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* These authors contributed equally
A tradução dos achados da microscopia intravital é desafiada por sua penetração em profundidade rasa no tecido. Aqui, descrevemos um modelo de camundongo com câmara de janela dorsal que permite o co-registro de microscopia intravital e modalidades de imagem clinicamente aplicáveis (por exemplo, TC, RM) para correlação espacial direta, potencialmente simplificando a tradução clínica dos achados da microscopia intravital.
Imagens intravitais pré-clínicas, como microscopia e tomografia de coerência óptica, provaram ser ferramentas valiosas na pesquisa do câncer para visualizar o microambiente tumoral e sua resposta à terapia. Essas modalidades de imagem têm resolução em escala de mícron, mas têm uso limitado na clínica devido à sua profundidade de penetração rasa no tecido. Modalidades de imagem mais clinicamente aplicáveis, como TC, RM e PET, têm profundidade de penetração muito maior, mas têm resolução espacial comparativamente menor (escala de mm).
Para traduzir os achados de imagem intravital pré-clínica para a clínica, novos métodos devem ser desenvolvidos para preencher essa lacuna de resolução micro a macro . Aqui, descrevemos um modelo de camundongo com tumor de câmara de janela de dobra cutânea dorsal projetado para permitir imagens intravitais pré-clínicas e clinicamente aplicáveis (TC e RM) no mesmo animal, e a plataforma de análise de imagem que liga esses dois métodos de visualização díspares. É importante ressaltar que a abordagem da câmara de janela descrita permite que as diferentes modalidades de imagem sejam co-registradas em 3D usando marcadores fiduciais na câmara da janela para concordância espacial direta. Este modelo pode ser usado para validação de métodos de imagem clínica existentes, bem como para o desenvolvimento de novos por meio de correlação direta com achados intravitais de alta resolução "ground truth".
Finalmente, a resposta do tumor a vários tratamentos - quimioterapia, radioterapia, terapia fotodinâmica - pode ser monitorada longitudinalmente com esta metodologia usando modalidades de imagem pré-clínicas e clinicamente aplicáveis. O modelo de camundongo de tumor de câmara de dobra cutânea dorsal e as plataformas de imagem descritas aqui podem, portanto, ser usados em uma variedade de estudos de pesquisa de câncer, por exemplo, na tradução de achados de microscopia intravital pré-clínica para modalidades de imagem mais clinicamente aplicáveis, como tomografia computadorizada ou ressonância magnética.
A microvasculatura tumoral é um componente importante do microambiente tumoral que pode ser um alvo para terapia e um determinante da resposta ao tratamento. No cenário pré-clínico, a microvasculatura é tipicamente estudada usando microscopia intravital em modelos animais ortotópicos ou heterotópicos de câmara de janela 1,2. Isso tem várias vantagens em relação aos estudos histológicos, uma vez que a imagem é feita em tecidos vivos e o tumor pode ser monitorado longitudinalmente por várias semanas ou até meses 2,3. Esses estudos podem aproveitar os rec....
Todos os procedimentos em animais foram realizados de acordo com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais Experimentais, estabelecido pelo Conselho Canadense de Cuidados com Animais. Os experimentos foram realizados de acordo com um protocolo aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da University Health Network em Toronto, Canadá.
1. Marcação de inoculação de tumor
NOTA: "Landmarking" refere-se ao processo de marcação da p.......
A tomografia de coerência óptica de variância de speckle (svOCT) foi realizada para obter imagens microvasculares 3D de grande campo de visão (FOV) (6 x 6 mm,2 laterais x 1 mm de profundidade). Para obter essas imagens, foi utilizado um sistema OCT de fonte varrida previamente descrito baseado em um interferômetro de quadratura23. As imagens de OCT foram adquiridas pela junção de duas varreduras de 3 x 6 mm2 FOV adjacentes lateralmente. Cada B-scan consistiu em 400 A-s.......
Neste trabalho, desenvolvemos um fluxo de trabalho para realizar microscopia intravital e imagens clinicamente aplicáveis (TC, RM e PET) no mesmo animal. Isso foi feito com o objetivo de traduzir os achados da microscopia pré-clínica para a clínica por correlação direta da microscopia intravital com modalidades de imagem clínica, como ressonância magnética. Embora os designs convencionais do DSFC sejam feitos de metal 2,3, adaptamos o DSFC para ser compa.......
Agradecemos à Dra. Carla Calçada (pós-doutoranda, Princess Margaret Cancer Centre) e ao Dr. Timothy Samuel (Ph.D. Student, Princess Margaret Cancer Center) pela ajuda na cultura de células tumorais e no desenvolvimento do protocolo de inoculação. A Dra. Kathleen Ma, a Dra. Anna Pietraszek e a Dra. Alyssa Goldstein (Animal Research Centre, Princess Margaret Cancer Center) ajudaram no desenvolvimento do protocolo de cirurgia. Jacob Broske (Tecnólogo de Engenharia Médica, Princess Margaret Cancer Center) e Wayne Keller (Executivo de Clientes de Hardware, Javelin Technologies – Uma Empresa do Grupo TriMech) imprimiram em 3D as câmaras das janelas. James Jonkman (Advanced ....
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Cell Culture Materials | |||
BxPC-3 Human Pancreatic Cancer Cells | ATCC (American Type Culture Collection) | CRL-1687 | |
Corning Matrigel Basement Membrane Matrix, LDEV-free, 10 mL | Corning | 354234 | |
Corning Stripettor Ultra Pipet Controller | Corning | 07-202-350 | |
Dulbecco Phospphate buffered saline without Calcium, Magnesium, or phenol red, 500 mL | Gibco | 14190144 | |
Fetal Bovine Serum (Canada), 500 mL | Sigma-Aldrich | F1051-500ML | |
Penicillin-Streptomycin 100x (liquid,stabilized, sterile-filtered, cell culture tested) | Sigma-Aldrich | P4333-100ML | |
RPMI Medium 1640 (1x), liquid; with L-Glutamine, 500 mL | Gibco | 11875093 | |
TrypLE Express Enzyme, 500 mL | Gibco | 12605028 | |
Window Chamber Materials | |||
12 mm Glass Coverslip | Harvard Apparatus | CS-12R No. 1.5 | |
Connex 500 3D Printer | Stratasys | N/A | |
Biocompatible clear MED610 resin | Stratasys | RGD810 | |
Loctite AA 3105 UV curable glue | Loctite | LCT1214249 | |
Window chamber back frame | Trimech Inc | N/A | |
Window chamber fiducial marker | Trimech Inc | N/A | |
Window Chamber front frame | Trimech Inc | N/A | |
Window chamber support clip | Trimech Inc | N/A | |
inoculation and Surgery Materials | |||
BD SafetyGlide Insulin Syringes with Permanently Attached Needles, 0.5 mL, 29 G x 1/2" | BD | CABD305932 | |
Betadine Solution | Betadine | AP-B002C2R98U | |
Cidex OPA 14 Day Solution 3.8 L | ASP | JOH20394 | |
Disposable Surgical Underpads 23 inch x 24 inch | Kendall | 7134 | |
Eye lubricant | Optixcare | 50-218-8442 | |
Hair removal cream | Nair | 061700222611 | |
Halstead Hemostatic Forceps | Almedic | 7742-A12-150 | |
Heating pad | Sunbeam | B086MCN59R | |
Iris Scissors | Almedic | 7601-A8-690 | |
Isoflurane | Sigma | 792632 | |
Metacam | Boehringer Ingelheim Animal Health USA Inc | NDC 0010-6015-03 | |
NOD.Cg-Rag1tm1Mom Il2rgtm1Wjl/SzJ mouse | the Jackson laboratory | 7799 | |
Peanut Clipper & Trimmer | Wahl | 8655-200 | |
SOFSILK Nonabsorbable Surgical Suture #5-0 with 3/8" Taper point needle (17 mm) (Wax Coated,Braided Black Silk, Sterile) | Syneture | VS880 | |
Splinter Forceps | Almedic | 7725-A10-634 | |
MR Imaging | |||
3D printed window chamber immobilization device. | custom 3D printed, refer to figure 3 for details. | ||
Convection heating device | 3M Bair Hugger | 70200791401 | |
Drug injection system | Harvard Apparatus | PY2 70-2131 | PHD 22/2200 MRI compatible Syringe Pump |
Gadovist 1.0 | Bayer | 2241089 | |
Respiratory monitoring system | SAII | Model 1030 | MR-compatible monitoring and gating system for small animals. |
Tail vein catheter (27 G 0.5" ) | Terumo Medical Corp | 15253 | |
Optical Imaging | |||
3D printed imaging stage | Custom 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 mm | BANRIA | B09X16XCVS | Heating element used for mouse body temeprature regulation. |
DC power supply | BK Precission | 1761 | Used to power the heating element. |
Leica MZ FLIII | Leica Microsystems | 15209 | |
svOCT imaging system | In-house made imaging system. Details can be found in reference 23. | ||
Software | |||
MATLAB Software | MathWorks | R2020A |
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