Authors thank Jeffrey Sellers to assist orthotopic pancreatic cancer mouse modeling. This work was supported by Research Initiative Pilot Awards from the Department of Radiology at UAB and NIH grants 2P30CA013148 and P50CA101955.

Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Uso e Cuidado Animal Institucional da Universidade do Alabama, em Birmingham. 1. Orthotopic pâncreas Tumor Rato Modeling <ol><li> Linhas de padrão de cultura de células humanas do pâncreas-cancro em meio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado com 10% de soro fetal bovino. Mantenha todas as culturas a 37 ° C em atmosfera humidificada com 5% de CO 2. </li><li> Use 8-10 semanas de idade, do sexo feminino graves ratos imunodeficientes combinados. Coloque as gaiolas dos animais em 12 horas de luz e escuridão ciclo de 12 horas à temperatura ambiente (21 ± 2 ° C) e 60% de humidade. </li><li> Anestesiar todos os animais utilizando ventilação com 2% de isoflurano misturado com oxigénio (2 L / min) durante toda a cirurgia. Confirme a profundidade da anestesia por toe pitada reflexo. Colocar os animais de uma almofada de aquecimento (37 ° C) para manter a temperatura corporal. Aplicar pomada oftálmica veterinária nos olhos para evitar a secura e sob anestesia. &amp;# 160; </li><li> Remover o cabelo no quadrante superior esquerdo do abdómen de cada rato, e dar um medicamento analgésico (carpofen, 5 mg / kg de peso corporal por via subcutânea) na área. Aplique uma solução de betadine para a pele exposta. Prepare instrumentos cirúrgicos autoclavada. </li><li> Faça uma incisão de 1 cm na pele e peritônio usando iris tesoura reta. Remova cuidadosamente o pâncreas do abdome utilizando pinças cirúrgicas. </li><li> Insira 28 L agulha de uma seringa de 0,5 mL de insulina na cauda do pâncreas e, em seguida, lentamente, uma solução de infusão de 2,5 milhões de células de cancro pancreático humano em 30 ul de DMEM. Confirme se uma pequena bolha é criado na cabeça do pâncreas pela solução. </li><li> Delicadamente, coloque o pâncreas volta para o abdômen utilizando pinças cirúrgicas. Feche o peritônio e da pele em uma camada com 2 interrompido 5-0 Prolene, e, em seguida, terminar a anestesia. Não devolva um animal que passou por uma cirurgia para a companhia de outros animais até que esteja totalmente recuperado.60; Remover suturas em 7 ~ 10 dias após a cirurgia. </li><li> Dê outra dose do medicamento analgésico (carpofen, 5 mg / kg de peso corporal por via subcutânea) a 24 h após a cirurgia. </li><li> Verifique o tamanho do tumor através da palpação da área de cirurgia usando dois dedos. Os tumores normalmente se sentir mais denso e mais instável do que os tecidos e órgãos adjacentes. Normalmente demora ~ 1-2 semanas para começar a sentir um tumor. </li><li> Monitorar os animais diariamente para sinais de doença. Quando os animais aparecem doentes (comportamentos de higiene e de prevenção de falta normais), encerramos-los usando deslocamento cervical sob anestesia. </li></ol> 2. Imagem por Ressonância Magnética <ol><li> Aplicar ressonância magnética quando o tamanho do tumor é de cerca de 5-7 mm de diâmetro a normalmente 2 a 4 semanas após a implantação da célula. Use um scanner de ressonância magnética dedicada a pequena imagem de animal ou um scanner MR clínica equipado com uma bobina especializado para pequena imagem animal. NOTA: Foi utilizado um animal pequeno scanner de ressonância magnética 9.4T com uma combinação de um volume de ressonância 1 H/ Transmissor e um receptor de superfície da bobina (30 mm de diâmetro) (Bruker BioSpin Corporation, Billerica, MA). A bobina de superfície proporciona melhor relação sinal-ruído (SNR) 14. </li><li> Prepara-se uma agente de contraste à base de gadolínio para MRI injectar ~ 0,1-0,2 mmol / kg a cada animal em ~ 0,1-0,2 ml de PBS (tampão fosfato salino). NOTA: Foi utilizado gadoteridol, e injectado 0,2 mmol / kg em 0,15 ml de PBS durante um período de 15 segundos (0,1 ml / seg). </li><li> Prepara-se uma micro-tubo de polietileno (comprimento: 7,62 milímetros, o diâmetro interno forma: 0,28 mm, diâmetro externo = 0,64 mm). Inserir uma agulha G 30 (comprimento de 12,7 mm) em uma das extremidades