos dados mostram que NIRF imagem pode ser utilizada para a detecção de inclusões de simular tumor fluorescentes em fantasmas de mama simulando tecido-, simulando NIRF-guiada cirurgia conservadora da mama em pacientes com câncer de mama. Usando nosso modelo phantom, encontramos localização intra-operatória do tumor, a ressecção do tumor NIRF-guiada, a avaliação intra-operatória das margens...

Watch this Scientific Journal Video about Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery at JoVE.com

Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery

Near-infrared fluorescence (NIRF) imaging may improve therapeutic outcome of breast cancer surgery by enabling intraoperative tumor localization and evaluation of surgical margin status. Using tissue-simulating breast phantoms containing fluorescent tumor-simulating inclusions, potential clinical applications of NIRF imaging in breast cancer patients can be assessed for standardization and training purposes.

Phantoms Tissue-simulação para avaliação de potenciais aplicações de fluorescência de imagem infravermelho próximo na cirurgia do câncer de mama

Inaccuracies in intraoperative tumor localization and evaluation of surgical margin status result in suboptimal outcome of breast-conserving surgery ...

tissue-simulating-phantoms-for-assessing-potential-near-infrared

Research

JoVE Journal

Medicine

12.0K visualizações.  University Medical Center Groningen. Near-infrared fluorescence (NIRF) imaging may improve therapeutic outcome of breast cancer surgery by enabling intraoperative tumor localization and evaluation of surgical margin status. Using tissue-simulating breast phantoms containing fluorescent tumor-simulating inclusions, potential clinical applications of NIRF imaging in breast cancer patients can be assessed for standardization and training purposes. 

Vídeo: Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading to an accumulation of lipid-laden intra-luminal plaque, smooth muscle cell proliferation and progressive narrowing of the vessel lumen. The formation of such vulnerable plaques prone to rupture underlies the majority of cases of acute myocardial infarction. The complex molecular and cellular inflammatory cascade is orchestrated by the recruitment of T lymphocytes and macrophages and their paracrine effects on endothelial and smooth muscle cells.1
Molecular imaging in atherosclerosis has evolved into an important clinical and research tool that allows in vivo visualization of inflammation and other biological processes. Several recent examples demonstrate the ability to detect high-risk plaques in patients, and assess the effects of pharmacotherapeutics in atherosclerosis.4 While a number of molecular imaging approaches (in particular MRI and PET) can image biological aspects of large vessels such as the carotid arteries, scant options exist for imaging of coronary arteries.2 The advent of high-resolution optical imaging strategies, in particular near-infrared fluorescence (NIRF), coupled with activatable fluorescent probes, have enhanced sensitivity and led to the development of new intravascular strategies to improve biological imaging of human coronary atherosclerosis.
Near infrared fluorescence (NIRF) molecular imaging utilizes excitation light with a defined band width (650-900 nm) as a source of photons that, when delivered to an optical contrast agent or fluorescent probe, emits fluorescence in the NIR window that can be detected using an appropriate emission filter and a high sensitivity charge-coupled camera. As opposed to visible light, NIR light penetrates deeply into tissue, is markedly less attenuated by endogenous photon absorbers such as hemoglobin, lipid and water, and enables high target-to-background ratios due to reduced autofluorescence in the NIR window. Imaging within the NIR 'window' can substantially improve the potential for in vivo imaging.2,5
Inflammatory cysteine proteases have been well studied using activatable NIRF probes10, and play important roles in atherogenesis. Via degradation of the extracellular matrix, cysteine proteases contribute importantly to the progression and complications of atherosclerosis8. In particular, the cysteine protease, cathepsin B, is highly expressed and colocalizes with macrophages in experimental murine, rabbit, and human atheromata.3,6,7 In addition, cathepsin B activity in plaques can be sensed in vivo utilizing a previously described 1-D intravascular near-infrared fluorescence technology6, in conjunction with an injectable nanosensor agent that consists of a poly-lysine polymer backbone derivatized with multiple NIR fluorochromes (VM110/Prosense750, ex/em 750/780nm, VisEn Medical, Woburn, MA) that results in strong intramolecular quenching at baseline.10 Following targeted enzymatic cleavage by cysteine proteases such as cathepsin B (known to colocalize with plaque macrophages), the fluorochromes separate, resulting in substantial amplification of the NIRF signal. Intravascular detection of NIR fluorescence signal by the utilized novel 2D intravascular NIRF catheter now enables high-resolution, geometrically accurate in vivo detection of cathepsin B activity in inflamed plaque.
In vivo molecular imaging of atherosclerosis using catheter-based 2D NIRF imaging, as opposed to a prior 1-D spectroscopic approach,6 is a novel and promising tool that utilizes augmented protease activity in macrophage-rich plaque to detect vascular inflammation.11,12 The following research protocol describes the use of an intravascular 2-dimensional NIRF catheter to image and characterize plaque structure utilizing key aspects of plaque biology. It is a translatable platform that when integrated with existing clinical imaging technologies including angiography and intravascular ultrasound (IVUS), offers a unique and novel integrated multimodal molecular imaging technique that distinguishes inflammatory atheromata, and allows detection of intravascular NIRF signals in human-sized coronary arteries.

