Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

תרגום ממצאי המיקרוסקופ התוך-חיוני מאותגר על ידי חדירת העומק הרדוד שלו לרקמה. כאן אנו מתארים מודל עכבר תא חלון גבי המאפשר רישום משותף של מיקרוסקופיה תוך חיונית ושיטות הדמיה ישימות קלינית (למשל, CT, MRI) למתאם מרחבי ישיר, מה שעשוי לייעל את התרגום הקליני של ממצאי מיקרוסקופ תוך חיוני.

Abstract

הדמיה תוך-חיונית פרה-קלינית כגון מיקרוסקופיה וטומוגרפיה קוהרנטית אופטית הוכיחו את עצמם ככלים רבי ערך בחקר הסרטן להדמיית המיקרו-סביבה של הגידול ותגובתו לטיפול. שיטות הדמיה אלה הן בעלות רזולוציה בקנה מידה מיקרוני אך השימוש בהן מוגבל במרפאה בשל עומק החדירה הרדוד שלהן לרקמה. שיטות הדמיה ישימות יותר מבחינה קלינית כגון CT, MRI ו- PET הן בעלות עומק חדירה גדול בהרבה, אך הן בעלות רזולוציה מרחבית נמוכה יחסית (קנה מידה של מ"מ).

כדי לתרגם ממצאי הדמיה תוך-חיונית פרה-קליניים למרפאה, יש לפתח שיטות חדשות כדי לגשר על פער הרזולוציה בין מיקרו למאקרו . כאן אנו מתארים מודל עכבר גידול של תא חלון אחורי מקופל עור שנועד לאפשר הדמיה פרה-קלינית, תוך-חיונית וישימה קלינית (CT ו-MR) באותה חיה, ואת פלטפורמת ניתוח התמונה המקשרת בין שתי שיטות הדמיה נפרדות אלה. חשוב לציין, גישת תא החלון המתוארת מאפשרת לרשום במשותף את אופני ההדמיה השונים בתלת-ממד באמצעות סמנים פידוקיאליים על תא החלון לצורך קונקורדנציה מרחבית ישירה. מודל זה יכול לשמש לאימות שיטות הדמיה קליניות קיימות, כמו גם לפיתוח שיטות חדשות באמצעות קשר ישיר עם "אמת קרקעית" ממצאים אינטרה-חיוניים ברזולוציה גבוהה.

לבסוף, ניתן לעקוב לאורך זמן אחר תגובת הגידול לטיפולים שונים - כימותרפיה, הקרנות, טיפול פוטודינמי - באמצעות מתודולוגיה זו באמצעות שיטות הדמיה פרה-קליניות וקליניות. מודל עכבר הגידול של תא החלון הגבי ופלטפורמות ההדמיה המתוארות כאן יכולות לשמש במגוון מחקרי סרטן, למשל, בתרגום ממצאי מיקרוסקופ תוך חיוני פרה-קליני לשיטות הדמיה ישימות יותר מבחינה קלינית כגון CT או MRI.

Introduction

מיקרו-וסקולטורה של הגידול היא מרכיב חשוב במיקרו-סביבה של הגידול שיכול להיות מטרה לטיפול וגורם מכריע בתגובה לטיפול. במסגרת הפרה-קלינית, מיקרו-כלי הדם נחקרים בדרך כלל באמצעות מיקרוסקופ תוך-חיוני במודלים אורתוטופיים או הטרוטופיים של בעלי חיים בתאי חלון 1,2. יש לכך מספר יתרונות על פני מחקרים היסטולוגיים מכיוון שההדמיה נעשית ברקמות חיות וניתן לעקוב אחר הגידול לאורך מספר שבועות או אפילו חודשים 2,3. מחקרים אלה יכולים למנף את יכולות ההדמיה ברזולוציה גבוהה של מיקרוסקופיה תוך חיונית כדי לחקור את מתן התרופות לגידול 4,5

Protocol

כל ההליכים בבעלי חיים בוצעו בהתאם למדריך לטיפול ושימוש בחיות ניסוי שנקבע על ידי המועצה הקנדית לטיפול בבעלי חיים. הניסויים בוצעו על פי פרוטוקול שאושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של רשת הבריאות האוניברסיטאית בטורונטו, קנדה.

1. ציון דרך בחיסון הגידול

Representative Results

טומוגרפיית קוהרנטיות אופטית של שונות כתמים (svOCT) בוצעה כדי לקבל תמונות מיקרו-וסקולריות תלת-ממדיות של שדה ראייה גדול (FOV) (6 x 6 מ"מ,2 רוחבי x 1 מ"מ עומק). כדי להשיג תמונות אלה, נעשה שימוש במערכת OCT מקור סחף שתוארה קודם לכן, המבוססת על אינטרפרומטר ריבועי23. תמונות OCT נרכשו על ידי תפי?.......

Discussion

בעבודה זו, פיתחנו זרימת עבודה לביצוע הן במיקרוסקופ תוך חיוני והן בדימות קליני (CT, MRI ו- PET) באותה חיה. זאת, במטרה לתרגם את ממצאי המיקרוסקופ הפרה-קליני למרפאה על ידי התאמה ישירה של מיקרוסקופ תוך-חיוני עם שיטות הדמיה קליניות כגון MRI. למרות שעיצובי DSFC קונבנציונליים עשויים ממתכת 2,3,.......