do tubo, e uma agulha 30 G romba ponta (9,5 mm de comprimento) na outra extremidade. Conectar uma seringa de 1 ml, contendo agente de contraste MR à agulha de ponta romba, e empurrar lentamente a seringa para encher todo o tubo com o agente de contraste de MR. </li><li> Anestesiar os animais utilizando ventilação com ~ 1 - 2% de isoflurano misturado com oxigénio (2 L / min) durante toda a preparação e imagiologia. Confirme a profundidade de Anesthesia por toe pitada reflexo. Aplicar pomada oftálmica veterinária nos olhos para evitar a secura e sob anestesia. Dilatar a veia da cauda usando uma lâmpada de calor antes da inserção da agulha. Pegue o meio da agulha de 30 G com a pinça Kelly, e inseri-lo na veia da cauda. Fita ambos a cauda e o tubo sobre uma folha de plástico ou de papel de cartão (10 mm de largura x 100 mm de comprimento) para manter a linha reta cauda. </li><li> Colocar o animal em decúbito dorsal em uma cama de animais equipado com circulação de água quente (ou ar quente) para regular a temperatura corporal durante o exame. Ajuste da temperatura no leito de 37 ° C. Insira uma sonda de temperatura rectal para monitorizar a temperatura do corpo durante o exame. </li><li> Aplicar uma placa de plástico orthogonally dobrada na área abdominal. Verifique se o tumor está localizado atrás da extremidade superior do tabuleiro, e, em seguida, puxe para baixo a placa ligeiramente (~ 2 mm) para garantir o tumor é capturado pela diretoria. Tape o tabuleiro para a cama dos animais com firmeza. </li><li> Tape um transduce pad respiraçãor (SA Instrument, Inc., Stony Brook, NY) na região do peito para monitorar a respiração animal durante o exame. Inserir uma bobina de superfície no topo da região do tumor, e fita-lo para a cama de animais com firmeza. Empurrar a cama dos animais no scanner MR para colocar a região do tumor no centro da bobina de volume (diâmetro interno: 72 milímetros). </li><li> Executar a correspondência e afinação tanto para o receptor e transmissor, seguido por calços. </li><li> Comece com uma sequência MR anatômica para localizar o tumor. Use uma sequência spin-echo (T2W) turbo T2 para obter imagens axiais com os seguintes parâmetros de aquisição. Tempo de repetição (TR) / tempo de eco (TE) = 3.000 / 34 ms, 128 x matriz de 128, 30 x 30 mm campo de visão, número de médias = 1, comprimento do comboio echo = 4 e 20 contíguas de 1 mm de espessura em um modo entrelaçado para cobrir toda a região do tumor (tempo total de digitalização: 1,6 min). Observação: Uma vez que os tumores pancreáticos ortotópicos são mais difíceis de ser localizado do que as subcutâneas, locali convencionalzer imagens com resolução mais baixa pode não ser útil. </li><li> Adquirir imagens ponderadas em T1 (T1W) com vários ângulos de aleta para recuperar T1 mapa. Para esta finalidade, utilizar um gradiente de eco abordagem ângulo multiflip com os seguintes parâmetros: tempo de repetição (TR) / tempo de eco (TE) = 115/3 mseg, de 128 x 128 de matriz, um campo de 30 x 30 mm de vista, o número de médias = 4, ~ 5-7 contíguas de 1 mm de espessura em um modo entrelaçado para cobrir a região do tumor, e sete ângulos de aleta de 10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70 (tempo total de digitalização por flip angle: 1 min). NOTA: No entanto, a abordagem ângulo multiflip é eficiente somente quando o campo B1 homogeneidade é alta. Se não, mapas T1 pode ser obtido com a abordagem TR múltipla, em vez de 15. </li><li> Adquira imagens T1W antes e após a injeção de contraste gadolínio baseado MR. Use os mesmos parâmetros de aquisição e da geometria para o mapeamento T1 mas com o ângulo da aleta fixa de 30. Use codificação linear para garantir estado estacionário quando o centro de k-espaço é obtido, especially quando um curto TR e um ângulo de baixo grau de aleta são usados. Adquirir 5 imagens de base antes de injeção de contraste. Em seguida, adquirir 40 imagens após a injeção de contraste (tempo total de digitalização: 45 min). Usar uma bomba de seringa para injectar agente de contraste a uma taxa constante (0,01 ml / seg). </li><li> Controlar a respiração dos animais de forma contínua, e ajustar concentração de isoflurano para manter a freqüência respiratória para 50 - 100 respirações por minuto. Monitore a temperatura do corpo do animal durante exames de imagem. </li><li> Depois de completar DCE-MRI, retirar a agulha e outras sondas, e colocar o animal em uma gaiola vazia camas com toalhas de papel. Massageie suavemente a área abdominal inferior. A gaiola deve ser colocado metade sob uma lâmpada de calor para que os animais possam entrar e sair do gradiente de calor como ele se recupera. Não deixe um animal sem supervisão até que ele recuperou a consciência suficiente para manter decúbito esternal. </li></ol> 3. Processamento de Imagem e Análise <ol><li> Regi tumorais Segmento<html> em em imagens em T2. Em imagens em T2, a intensidade do sinal na região do tumor é mais brilhante do que a dos tecidos circundantes, de modo que o limite do tumor pode ser delineada manualmente. NOTA: técnicas semi-automáticas de segmentação, como limiar global ou contorno ativo pode ser usado 16,17, mas a intensidade de fundo irregular deve ser corrigido especialmente quando uma bobina de superfície é usado. </li><li> Criar mapas T1 e densidade de prótons. Em imagens T1W adquiridos com uma sequcia de eco de gradiente, assumindo que o tempo de eco (TE) é muito menor do que em T2 * valor, o valor de pixel é determinada pela <img alt="Equação 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq1.jpg" /> onde S 0 é a densidade de prótons, T 1 T 1 é tempo de relaxamento constante, TR é tempo de repetição, e θ é um ângulo de flip. A equação (1) pode ser reescrito para 641eq2.jpg &quot;/&gt; quando S (θ) / sinθ é substituído com Y, e S (θ) / tanθ é substituído com X. A equação (2) é uma equação linear, e a sua inclinação e intersecção pode ser utilizado para recuperar e T1 S valores 0, respectivamente. </li><li> Calcule concentração contraste MR em imagens DCE-MR. Quando agente de contraste MR base de gadolínio é injetado, T 1 relaxamento constante de tempo é alterada ao longo do tempo. Então, a equação (1) pode ser reescrito para <img alt="Equação 3" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq3.jpg" /> T 1 (t) está relacionada com a concentração de contraste MR, C (t), como se segue, <img alt="Equação 4" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq4.jpg" /> em que r é 1 a relaxação longitudinal do agente de contraste de MR. Assim, combinando as equações (3) e (4), a concentração de contraste MR é determinada pela <img alt = &quot;Equação 5&quot; fo: content-width = src &quot;3in&quot; = &quot;/ files / ftp_upload / 52641 / 52641eq5.jpg&quot; /&gt; </li><li> Quantificar os parâmetros farmacocinéticos do MR contraste agente. C p (t) apresenta concentração contraste MR no plasma sanguíneo no tempo t após o início da injeção de contraste. C p (t) é chamada função de entrada arterial (AIF). Se FIA ​​está disponível, os parâmetros farmacocinéticos do agente de contraste MR pode ser calculado <img alt="Equação 6" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq6.jpg" /> em que C t (t) é a concentração de contraste na RM de um tecido alvo, p v é o volume do plasma sanguíneo fraccionada, e v é o volume extracelular extravascular fraccionada, e K é uma constante trans transferência de volume. Taxa de fluxo constante, k ep é igual a K trans divididos por v e. Se FIA não está disponível, então o modelo da região de referência pode ser utilizado em vez 18,19. O modelo da região de referência é baseado no modelo de fluxo Kety-20 e limitada usa concentração de contraste em uma região de referência para eliminar a necessidade de AIF como se segue, <img alt="Equação 7" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52641/52641eq7.jpg" /> em que C t, ROI (t), K trans, ROI, e v e, ROI são concentração contraste, a transferência de volume constante, e volume extracelular extravascular-fraccionada, respectivamente, na região de interesse (ROI), enquanto a C t, RR (t), K trans, RR, e v e, RR são os da região de referência. Músculo paravertebral é frequentemente seleccionada como a região de referência e v e, em pa murino RRravertebral músculo é assumido ser constante a 0,08 21. Usamos o modelo região de referência. </li></ol>