In vivo Near Infrared Fluorescence NIRF Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

We detail a new near-infrared fluorescence (NIRF) catheter for 2-dimensional intravascular molecular imaging of plaque biology in vivo. The NIRF catheter can visualize key biological processes such as inflammation by reporting on the presence of plaque-avid activatable and targeted NIR fluorochromes. The catheter utilizes clinical engineering and power requirements and is targeted for application in human coronary arteries. The following research study describes a multimodal imaging strategy that utilizes a novel in vivo intravascular NIRF catheter to image and quantify inflammatory plaque in proteolytically active inflamed rabbit atheromata.

In vivo Near Infrared fluorescência de imagem intravascular (NIRF) Molecular da placa inflamatória, uma Abordagem Multimodal para imagem da Aterosclerose

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

Medicina

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

Multi-modal de imagem de angiogênese em um modelo de rato nu de Câncer de mama utilizando a ressonância magnética, tomografia computadorizada volumétrica e ultra-som

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Profiling of Estrogen-regulated MicroRNAs in Breast Cancer Cells

Estrogen plays vital roles in mammary gland development and breast cancer progression. It mediates its function by binding to and activating the estrogen receptors (ERs), ER&#945;, and ER&#946;. ER&#945; is frequently upregulated in breast cancer and drives the proliferation of breast cancer cells. The ERs function as transcription factors and regulate gene expression. Whereas ER&#945;&#39;s regulation of protein-coding genes is well established, its regulation of noncoding microRNA (miRNA) is less explored. miRNAs play a major role in the post-transcriptional regulation of genes, inhibiting their translation or degrading their mRNA. miRNAs can function as oncogenes or tumor suppressors&#160;and are also promising biomarkers. Among the miRNA assays available, microarray and quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) have been extensively used to detect and quantify miRNA levels. To identify miRNAs regulated by estrogen signaling in breast cancer, their expression in ER&#945;-positive breast cancer cell lines were compared before and after estrogen-activation using both the &#181;Paraflo-microfluidic microarrays and Dual Labeled Probes-low density arrays. Results were validated using specific qPCR assays, applying both Cyanine dye-based and Dual Labeled Probes-based chemistry. Furthermore, a time-point assay was used to identify regulations over time. Advantages of the miRNA assay approach used in this study is that it enables a fast screening of mature miRNA regulations in numerous samples, even with limited sample amounts. The layout, including the specific conditions for cell culture and estrogen treatment, biological and technical replicates, and large-scale screening followed by in-depth confirmations using separate techniques, ensures a robust detection of miRNA regulations,&#160;and eliminates false positives and other artifacts. However, mutated or unknown miRNAs, or regulations at the primary and precursor transcript level, will not be detected. The method presented here represents a thorough investigation of estrogen-mediated miRNA regulation.

Molecular signaling through both estrogen and microRNAs are critical in breast cancer development and growth. Estrogen activates the estrogen receptors, which are transcription factors. Many transcription factors can regulate the expression of microRNAs, and estrogen-regulated microRNAs can be profiled using different large-scale techniques.

Profiling de MicroRNAs estrogênio regulados em células do cancro da mama

Estrogen plays vital roles in mammary gland development and breast cancer progression. It mediates its function by binding to and activating the estrogen ...

Voluntary Breath-hold Technique for Reducing Heart Dose in Left Breast Radiotherapy

Breath-holding techniques reduce the amount of radiation received by cardiac structures during tangential-field left breast radiotherapy. With these techniques, patients hold their breath while radiotherapy is delivered, pushing the heart down and away from the radiotherapy field. Despite clear dosimetric benefits, these techniques are not yet in widespread use. One reason for this is that commercially available solutions require specialist equipment, necessitating not only significant capital investment, but often also incurring ongoing costs such as a need for daily disposable mouthpieces. The voluntary breath-hold technique described here does not require any additional specialist equipment. All breath-holding techniques require a surrogate to monitor breath-hold consistency and whether breath-hold is maintained. Voluntary breath-hold uses the distance moved by the anterior and lateral reference marks (tattoos) away from the treatment room lasers in breath-hold to monitor consistency at CT-planning and treatment setup. Light fields are then used to monitor breath-hold consistency prior to and during radiotherapy delivery.

The current priority in breast cancer radiotherapy is to reduce cardiac doses without compromising target tissue coverage. The voluntary breath-hold technique described here is a simple, inexpensive solution to this problem and capable of being instituted widely without the need for specialized equipment.

Voluntário Técnica de apneia para a Redução Coração Dose em Radioterapia mama esquerda

Breath-holding techniques reduce the amount of radiation received by cardiac structures during tangential-field left breast radiotherapy. With these ...

In Vivo and Ex Vivo Approaches to Study Ovarian Cancer Metastatic Colonization of Milky Spot Structures in Peritoneal Adipose

High-grade serous ovarian cancer (HGSC), the cause of widespread peritoneal metastases, continues to have an extremely poor prognosis; fewer than 30% of women are alive 5 years after diagnosis. The omentum is a preferred site of HGSC metastasis formation. Despite the clinical importance of this microenvironment, the contribution of omental adipose tissue to ovarian cancer progression remains understudied. Omental adipose is unusual in that it contains structures known as milky spots, which are comprised of B, T, and NK cells, macrophages, and progenitor cells surrounding dense nests of vasculature. Milky spots play a key role in the physiologic functions of the omentum, which are required for peritoneal homeostasis. We have shown that milky spots also promote ovarian cancer metastatic colonization of peritoneal adipose, a key step in the development of peritoneal metastases. Here we describe the approaches we developed to evaluate and quantify milky spots in peritoneal adipose and study their functional contribution to ovarian cancer cell metastatic colonization of omental tissues both in vivo and ex vivo. These approaches are generalizable to additional mouse models and cell lines, thus enabling the study of ovarian cancer metastasis formation from initial localization of cells to milky spot structures to the development of widespread peritoneal metastases.

In Vivo and Ex Vivo Approaches to Study Ovarian Cancer Metastatic Colonization of Milky Spot Structures in Peritoneal Adipose

We outline a protocol that implements both in vivo and ex vivo approaches to study ovarian cancer colonization of peritoneal adipose tissues, particularly the omentum. Furthermore, we present a protocol to quantitate and analyze immune cell-structures in the omentum known as milky spots, which promote metastases of peritoneal adipose.

In Vivo e Ex Vivo Abordagens para o Estudo do cancro do ovário metastático Colonização de Estruturas Láctea natural em Peritoneal adiposo

High-grade serous ovarian cancer (HGSC), the cause of widespread peritoneal metastases, continues to have an extremely poor prognosis; fewer than 30% of ...

Generation of Organ-conditioned Media and Applications for Studying Organ-specific Influences on Breast Cancer Metastatic Behavior

Breast cancer preferentially metastasizes to the lymph node, bone, lung, brain and liver in breast cancer patients. Previous research efforts have focused on identifying factors inherent to breast cancer cells that are responsible for this observed metastatic pattern (termed organ tropism), however much less is known about factors present within specific organs that contribute to this process. This is in part because of a lack of in vitro model systems that accurately recapitulate the organ microenvironment. To address this, an ex vivo model system has been established that allows for the study of soluble factors present within different organ microenvironments. This model consists of generating conditioned media from organs (lymph node, bone, lung, and brain) isolated from normal athymic nude mice. The model system has been validated by demonstrating that different breast cancer cell lines display cell-line specific and organ-specific malignant behavior in response to organ-conditioned media that corresponds to their in vivo metastatic potential. This model system can be used to identify and evaluate specific organ-derived soluble factors that may play a role in the metastatic behavior of breast and other types of cancer cells, including influences on growth, migration, stem-like behavior, and gene expression, as well as the identification of potential new therapeutic targets for cancer. This is the first ex vivo model system that can be used to study organ-specific metastatic behavior in detail and evaluate the role of specific organ-derived soluble factors in driving the process of cancer metastasis.

This manuscript describes an ex vivo model system comprised of organ-conditioned media derived from the lymph node, bone, lung, and brain of mice. This model system can be used to identify and study organ-derived soluble factors and their effects on the organ tropism and metastatic behavior of cancer cells.

Geração de mídia e aplicativos Organ-condicionado para o Estudo Influências específicas do órgão em cancro da mama metastático Comportamento

Breast cancer preferentially metastasizes to the lymph node, bone, lung, brain and liver in breast cancer patients. Previous research efforts have focused ...

Combined Near-infrared Fluorescent Imaging and Micro-computed Tomography for Directly Visualizing Cerebral Thromboemboli

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of stroke than relying on indirect measurements, and will be a potent and robust vascular research tool. We use an optical imaging approach that labels thrombi with a molecular imaging thrombus marker&#160;&#8212; a Cy5.5 near-infrared fluorescent (NIRF) probe that is covalently linked to the fibrin strands of the thrombus by the fibrin-crosslinking enzymatic action of activated coagulation factor XIIIa during the process of clot maturation. A micro-computed tomography (microCT)-based approach uses thrombus-seeking gold nanoparticles (AuNPs) functionalized to target the major component of the clot: fibrin. This paper describes a detailed protocol for the combined in vivo microCT and ex vivo NIRF imaging of thromboemboli in a mouse model of embolic stroke. We show that in vivo microCT and fibrin-targeted glycol-chitosan AuNPs (fib-GC-AuNPs) can be used for visualizing both in situ thrombi and cerebral embolic thrombi. We also describe the use of in vivo microCT-based direct thrombus imaging to serially monitor the therapeutic effects of tissue plasminogen activator-mediated thrombolysis. After the last imaging session, we demonstrate by ex vivo NIRF imaging the extent and the distribution of residual thromboemboli in the brain. Finally, we describe quantitative image analyses of microCT and NIRF imaging data. The combined technique of direct thrombus imaging allows two independent methods of thrombus visualization to be compared: the area of thrombus-related fluorescent signal on ex vivo NIRF imaging vs. the volume of hyperdense microCT thrombi in vivo.

This protocol describes the application of combined near-infrared fluorescent (NIRF) imaging and micro-computed tomography (microCT) for visualizing cerebral thromboemboli. This technique allows the quantification of thrombus burden and evolution. The NIRF imaging technique visualizes fluorescently labeled thrombus in excised brain, while the microCT technique visualizes thrombus inside living animals using gold-nanoparticles.

Combinada Near-infrared imagens fluorescentes e tomografia Micro-computado para Diretamente Visualizando Cerebral tromboêmbolos

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of ...

Studying the Role of Alveolar Macrophages in Breast Cancer Metastasis

This paper describes the application of the syngeneic model of breast cancer (4T1) to the studies on a role of pulmonary alveolar macrophages in cancer metastasis. The 4T1 cells expressing GFP in combination with imaging and confocal microscopy are used to monitor tumor growth, track metastasizing tumor cells, and quantify the metastatic burden. These approaches are supplemented by digital histopathology that allows the automated and unbiased quantification of metastases. In this method the routinely prepared histological lung sections, which are stained with hematoxylin and eosin, are scanned and converted to the digital slides that are then analyzed by the self-trained pattern recognition software. In addition, we describe the flow cytometry approaches with the use of multiple cell surface markers to identify alveolar macrophages in the lungs. To determine impact of alveolar macrophages on metastases and antitumor immunity these cells are depleted with the clodronate-containing liposomes administrated intranasally to tumor-bearing mice. This approach leads to the specific and efficient depletion of this cell population as confirmed by flow cytometry. Tumor volumes and lung metastases are evaluated in mice depleted of alveolar macrophages, to determine the role of these cells in the metastatic progression of breast cancer.

Here we describe the model and approach to study functions of pulmonary alveolar macrophages in cancer metastasis. To demonstrate the role of these cells in metastasis, the syngeneic (4T1) model of breast cancer in conjunction with the depletion of alveolar macrophage with clodronate liposomes was used.

Estudar o papel dos macrófagos alveolares em câncer de mama metastático

This paper describes the application of the syngeneic model of breast cancer (4T1) to the studies on a role of pulmonary alveolar macrophages in cancer ...

A Quantitative Sensory Testing Paradigm to Obtain Measures of Pain Processing in Patients Undergoing Breast Cancer Surgery

Chronic pain following surgery, persistent postsurgical pain, is an important highly prevalent condition contributing to significant symptom burden and lower quality of life. Persistent postsurgical pain is relatively refractory to treatment hence generating a high need for preventive strategies and treatments. Therefore, the identification of patients at risk of developing persistent pain is an area of active ongoing research. Recently it was demonstrated that peri-operative disruptions in central pain processing may be able to predict persistent postsurgical pain at long term follow-up in breast cancer patients. The aim of the current report is to present a short protocol to obtain pain thresholds to different stimuli at multiple sites and a measure of endogenous analgesia in breast cancer patients. We have used this method successfully in a clinical context and detail some representative results from a clinical study.

Persistent postsurgical pain may be related to changes in pain processing. By assessing pain in response to standardized stimuli, changes in pain processing can be elucidated. We present methods to obtain pain thresholds to different stimuli and a measure of endogenous analgesia in patients undergoing breast cancer surgery.

Um paradigma de teste sensorial quantitativo para obter medidas de dor em pacientes submetidos à cirurgia de câncer de mama de processamento

Chronic pain following surgery, persistent postsurgical pain, is an important highly prevalent condition contributing to significant symptom burden and ...

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic demand. Reactive hyperemia (in response to a brief period of tissue ischemia) is an independent predictor of cardiovascular events and provides important insight into vascular health and vasodilatory capacity. Skeletal muscle oxidative capacity is equally important in health and disease, as it determines the energy supply for myocellular processes. Here, we describe a simple, non-invasive approach using near-infrared spectroscopy to assess each of these major clinical endpoints (reactive hyperemia, neurovascular coupling, and muscle oxidative capacity) during a single clinic or laboratory visit. Unlike Doppler ultrasound, magnetic resonance images/spectroscopy, or invasive catheter-based flow measurements or muscle biopsies, our approach is less operator-dependent, low-cost, and completely non-invasive. Representative data from our lab taken together with summary data from previously published literature illustrate the utility of each of these end-points. Once this technique is mastered, application to clinical populations will provide important mechanistic insight into exercise intolerance and cardiovascular dysfunction.

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with &#039;One Stop Shop&#039; Near-infrared Spectroscopy

Here, we describe a simple, non-invasive approach using near-infrared spectroscopy to assess reactive hyperemia, neurovascular coupling and skeletal muscle oxidative capacity in a single clinic or laboratory visit.

Acoplamento de Neurovascular do músculo esquelético, capacidade oxidativa e função Microvascular com 'Balcão único' espectroscopia de infravermelho próximo

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...