Реализация минимально инвазивной резекции опухоли головного мозга у грызунов для сбора тканей высокой жизнеспособности

Резюме

Настоящий протокол описывает стандартизированную резекцию опухолей головного мозга у грызунов с помощью минимально инвазивного подхода с интегрированной системой сохранения тканей. Этот метод имеет значение для точного отражения стандарта ухода за грызунами и другими моделями животных.

Аннотация

Настоящий протокол описывает стандартизированную парадигму резекции опухоли головного мозга грызунов и сохранения тканей. В клинической практике максимальная резекция опухоли является стандартом лечения большинства опухолей головного мозга. Однако большинство доступных в настоящее время доклинических моделей опухолей головного мозга либо не включают резекцию, либо используют хирургические модели резекции, которые отнимают много времени и приводят к значительной послеоперационной заболеваемости, смертности или экспериментальной вариабельности. Кроме того, выполнение резекции у грызунов может быть сложным по нескольким причинам, включая отсутствие клинически сопоставимых хирургических инструментов или протоколов и отсутствие установленной платформы для стандартизированного сбора тканей. Этот протокол подчеркивает использование многофункционального, неаблятивного резекционного устройства и интегрированной системы сохранения тканей, адаптированной из клинической версии устройства. Устройство, примененное в настоящем исследовании, сочетает в себе перестраиваемое всасывание и цилиндрическое лезвие в отверстии для точного зондирования, разрезания и всасывания ткани. Минимально инвазивное резекционное устройство выполняет свои функции через то же отверстие заусенца, которое использовалось для первоначальной имплантации опухоли. Такой подход сводит к минимуму изменения в региональной анатомии во время биопсии или резекционных операций и снижает риск значительной кровопотери. Эти факторы значительно сократили время операции (<2 мин / животное), улучшили послеоперационную выживаемость животных, снизили вариабельность в экспериментальных группах и привели к высокой жизнеспособности резецированных тканей и клеток для будущих анализов. Этому процессу способствует скорость лезвия ~ 1 400 циклов / мин, что позволяет собирать ткани в стерильную замкнутую систему, которая может быть заполнена физиологическим раствором по выбору. Учитывая растущую важность изучения и точного моделирования воздействия хирургии, сохранения и строгого сравнительного анализа регионализированных образцов резекции опухоли и внутриполостных терапевтических средств, этот уникальный протокол расширит возможности для изучения оставшихся без ответа вопросов о периоперационном лечении и терапевтическом открытии для пациентов с опухолями головного мозга.

Введение

Глиобластома (ГБМ) является наиболее распространенной и агрессивной первичной опухолью головного мозга у взрослых. Несмотря на недавние достижения в области нейрохирургии, разработки целевых лекарств и лучевой терапии, 5-летняя выживаемость пациентов с ГБМ составляет менее 5%, статистика, которая существенно не улучшилась за последние три десятилетия¹. Следовательно, существует потребность в более эффективных стратегиях лечения.

Для разработки новых методов лечения становится все более очевидным, что протоколы исследований должны (1) использовать переводимые доклинические модели, которые точно повторяют гетерогенност....

протокол

Все исследования на животных были одобрены Университетом Мэриленда и Комитетом по институциональному уходу за животными и их использованию Университета Джона Хопкинса. Для настоящего исследования использовались самки мышей C57BL/6 в возрасте 6-8 недель. Мыши были получены из коммерческих источников (см. Таблицу материалов). Были соблюдены все правила уровня биобезопасности 2 (BSL-2), включая использование масок, перчаток и халатов.

1. Начальная имплантация внутричерепной опухоли

1. На начальном этапе исследования интракраниально вводили каждой мыши 100 000 клеток (клеточная линия глиомы мыши GL261), ....

Результаты

Хирургическая резекция с использованием MIRS приводит к значительному снижению опухолевой нагрузки
В группе с меньшей опухолевой нагрузкой средний исходный биолюминесцентный сигнал составлял 5,5e+006 фотонов/с ± 0,2e+006 в подгруппе, подвергшейся резекции. После резекции средний б.......

Обсуждение

Резекция опухоли является краеугольным камнем планов лечения нейрохирургической онкологии как для низкосортных, так и для высокосортных опухолей головного мозга. Циторедукция и дебулкция опухоли коррелируют с улучшением неврологической функции и общей выживаемостью у пациентов с о.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 mL syringes	BD	309628
15 mL conical tubes	Corning	430052
200 proof ethanol	PharmCo	111000200
5 mL pipettes	CoStar	4487
70 micron filter	Fisher	08-771-2
Accutase	Millipore Sigma	SIG-SCR005
Anased (Xylazine injection, 100 mg/mL)	Covetrus	33198
Anesthesia System	Patterson Scientific	78935903
Anesthesic Gas Waste Container	Patterson Scientific	78909457
Bench protector underpad	Covidien	10328
C57Bl/6, 6-8 week old mice	Charles River Laboratories	Strain Code 027
ChroMini Pro	Moser	Type 1591-Q
Collagenase-Dispase	Roche	#10269638001
Countess II Automated Cell Counter	Thermo Fisher
Countess II FL Hemacytometer	Thermo Fisher	A25750
Debris Removal Solution	Miltenyi Biotech	#130-109-398
D-Luciferin	Goldbio	LUCK-1G
DMEM F12 media	Corning	10-090-CV
DMEM media	Corning	10-013-CV
DNAse I	Sigma Aldrich	#10104159001
Eppendorf tubes	Posi-Click	1149K01
Euthanasia solution	Henry Schein	71073
FBS	Millipore Sigma	F4135
Fetal Bovine Serum	Thermo Fisher	10437-028
Formalin	Invitrogen	INV-28906
Gauze	Henry Schein	101-4336
hEGF	PeproTech EC	100-15
Heparin	Sigma	H-3149
hFGF-b	PeproTech EC	1001-18B
Induction Chamber	Patterson Scientific	78933388
Isoflurane	Covetrus	11695-6777-2
Isoflurane Vaporizer	Patterson Scientific	78916954
Ketamine	Covetrus	11695-0703-1
Kopf Stereotactic frame	Kopf Instruments	5001
Lightfield Microscope	BioTek	Cytation 5
Microinjection Unit	Kopf	5001
Micromotor drill	Foredom	F210418
MRI system	Bruker	7T Biospec Avance III MRI Scanner
NICO Myriad System	NICO Corporation
Ophthalmic ointment	Puralube vet ointment
Papain	Sigma Aldrich	#P4762
PBS	Invitrogen	#14190250
PenStrep	Millipore Sigma	N1638
Percoll solution	Sigma Aldrich	#P4937
Pipette controller	Falcon	A07260
Povidone-iodine solution	Aplicare	52380-1905-08
Progesterone	Sigma	P-8783
Putrescine	Sigma	P-5780
RPMI Media	Invitrogen	INV-72400120
Scalpel blade	Covetrus	7319
Scalpel handle	Fine Science Tools	91003-12
Skin marker	Time Out	D538,851
Staple remover	MikRon	ACR9MM
Stapler	MikRon	ACA9MM
Staples	Clay Adams	427631
Stereotactic Frame	Kopf Instruments	5000
Sucrose	Sigma Aldrich	S9378
Suture, vicryl 4-0	Ethicon	J494H
T-75 culture flask	Sarstedt	83-3911-002
TheraPEAKTM ACK Lysing Buffer (1x)	Lonza	BP10-548E
Trypsin-EDTA	Corning	MDT-25-053-CI