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Authors do not have any conflicts of interest to declare.

Nós introduzimos os métodos detalhados de modelagem de tumor pancreático orthotopic usando ratos imunodeficientes, DCE-MRI de tumores abdominais em ratos, e quantificação de seus parâmetros cinéticos. Na modelagem de tumor pancreático orthotopic, é preciso ter cuidado ao inserir uma agulha na cauda do pâncreas. Se for bem sucedido, as células serão transferidos para a cabeça do pâncreas criando uma pequena bolha. Ao aplicar-se uma placa de plástico orthogonally dobrado, é fundamental para confirmar que o...

O objetivo geral deste método é a aplicação de contraste dinâmico aprimorado ressonância magnética (DCE-MRI) para ortotópicos xenografts tumor pancreático em camundongos. DCE-MRI é um método não-invasivo de avaliação da microvasculatura num tecido alvo por monitorização da alteração de contraste MR ao longo de um certo período de tempo após a injecção. DCE-MRI tem sido utilizada para diagnóstico de tumores malignos e para avaliar a resposta do tumor a várias terapias 1-4. Quantitative DCE-MRI apresentou alta reprodutibilidade 5. Para quantificar os parâmetros farmacocinéticos de um agente de contraste MR em um tecido alvo, todas as imagens DCE-MR adquiridas em diferentes momentos e mapa T1 obtidos antes da injeção de contraste devem ser georeferenciados 6. No entanto, devido aos movimentos respiratórios e peristálticas na área abdominal, quantitativa DCE-MRI teve aplicação limitada para tumores gastrointestinais. Modelos ortotópicos de tumor pancreático foram utilizados para avaliarresposta de pâncreas-tumor seguinte terapias biológicas e quimioterapias 7,8. Modelos ortotópicos de tumor são considerados superiores aos modelos subcutâneos convencionais, uma vez que o microambiente no local do tumor original é reflectida e, assim, a resposta do tumor à terapia humana podem ser previstos com mais precisão. No entanto, o pâncreas do mouse está localizado no quadrante superior esquerdo do abdome, de modo quantitativo DCE-MRI de ortotópicos xenotransplantes de tumor do pâncreas em ratos não foi prontamente implementadas. Nós estabelecemos um protocolo de DCE-MRI de tumores abdominais em camundongos, fixando os tumores usando uma placa de plástico orthogonally dobrado para evitar a transferência de movimento da região do tórax 9. A pressão aplicada por este fórum foi localizada na área abdominal, e não resultou em dificuldade respiratória. Uma técnica automatizada imagem coregistration foi validado para DCE-MRI de órgãos abdominais em um modo livre de respiração, mas ele executa effectively apenas quando as regiões alvo mover-se lentamente e regularmente 10. A freqüência respiratória dos animais é variável durante o exame, moderação, de modo físico na área abdominal será necessário para recuperar os parâmetros farmacocinéticos de confiança em modelos de ratos tumor pancreático ortotópicos. Temos quantificada com sucesso os parâmetros farmacocinéticos de um agente de contraste MR em ortotópicos xenografts tumor pancreático usando a placa de plástico orthogonally dobrado em DCE-MRI 11-13. Aqui apresentamos o procedimento detalhado de modelagem tumor pancreático orthotopic, DCE-MRI dos xenotransplantes de tumor em ratos, e quantificação dos parâmetros farmacocinéticos.

<table><tbody><tr><td>DMEM</td><td>Invitrogen</td><td>11965-118</td><td></td></tr><tr><td>Fetal bovine serum</td><td>Harlan Laboratories</td><td>BT-9501</td><td></td></tr><tr><td>Betadine</td><td>Purdue products</td><td>67618-153-01</td><td></td></tr><tr><td>5-0 Prolene sutures</td><td>Ethicon</td><td>8720H</td><td></td></tr><tr><td>9.4T MR scanner</td><td>Bruker Biospin Corporation</td><td>BioSpec 94/20 USR</td><td></td></tr><tr><td>Gadoteridol</td><td>Bracco Diagnostics Inc</td><td>NDC 0270-1111-03</td><td></td></tr><tr><td>Micro-polyethelene tube</td><td>Strategic Applications, Inc</td><td>#PE-10-25</td><td></td></tr><tr><td>30 G blunt tip needle</td><td>Strategic Applications, Inc</td><td>89134-194</td><td></td></tr><tr><td>Monitoring and gating system</td><td>SA instruments, Inc</td><td>Model 1030</td><td>This is an MR compatiable system to measure resiratory rating and body temperature of small animals at the same time.</td></tr><tr><td>Syringe pump</td><td>New Era Pump Systems, Inc.</td><td>NE-1600</td><td></td></tr></tbody></table>

dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging of an orthotopic pancreatic cancer mouse model

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe respiratory motion artifact in the abdominal area. Orthotopic tumor models offer advantages over subcutaneous ones, because those can reflect the primary tumor microenvironment affecting blood supply, neovascularization, and tumor cell invasion. We have recently established a protocol of DCE-MRI of orthotopic pancreatic tumor xenografts in mouse models by securing tumors with an orthogonally bent plastic board to prevent motion transfer from the chest region during imaging. The pressure by this board was localized on the abdominal area, and has not resulted in respiratory difficulty of the animals. This article demonstrates the detailed procedure of orthotopic pancreatic tumor modeling using small animals and DCE-MRI of the tumor xenografts. Quantification method of pharmacokinetic parameters in DCE-MRI is also introduced. The procedure described in this article will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

As células tumorais pancreáticas humanas crescer com sucesso em pâncreas de rato criando um tumor sólido. A Figura 1 apresenta fotografias de (A) um pâncreas normal onde a solução da célula de tumor é injectada, e (B) um ratinho representativo tendo um xenoenxerto de tumor pancreático ortotópico (MIA PaCa-2 ). Tumor está localizado no quadrante superior esquerdo do abdómen, ao lado do baço. Ele normalmente leva 2-4 semanas para que os tumores a crescer até 5-7 mm de diâmetro após o impl...

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Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy.

Contraste Dinâmico aprimorada Ressonância Magnética de um Modelo de câncer de pâncreas Orthotopic Rato

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

15.0K visualizações.  University of Alabama at Birmingham. The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy. 

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Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will survive longer than five years. In order to understand and mimic the microenvironment of pancreatic tumors, we utilized a murine orthotopic model of pancreatic cancer that allows non-invasive imaging of tumor progression in real time. Pancreatic cancer cells expressing green fluorescent protein (PANC-1 GFP) were suspended in basement membrane matrix, high concentration, (e.g., Matrigel HC) with serum-free media and then injected into the tail of the pancreas via laparotomy. The cell suspension in the high concentration basement membrane matrix becomes a gel-like substance once it reaches room temperature; therefore, it gels when it comes in contact with the pancreas, creating a seal at the injection site and preventing any cell leakage. Tumor growth and metastasis to other organs are monitored in live animals by using fluorescence. It is critical to use the appropriate filters for excitation and emission of GFP. The steps for the orthotopic implantation are detailed in this article so researchers can easily replicate the procedure in nude mice. The main steps of this protocol are preparation of the cell suspension, surgical implantation, and whole body fluorescent in vivo imaging. This orthotopic model is designed to investigate the efficacy of novel therapeutics on primary and metastatic tumors.

A procedure to implant green fluorescent protein-expressing pancreatic cancer cells (PANC-1 GFP) orthotopically into the pancreas of Balb-c Ola Hsd-Fox1nu mice to assess tumor progression and metastasis is presented here.

Fluorescente modelo de camundongo ortotópico de câncer de pâncreas

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will ...

Pesquisa do câncer

Utilizing High Resolution Ultrasound to Monitor Tumor Onset and Growth in Genetically Engineered Pancreatic Cancer Models

The LSL-KrasG12D/+; LSL-Trp53R172H/+; Pdx-1-Cre (KPC) mouse model represents an established and frequently used transgenic model to evaluate novel therapies in pancreatic cancer. Tumor onset is variable in the KPC model between 8 weeks and several months. Therefore, non-invasive imaging tools are required to screen for tumor onset and monitor for response to treatment. To address this issue, different approaches have emerged over the last years. High resolution ultrasound has major advantages such as non-invasiveness, fast session times and a high image resolution without radiation exposure. However, ultrasound in mice is not trivial and sufficient anatomical knowledge and practical skills are required to successfully perform high resolution ultrasound in preclinical pancreatic cancer models. With the following article, a detailed hands-on guide for abdominal ultrasound in murine models with a particular focus on endogenous pancreatic cancer models is presented. Furthermore, a summary of common mistakes and how to avoid them is provided.

This article describes the utilization of high-resolution ultrasound in genetically engineered pancreatic cancer mice. The primary aim is to provide a detailed instruction for detection and evaluation of endogenous pancreatic tumors.

Utilizando o ultra-som de alta resolução para o aparecimento de Tumor de Monitor e crescimento em modelos de câncer pancreático geneticamente modificados

The LSL-KrasG12D/+; LSL-Trp53R172H/+; Pdx-1-Cre (KPC) mouse model represents an established and frequently used transgenic model to evaluate novel ...

Ultrasound-Guided Orthotopic Implantation of Murine Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the limitations of current treatments, as the majority of patients do not respond to immunotherapy. Development of accurate preclinical models to quickly identify novel and effective therapeutic combinations are critical to address this unmet clinical need. Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) is a canonical example of an immune checkpoint blockade resistant tumor with only 2% of patients responding to immunotherapy. The genetically engineered KrasG12D+/-;Trp53R172H+/-;Pdx-1 Cre (KPC) mouse model of PDA recapitulates human disease and is a valuable tool for assessing therapies for immunotherapy resistant in the preclinical setting, but time to tumor onset is highly variable. Surgical orthotopic tumor implantation models of PDA maintain the immunobiological hallmarks of the KPC tissue-specific tumor microenvironment (TME) but require a time-intensive procedure and introduce aberrant inflammation. Here, we use an ultrasound-guided orthotopic tumor implantation model (UG-OTIM) to non-invasively inject KPC-derived PDA cell lines directly into the mouse pancreas. UG-OTIM tumors grow in the endogenous tissue site, faithfully recapitulate histological features of the PDA TME, and reach enrollment-sized tumors for preclinical studies by four weeks after injection with minimal seeding on the peritoneal wall. The UG-OTIM system described here is a rapid and reproducible tumor model that may allow for high throughput analysis of novel therapeutic combinations in the murine PDA TME.

We describe a protocol for the ultrasound guided implantation of murine-derived pancreatic ductal adenocarcinoma cell lines directly into the native tumor site. This approach resulted in pancreatic tumors detectable by ultrasound scanning within 2-4 weeks of injection, and significantly reduced the proportion tumor cell seeding on the peritoneal wall as compared to surgical orthotopic implantation.

Implantação ortotópica guiada por ultrassom do Adenocarcinoma Ductal Pancreático murine

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the ...

An Orthotopic Resectional Mouse Model of Pancreatic Cancer

There is a lack of satisfactory animal models to study adjuvant and/or neoadjuvant therapy in patients being considered for surgery of pancreatic cancer (PC). To address this deficiency, we describe a mouse model involving orthotopic implantation of PC followed by distal pancreatectomy and splenectomy. The model has been demonstrated to be safe and suitably flexible for the study of various therapeutic approaches in adjuvant and neo adjuvant settings.
In this model, a pancreatic tumor is first generated by implanting a mixture of human pancreatic cancer cells (luciferase-tagged AsPC-1) and human cancer associated pancreatic stellate cells into the distal pancreas of Balb/c athymic nude mice. After three weeks, the cancer is resected by re-laparotomy, distal pancreatectomy and splenectomy. In this model, bioluminescence imaging can be used to follow the progress of cancer development and effects of resection/treatments. Following resection, adjuvant therapy can be given. Alternatively, neoadjuvant treatment can be given prior to resection.
Representative data from 45 mice are presented. All mice underwent successful distal pancreatectomy/splenectomy with no issues of hemostasis. A macroscopic proximal pancreatic margin greater than 5 mm was achieved in 43 (96%) mice. The technical success rate of pancreatic resection was 100%, with 0% early mortality and morbidity. None of the animals died during the week after resection.
In summary, we describe a robust and reproducible technique for a surgical resection model of pancreatic cancer in mice which mimics the clinical scenario. The model may be useful for the testing of both adjuvant and neoadjuvant treatments.

In the clinical context, patients with localized pancreatic cancer will undergo pancreatectomy followed by adjuvant treatment. This protocol reported here aims to establish a safe and effective method of modelling this clinical scenario in nude mice, through orthotopic implantation of pancreatic cancer followed by distal pancreatectomy and splenectomy.

Um modelo de rato resemcional ortotópico de câncer pancreático

There is a lack of satisfactory animal models to study adjuvant and/or neoadjuvant therapy in patients being considered for surgery of pancreatic cancer ...

Bioluminescent Orthotopic Model of Pancreatic Cancer Progression

Pancreatic cancer has an extremely poor five-year survival rate of 4-6%. New therapeutic options are critically needed and depend on improved understanding of pancreatic cancer biology. To better understand the interaction of cancer cells with the pancreatic microenvironment, we demonstrate an orthotopic model of pancreatic cancer that permits non-invasive monitoring of cancer progression. Luciferase-tagged pancreatic cancer cells are resuspended in Matrigel and delivered into the pancreatic tail during laparotomy. Matrigel solidifies at body temperature to prevent leakage of cancer cells during injection. Primary tumor growth and metastasis to distant organs are monitored following injection of the luciferase substrate luciferin, using in vivo imaging of bioluminescence emission from the cancer cells. In vivo imaging also may be used to track primary tumor recurrence after resection. This orthotopic model is suited to both syngeneic and xenograft models and may be used in pre-clinical trials to investigate the impact of novel anti-cancer therapeutics on the growth of the primary pancreatic tumor and metastasis.

Improved understanding of pancreatic cancer biology is critically needed to enable the development of better therapeutic options to treat pancreatic cancer. To address this need, we demonstrate an orthotopic model of pancreatic cancer that permits non-invasive monitoring of cancer progression using in vivo bioluminescence imaging.

Modelo ortotópico bioluminescente de progressão do câncer de pâncreas

Pancreatic cancer has an extremely poor five-year survival rate of 4-6%.  New therapeutic options are critically needed and depend on improved ...

Medicina

Generation of an Orthotopic Xenograft of Pancreatic Cancer Cells by Ultrasound-Guided Injection

Pancreatic cancer (PCa) represents one of the deadliest cancer types worldwide. The reasons for PCa malignancy mainly rely on its intrinsic malignant behavior and high resistance to therapeutic treatments. Indeed, despite many efforts, both standard chemotherapy and innovative target therapies have substantially failed when moved from preclinical evaluation to the clinical setting. In this scenario, the development of preclinical mouse models better mimicking in vivo characteristics of PCa is urgently needed to test newly developed drugs. The present protocol describes a method to generate a mouse model of PCa, represented by an orthotopic xenograft obtained by ultrasound-guided injection of human pancreatic tumor cells. Using such a reliable and minimally invasive protocol, we also provide evidence of in vivo engraftment and development of tumor masses, which can be monitored by ultrasound (US) imaging. A noteworthy aspect of the PCa model described here is the slow development of the tumor masses over time, which allows precise identification of the starting point for pharmacological treatments and better monitoring of the effects of therapeutic interventions. Moreover, the technique described here is an example of implementation of the 3Rs principles since it minimizes pain and suffering and directly improves the welfare of animals in research.

We present a protocol to generate a minimally invasive orthotopic pancreatic cancer model by ultrasound-guided injection of human pancreatic cancer cells and the subsequent monitoring of tumor growth in vivo by ultrasound imaging.

Geração de um xenoenxerto ortotópico de células cancerígenas pancreáticas por injeção guiada por ultrassom

Pancreatic cancer (PCa) represents one of the deadliest cancer types worldwide. The reasons for PCa malignancy mainly rely on its intrinsic malignant ...

Syngeneic Mouse Orthotopic Allografts to Model Pancreatic Cancer

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a very complex disease characterized by a heterogeneous tumor microenvironment made up of a diverse stroma, immune cells, vessels, nerves, and extracellular matrix components. Over the years, different mouse models of PDAC have been developed to address the challenges posed by its progression, metastatic potential, and phenotypic heterogeneity. Immunocompetent mouse orthotopic allografts of PDAC have shown good promise owing to their fast and reproducible tumor progression in comparison to genetically engineered mouse models. Moreover, combined with their ability to mimic the biological features observed in autochthonous PDAC, cell line-based orthotopic allograft mouse models enable large-scale in vivo experiments. Thus, these models are widely used in preclinical studies for rapid genotype-phenotype and drug-response analyses. The aim of this protocol is to provide a reproducible and robust approach to successfully inject primary mouse PDAC cell cultures into the pancreas of syngeneic recipient mice. In addition to the technical details, important information is given that must be considered before performing these experiments.

Syngeneic mouse orthotopic allografts of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) recapitulate the biology, phenotypes, and therapeutic responses of disease subtypes. Owing to their fast, reproducible tumor progression, they are widely used in preclinical studies. Here, we show common practices to generate these models, injecting syngeneic murine PDAC cultures into the pancreas.

Aloenxertos Ortotópicos Singênicos de Camundongos para Modelo de Câncer de Pâncreas

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a very complex disease characterized by a heterogeneous tumor microenvironment made up of a diverse stroma, ...

DCE-MRI of Orthotopic Pancreatic Tumor Xenografts: A Method to Assess Microvasculature in a Target Tumor Tissue

Source: Kim, H. et al.&#160;<a href="https://www.jove.com/v/52641/" target="_blank">Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model</a>. J. Vis. Exp. (2015).
This video describes the technique of DCE-MRI for orthotropic pancreatic tumor xenografts in mice.&#160;DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy. This method will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

DCE-MRI de Xenoenxertos de Tumor Pancreático Ortotópico: Um Método para Avaliar a Microvasculatura em um Tecido Tumoral Alvo

Source: Kim, H. et al.&#160;Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model. J. Vis. Exp. (2015).
This ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Câncer Pancreático

Técnicas e ensaios

Bioluminescent Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model: A Non-invasive Technique to Monitor Cancer Progression in Mice

Source: Chai, M. G., et al. <a href="https://www.jove.com/v/50395/" target="_blank">Bioluminescent Orthotopic Model of Pancreatic Cancer Progression</a>.&#160;J. Vis. Exp.&#160;(2013).
This video demonstrates an orthotopic model of pancreatic cancer that utilizes Matrigel for localized cell delivery and&#160;in vivo&#160;bioluminescence imaging for non-invasive monitoring of tumor progression. The orthotopic model is suited to both syngeneic and xenograft models and could be used in pre-clinical trials to investigate the impact of novel anti-cancer therapeutics on the growth of the primary pancreatic tumor and metastasis.

Modelo de camundongo com câncer de pâncreas ortotópico bioluminescente: uma técnica não invasiva para monitorar a progressão do câncer em camundongos

Source: Chai, M. G., et al. Bioluminescent Orthotopic Model of Pancreatic Cancer Progression.&#160;J. Vis. Exp.&#160;(2013).
This video demonstrates an ...

Orthotopic Homograft Tumor Transplantation: A Technique to Generate Pancreatic Tumor Mouse Models

Source: An, X. et al.&#160;<a href="https://www.jove.com/v/57460/" target="_blank">Immunophenotyping of Orthotopic Homograft (Syngeneic) of Murine Primary KPC Pancreatic Ductal Adenocarcinoma by Flow Cytometry</a>. J. Vis. Exp. (2018)
The video explains a stepwise surgical method for orthotopic implantation of a tumor fragment from a cancerous donor to the pancreas of a non-cancerous recipient mice for development of pancreatic cancer. Orthotopically implanted PDAC could recapture the tissue microenvironment of human pancreatic cancers than conventional subcutaneous (SC) models more accurately.

Transplante de tumor ortotópico de homoenxerto: uma técnica para gerar modelos de camundongos com tumor pancreático

Source: An, X. et al.&#160;Immunophenotyping of Orthotopic Homograft (Syngeneic) of Murine Primary KPC Pancreatic Ductal Adenocarcinoma by Flow Cytometry. ...