Acknowledgements

אנו מודים לד"ר קרלה קלסדה (פוסט-דוקטורנטית, מרכז הסרטן ע"ש הנסיכה מרגרט) ולד"ר טימותי סמואל (דוקטורנט, מרכז הסרטן ע"ש הנסיכה מרגרט) על עזרתם בגידול תאי גידול ופיתוח פרוטוקול חיסון. ד"ר קתלין מא, ד"ר אנה פייטרשק וד"ר אליסה גולדשטיין (המרכז לחקר בעלי חיים, מרכז הסרטן על שם הנסיכה מרגרט) סייעו בפיתוח פרוטוקול ניתוח. ג'ייקוב ברוסקה (טכנולוג הנדסה רפואית, מרכז הסרטן ע"ש הנסיכה מרגרט) וויין קלר (מנהל לקוחות חומרה, Javelin Technologies – חברה מקבוצת TriMech) הדפיסו בתלת-ממד את תאי החלונות. ג'יימס יונקמן (Advanced Optical Microscopy Facility, University Health Network) סיפק הדרכה רבת ערך לרכישת תמונות במיקרוסקופ ברייטפילד ופלואורסצנטי.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Cell Culture Materials
BxPC-3 Human Pancreatic Cancer CellsATCC (American Type Culture Collection)CRL-1687
Corning Matrigel Basement Membrane Matrix, LDEV-free, 10 mLCorning354234
Corning Stripettor Ultra Pipet ControllerCorning07-202-350
Dulbecco Phospphate buffered saline without Calcium, Magnesium, or phenol red, 500 mLGibco14190144
Fetal Bovine Serum (Canada), 500 mLSigma-AldrichF1051-500ML
Penicillin-Streptomycin 100x (liquid,stabilized, sterile-filtered, cell culture tested)Sigma-AldrichP4333-100ML
RPMI Medium 1640 (1x), liquid; with L-Glutamine, 500 mLGibco11875093
TrypLE Express Enzyme, 500 mLGibco12605028
Window Chamber Materials
12 mm Glass CoverslipHarvard Apparatus  CS-12R No. 1.5
Connex 500 3D PrinterStratasysN/A
Biocompatible clear MED610 resinStratasys RGD810
Loctite AA 3105 UV curable glueLoctiteLCT1214249
Window chamber back frameTrimech IncN/A
Window chamber fiducial markerTrimech IncN/A
Window Chamber front frameTrimech IncN/A
Window chamber support clipTrimech IncN/A
inoculation and Surgery Materials
BD SafetyGlide Insulin Syringes with Permanently Attached Needles, 0.5 mL, 29 G x 1/2"BDCABD305932
Betadine SolutionBetadineAP-B002C2R98U
Cidex OPA 14 Day Solution 3.8 LASPJOH20394
Disposable Surgical Underpads 23 inch x 24 inchKendall7134
Eye lubricant  Optixcare50-218-8442
Hair removal creamNair‎061700222611
Halstead Hemostatic ForcepsAlmedic7742-A12-150
Heating padSunbeam B086MCN59R
Iris ScissorsAlmedic7601-A8-690
IsofluraneSigma792632
Metacam Boehringer Ingelheim Animal Health USA IncNDC 0010-6015-03
NOD.Cg-Rag1tm1Mom Il2rgtm1Wjl/SzJ mousethe Jackson laboratory7799
Peanut Clipper & TrimmerWahl8655-200
 SOFSILK Nonabsorbable Surgical Suture #5-0 with 3/8" Taper point needle (17 mm) (Wax Coated,Braided Black Silk, Sterile)  Syneture  VS880
Splinter ForcepsAlmedic7725-A10-634
MR Imaging
3D printed window chamber immobilization device.custom 3D printed, refer to figure 3 for details.
Convection heating device3M Bair Hugger70200791401
Drug injection systemHarvard Apparatus  PY2 70-2131PHD 22/2200 MRI compatible Syringe Pump
Gadovist 1.0Bayer2241089
Respiratory monitoring systemSAIIModel 1030MR-compatible monitoring and gating system for small animals.
Tail vein catheter (27 G 0.5" )Terumo Medical Corp15253
Optical Imaging
3D printed imaging stageCustom 3D printed, refer to supplementary figure 3 for details.
12 V 7 W Flexible Polyimide Heater Plate Thin Adhesive PI Heating Film 25 mm x 50 mmBANRIA B09X16XCVSHeating element used for mouse body temeprature regulation.
DC power supplyBK Precission1761Used to power the heating element.
Leica MZ FLIIILeica Microsystems15209
svOCT imaging systemIn-house made imaging system. Details can be found in reference 23.
Software
MATLAB SoftwareMathWorksR2020A

References

  1. Fukumura, D., Duda, D. G., Munn, L. L., Jain, R. K. Tumor microvasculature and microenvironment: Novel insights through intravital imaging in pre-clinical models. Microcirculation. 17 (3), 206-225 (2010).
  2. Demidov, V., et al.

Explore More Articles

CTPET

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved