JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Geçmişte, küçük hayvan ışınlama genellikle iyi arasındadır tümör cilt hedef yeteneği olmadan gerçekleştirildi. Sıçanlarda insan glioblastoma tedavisinde taklit etmek için hedefi oldu. Küçük hayvan ışınlama platformu kullanarak, evde beslenen hayvan tabanlı alt birim preklinik bir ortamda artırılması ile MRI destekli 3D açıkorur ışınlama gerçekleştirilen.

Özet

On yıllardır, küçük hayvan radyasyon araştırma çoğunlukla belirli veya iyi arasındadır tümör hacmi hedeflemek için yetenek olmadan basit tek lazer teknikleri uygulayarak oldukça ham deneysel kurulumları kullanılarak gerçekleştirildi. Radyasyon teslimini sabit radyasyon kaynakları veya lineer Hızlandırıcılar megavoltage (MV) x-ışınları üreten kullanarak sağlanır. Bu cihazların küçük hayvanlar için gerekli alt milimetrelik hassasiyet elde edemiyoruz. Ayrıca, yüksek dozlarda sağlıklı çevreleyen doku kirli Çamaşırlık yanıt değerlendirmesi için teslim. Küçük hayvan çalışmaları ve insanlar arasında çeviri artırmak bir sıçan modelinde insan glioblastoma tedavisinde taklit etmek için amacımız olduğunu. Preklinik bir ortamda daha doğru bir ışınlama etkinleştirmek için son zamanlarda, hassas küçük hayvan radyasyon resim destekli araştırma platformlar geliştirilmiştir. Benzer şekilde insan planlama sistemleri, bu mikro-irradiators üzerinde planlama tedavi Bilgisayarlı Tomografi (CT) dayanmaktadır. Ancak, düşük yumuşak doku karşıtlık CT'çok zorlu hedefleri beyin gibi bazı dokularda yerelleştirmek için yapar. Bu nedenle, manyetik rezonans görüntüleme (MRG), CT kıyasla mükemmel yumuşak doku kontrast olan birleşmeyle ışınlama için hedef daha kesin bir tarif sağlayacak. Son on yıl da biyolojik görüntüleme teknikleri, Pozitron emisyon tomografisi (PET) gibi radyasyon terapisi tedavi rehberlik için faiz kazandı. Evde beslenen hayvan örneğin, glikoz tüketimi, amino asit taşıma veya hipoksi, tümör mevcut görselleştirme sağlar. Tümör daha yüksek bir doz ile son derece proliferatif veya radyo dayanıklı bölümlerini hedefleme bir hayatta kalma yarar verebilir. Bu hipotez biyolojik tümör hacmi (BTV), geleneksel brüt hedef birimi (otomobil) yanı sıra, klinik hedef birimi (CTV) ve planlanan hedef birimi (PTV) giriş için açtı.

Ghent Üniversitesi preklinik görüntüleme Laboratuvarı bir mikro-irradiator, küçük hayvan evcil hayvan ve 7 T küçük bir hayvan MRG kullanılabilir. Hedefi MRI güdümlü ışınlama ve alt birim evde beslenen hayvan-güdümlü bir glioblastoma sıçan modelinde artırılması dahil oldu.

Giriş

Yüksek dereceli tümörü ile 1 yıl geçerli tedavi şekilleri rağmen medyan sağkalım erişkinlerde en yaygın ve en saldırgan kötü huylu beyin tümörü var. Standart tedavi maksimal cerrahi rezeksiyon kombine dış beam radyasyon tedavisi (RT) tarafından takip ve temozolomide (TMZ), bakım TMZ1,2,3tarafından takip içerir. Giriş TMZ beri şimdi daha çok 15 yıl önce bu tümör tedavisinde önemli hiçbir yenilik yaptık. Bu nedenle, yeni tedavi stratejileri uygulanması acil ama ilk küçük hayvan kanser terapisi modellerinde (çoğunlukla fare ve sıçanlar) araştırılmalıdır. Tümörü taşıyan kemirgen modelleri yeni ve karmaşık radyasyon protokolleri, muhtemelen diğer (yeni) tedavi ajanlarıyla, radyasyon yanıt değerlendirmek için veya radyo-koruyucu maddelerin araştırmak için kombine etkinliğini araştırmak için kullanılabilir. Preklinik radyasyon araştırma önemli bir avantajı büyük tabur hızlandırılmış veri verim kemirgenler kısa katlanacak nedeniyle sonuçlanan kullanarak kontrollü deneysel koşullarda çalışmak için yeteneğidir. Preklinik bulgular sonra içine bir klinik geçerli uygulama4daha çok daha hızlı ve daha verimli bir şekilde tercüme edilmelidir.

Son on yıl içinde küçük hayvan radyasyon deneyler genellikle sağlanmıştır edildi kullanarak sabit radyasyon kaynakları5,6,7, örneğin, 137Cs ve 60Co, izotoplar, veya doğrusal Hızlandırıcılar'ı bir tek radyasyon alan MV x-ışınları6,8,9,10,11ile uygulama insan klinik kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Ancak, bu cihazların küçük hayvanlar12için gerekli olan alt milimetrelik hassasiyet ulaşmaz. Bir doz birikmesi hava-doku arayüzüne giriş bölgesi ile bir ölçüde sırasına göre hayvan demetinin boyutu gibi kendisi4,6 Ayrıca, MV x-ışınları özellikleri küçük hedefler, irradiating için uygun olmayan var ,8,9,10,11. İkinci normal beyin doku4,8,9,10,11çevreleyen tutumlu süre bir tümör için Tekdüzen bir doz teslim etmek oldukça zor yapar. Bu nedenle, hangi ölçüde geçerli hayvan çalışmaları hala modern RT uygulama12için ilgilidir için belirsizdir. Bu bağlamda, son zamanlarda gelişmiş üç boyutlu (3D) açıkorur küçük hayvan mikro-irradiators teknolojik gelişmiş 3D görüntü güdümlü RT gibi teknikleri modülasyonlu yoğunluğu radyasyon terapisi (IMRT) arasında köprü için umut verici veya açıkorur kemerler kullanılan insanlar ve geçerli küçük hayvan ışınlama4,13. Bu platformlar yapmak bir kilovoltage (kV) x-ışını kaynağı keskin penumbras elde etmek için ve doz birikmesini önlemek için kullanımı. Bu platformlar için konumlandırma, bir kV hayvan bir bilgisayar kontrollü sahne dahil görüntüleme ve radyasyon tedavisi, çeşitli açılardan ve radyasyon ışını şekle collimating bir sistemi radyasyon teslim izin vermek için bir döngüsel gantry derleme için x-ışını kaynağı 4. 2011 yılında Ghent Üniversitesi (şekil 1) preklinik görüntüleme laboratuarında bir mikro-irradiator yüklendi. Bu sistem modern insan radyoterapi uygulamaya benzer ve preklinik deneyler, radyasyon diğer tedaviler, karmaşık radyasyon düzenleri ve alt hedef görüntü güdümlü artırma çalışmaları ile sinerji gibi çok çeşitli sağlar.

Bu mikro-irradiators üzerinde planlama tedavi insan planlama sistemleri14,15' e denktir CT temel alır. CT görüntüleme için yerleşik bir x-ışını dedektörü tedavi sırasında kullanılan aynı kV x-ışını tüpü ile birlikte kullanılır. Bu doğru hayvan konumlandırma için sağlar ve bireysel radyasyon doz hesaplamalar segmentasyon üzerinden için gerekli bilgileri sağlar gibi CT görüntüleme kullanılır. Ancak, düşük yumuşak doku kontrast CT nedeniyle görüntüleme, tümör gibi yüksek kaliteli tümörü, küçük hayvanların beyindeki kolayca belirlenen değil. Çoklu modalite görüntüleme ve eklenmesi bu nedenle bir doğru hedef birim tarif için gereklidir. CT için karşılaştırıldığında, MRI çok üstün yumuşak doku kontrast sağlar. Bu, çok daha iyi lezyon ışınlatayım ve doku, çevreleyen önlemek için gösterildiği gibi yardımcı hedef birimin bir çok daha iyi tarif neden olur lezyon sınırları görselleştirmek kolaylaştırır Şekil 24, 16. Ek bir avantaj MRI sigara-iyonizan radyasyon, iyonizan radyasyon kullanarak CT aksine kullanmasıdır. MRI önemli dezavantajları nispeten uzun satın alma süreleri ve yüksek operasyonel maliyetler vardır. MRI taramaları doz hesaplamalar için kullanılan çok Bay-LINACS son gelişmeler ile bu alanda ilerleme yapılıyor, ancak onlar gerekli elektron yoğunluğu bilgi vermeyin gibi unutmamak önemlidir. Bu nedenle, kombine CT/MRG veri kümesi her iki doz hesaplamalar (CT tabanlı elektron yoğunluğu) ve (MRI tabanlı birimler) hedefleme için gerekli bilgileri içeren Malign tümörü ışınlama planlama için seçim yöntemidir.

Küçük hayvan ışınlama ve klinik rutin arasındaki boşluğu azaltmak için MRG açıkça mikro-irradiator, iş akışı entegre edilebilir çok saçmadır CT ve Mr arasında doğru bir kayıt gerektiren gerekir. Bu kağıt, MRI güdümlü glioblastoma Sıçanlarda anlatılan, F98 3D açıkorur ışınlama için bizim Protokolü olduğu son zamanlarda17yayınlandı.

CT ve Mr mikro-irradiator iş akışı içinde birleştiren küçük hayvan ışınlama araştırma açık bir adım olmasına rağmen bu anatomik görüntüleme teknikleri her zaman hedef birimin tam bir tanımı izin vermez. Mr ve BT beyin patolojik değişiklikler artan su içerik (ödem) ve kan - beyin bariyerini veya kontrast geliştirme kaçağı ile karakterizedir. Ancak, kontrast geliştirme ve MRG T2 ağırlıklı hiper-yoğun alanlarda her zaman tümör ölçüde doğru bir ölçü değildir.Tümör hücreleri çok kontrast geliştirme12sınırları tespit edildi. Ayrıca, hiçbiri bu tekniklerin en agresif bölümden tedavi direnci ve tümör yineleme için sorumlu olabilir tümör içinde tanımlayabilirsiniz. Bu nedenle, biyolojik yollar vivo içinde12,18görselleştirmek için bu teknikleri etkinleştirmek için ek bilgi--dan evde beslenen hayvan bir katma değer RT için olabilir gibi moleküler görüntüleme teknikleri hedef birim tanımı, 19.

2000'de, Ling vd. anatomik ve fonksiyonel görüntüleme çok boyutlu açıkorur radyoterapi20dedikleri için önde gelen radyoterapi iş akışı içine entegre ederek biyolojik hedef birimi (BTV) kavramı kullanılmaya başlandı. Bu doz örneğin evde beslenen hayvan görüntüleri kullanarak bir hedef bölgesine üniform olmayan doz sunarak hedefleme geliştirmek için olasılık oluşturur. En yaygın evcil hayvan izleyici tümör evreleme için kullanılan. ve tedaviye yanıt fluor-18 (18F) glikoz metabolizması21görüntüler florodeoksiglikoz (FDG), etiketli izlemektir. Baş ve boyun Kanserinde önceki çalışmalar 18F-FDG PET kullanımı gerçek tümör hacim, daha iyi bir tahmin için liderliğindeki CT ve Mr22ile karşılaştırıldığında patolojik numunelerin tarafından tanımlandığı şekilde göstermiştir. Otomobil için birincil Beyin tümörleri, nerede FDG çok güçlü arka plan nedeniyle gelen sinyal normal beyin, amino asitler, 11C-metiyonin ve son zamanlarda 18F-fluoroetthyltyrosine gibi (FET) yararlı değil, soruşturma amino asit evde beslenen hayvan ve MRI tabanlı GTVs23arasında kez belirgin farklılıklar tarif. Ancak, bu bulgu anlamını araştıran prospektif dava henüz yapılmıştır. Bu çalışmada, biz amino asit izleyici 18F-FET ve hipoksi izleyici 18F-fluoroazomycin-arabinoside (18F-FAZA) seçildi. 18 Çünkü artan bir amino asit alımını kuvvetle GB tümörler, nükleer silahların yayılmasına karşı oranı ile ilişkili bir hipoksi evde beslenen hayvan-izleyici alımını direnci (kemoterapi) radyoterapi18 ile ilişkilidir, ancak F-FET ve 18F-FAZA seçildi , 23. mikro-irradiator kullanarak alt birim artırılması en iyi duruma getirilmiş Sıçanlarda F98 GB tümör evde beslenen hayvan tarafından tanımlanan bir parçası için bir ek radyasyon doz vererek.

Protokol

Çalışma (ECD 09/23 ve ECD 12/28) hayvan deneyleri Etik Komitesi tarafından kabul edildi. Tüm ticari bilgi Malzemeleri tablobulunabilir.

1. F98 GB sıçan hücre modeli

  1. ATCC Dulbecco'nın değiştirilmiş kartal orta, % 10 buzağı serum, % 1 penisilin, % 1 streptomisin, %1 L-glutamin ve % 0.1 amfoterisin b, kullanarak monolayers elde F98 GB hücreler kültür ve (%5 CO2 ve 37 ° C) bir CO2 kuluçka makinesine koyun.
  2. Dişi Fischer F344 rats (vücut ağırlığı 170 g) beyin tümörü hücrelerde aşılamak.
    1. Steril aletlerin kullanın ve her zaman steril eldiven giymek.
    2. Fareler bir insülin şırınga (1 mL, 29 G) 74 mg/kg ketamin ve 11 mg/kg xylazine intrapertioneally (IP) karışımı enjekte edilerek anestezi. Anesthetization yanıt-e doğru bacak çekilmesi refleks yokluğu tarafından onaylayın. Burun ve kulak için fiksasyon noktalarını kullanarak bir stereotaktik cihaz fareler hareketsiz. Yer karbomer göz jeli anestezi iken altında göz kuruluğu önlemek için.
    3. Göz seviyesinden sıçan kafatasının arkasına tıraş ve cilt povidone-iyot ile dezenfekte.
    4. 2 cm kafa derisi Ensizyon kafatasını ortaya çıkarmak ve 1 mm delik (elmas matkap) 2 mm arka ve 2.5 mm için hemen ön yarıküre'deki bregma yanal olun.
    5. Stereotactically destekli insülin iğne (29 G) ekleyin ve 5 µL hücre süspansiyon (20.000 F98 GB hücreleri) 3 mm microsyringe pompa denetleyicisi kullanarak derin enjekte (ayarları: (I50) enjekte, 1 nL/s (001 SDN) oranı).
    6. Yavaş yavaş şırınga çekilme ve belgili tanımlık kesme kemik balmumu ile kapatın. Deri dikiş ve povidone-iyot ile dezenfekte.
    7. Kırmızı bir lamba kullanarak hayvan ameliyat sonrası vücut sıcaklığını dengelemek. Sternal recumbency korumak için yeterli kendine geldi kadar fareyi uyanışını izlemek. Hayvan tamamen iyileşti kadar diğer hayvanlar şirkete iade etmeyin. Çevre kontrollü koşullarda (12 h normal ışık/karanlık döngüleri, 20-24 ° C ve 40-%70 bağıl nem) tüm hayvanlar yiyecek ve su ad libitumile tutun. Hayvanları yakından kendi vücut ağırlığı, gıda, su alımı ve onların etkinliği ve normal bir davranış izleyerek takip ettiğinizden emin olun. Fentobarbital sodyum öldürücü bir doz hayvanlar (160 mg/kg) bir düşüş % 20 vücut ağırlığının gözlenen ya ne zaman normal bir davranış ciddi bir şekilde (örneğin,-sizlik çekmek-in damat) bozulur ötenazi için kullanın.

2. tümör büyüme onay

Not: Tümör büyüme 8 gün sonrası aşılama MRG T2 ağırlıklı, dinamik kontrast-artırılmış MRI (DCE-MRI) ve kontrast-artırılmış T1 ağırlıklı MRG kullanarak değerlendirmek. Tümör 2, 5 x 2.5 x 2.5 mm3ulaştığında, tedavi için fareyi seçin.

  1. İlk olarak, 30 G iğne intravenöz yanal kuyruk damarda yerleştirilir bir 60 cm uzun tüp takın. Fareler bir burun konisi üzerinden % 2 isoflurane oksijen (0,3 L/dak) ile karışık ile anestezi. Fareler ampütasyonu çekilme refleks yanıt verme zaman anesthetization onaylayın. Isıtmalı battaniye farelerle kapak ve MRI yatakta koyun. Bir karbomer göz jeli kuruluk engellemek için kullanın.
  2. Yatağın bir sabit sıçan beyin yüzey bobini ile sahibi yerleştirin ve yatakta bir 72 mm sıçan tüm vücut verici bobini konumlandırın.
  3. Tümör büyüme değerlendirmek için bir spin-Eko T2 ağırlıklı tarama tarafından takip localizer tarama gerçekleştirmek. T2-MRI sıra ayrıntıları: TR/TE 3661/37.1 ms, 109 µm izotropik uçak-çözünürlük, dilim kalınlığı 600 µm, 4 Ortalamalar, TA 9 dk 45 sn.
  4. Eğer tümör T2 ağırlıklı satın doğruladı, gadolinyum içeren kontrast Ajan intravenöz yerleştirilen tüp içine (Mr kontrast Ajan; 0.4 mL/kg) enjekte 30 s DCE-MRI Alım başladıktan sonra. DCE-Mr 12 dk bir hızlı-düşük açısı (FLASH) sıra tek bir dilim (1 mm dilim kalınlığı) shot kullanarak sırasında elde etmek. Bir uçak-Uzaysal çözünürlük (312 µm2) ve 1,34 zamansal çözünürlük kullanın s.
  5. Görüntü sırası çözümleme aracını kullanarak, ilgi (ROI) sinyal şiddeti zamanla çizmek için şüpheli tümör bölgesi içinde seçme. Daha sonra glioblastoma (şekil 3) varlığını doğrulamak için elde edilen DCE eğrinin şeklini analiz.
  6. Son olarak, bir kontrast-artırılmış T1 ağırlıklı spin-Eko serisi elde etmek. T1-MRI sıra ayrıntıları: TR/TE 1539/9.7 ms, 117 µm izotropik uçak-çözünürlük, dilim kalınlığı 600 µm, 3 Ortalamalar, TA 4 dk 15 s. Tipik kontrast-artırılmış T1 ağırlıklı MR görüntüleri Şekil 2' de gösterilmiştir.
  7. Tam bilinç tekrar yerine geleceğinden T1 ağırlıklı sıra sonuçlandırılması sonra hayvan sürekli gözetim altında uyanabilirsin.

3. Mobil görüntüleme için hedef birim seçimi

Not: F98 GB sıçan açıkorur ışınlama MRI destekli 3D gerçekleştirmek için model alt birim evde beslenen hayvan-güdümlü, artırma ile 3 görüntüleme yöntemleri yapılması gerek. Önce radiotracer enjekte sonra MRI gerçekleştirmek izleyici alımı sırasında daha sonra statik bir evde beslenen hayvan edinme ve CT planlama bir tedavi gerçekleştirmek

  1. % 2 isoflurane oksijen (0,3 L/dak) ile karışık bir burun konisi kullanarak hayvanları anestezi. Fareler ampütasyonu çekilme refleks yanıt verme zaman anesthetization onaylayın. Bir karbomer göz jeli kuruluk anestezi iken altında engellemek için kullanın.
  2. Bir kateter (26 G) kuyruk damar içine eklemek, 37 PET MBq radyoaktif izleyici enjeksiyon etkinleştirme 200 µL serum içinde çözünmüş. Sırasıyla 18F-FET veya 18F-FAZA, 30 dk ya da evde beslenen hayvan satın alma önce 2 h enjekte et.
  3. Mr kontrast ajan (0.4 mL/kg) intravenöz kateter 15dk önce evde beslenen hayvan edinme kullanarak kuyruk ven enjekte et.
  4. Mobil yatak yapılmış fareler bir kurum içi yer ve kanca ve loop bağlantı elemanları, görüntüleme ve mikro-ışınlama (şekil 1) sırasında sabit bir konuma Bakımı kullanarak güvenli.
  5. Üç Mobil işaretleri (kılcal su) altında yukarıda ve kafatası sağ tarafında düzeltmek. Hala mobil yatakta MRI tarayıcı hayvan sahibinin sabit fare yerleştirin, sıçan beyin yüzey bobin saptamak ve bu kurulum bir 72 mm sıçan tüm vücut verici bobini getirin. Bir kontrast-artırılmış T1 ağırlıklı spin-Eko sıra ile takip localizer tarama gerçekleştirmek.
  6. 18F-FET veya 18F-FAZA evde beslenen hayvan edinme gerçekleştirmek için hayvan taşıma. 30 dk statik PET taraması listesi-modunda elde etmek. İnceden inceye gözden geçirmek-meli var olmak ya da 30 dk sonra 18F-FET enjeksiyon veya 2 h 18F-FAZA enjeksiyon sonra satın aldı.
Tüm PET taramaları 200 × 200 × 64 matris 60 yineleme ve 0,5 × 0,5 × 1.157 mm Voksel boyutunu kullanarak 2D maksimum olabilirlik Beklenti Maximization (MLEM) algoritması tarafından yeniden.
  • Hala mobil yatağa dört eksenli robot konumlandırma tablosunun mikro-irradiator güvenli bir plastik tutucu sabit hayvan, koyun. 1 mm ve bir 20 x 20 cm (1024 x 1024 piksel) amorf Si düz panel Dedektör bir alüminyum filtre kullanarak bir yüksek çözünürlüklü tedavi planlama CT taraması gerçekleştirin. Bir izotropik Voksel boyutu 0.2 mm. CT görüntülerle tüp gerilim düzeltmek ve 70 yaşında geçerli tüp yeniden yapılandırma kV ve 0,4 Anne, anılan sıraya göre. 360 projeksiyonları üzerinde 360 ° toplam edinme.

    • 4. RT tedavi planlama

    1. Önceden klinik tedavi planlama sistemi (PCTPS) tedavi planlaması için kullanın. Planlama CT PCTPS almak ve bu CT görüntü üç farklı doku sınıfa el ile segment: kemik, yumuşak doku ve hava. Bu el ile segmentasyon planlama Tomografide üç farklı gri değeri eşikler tanımlama dayanmaktadır El ile seçilen bu gri değeri eşikleri öyle ki hava beyin yoktur ve bu kemik kalınlığı kafatası sıfırdan farklı seçilmelidir. Bu eşikleri tanımladıktan sonra malzeme yoğunlukları PCTPS kemik, yumuşak doku ve hava (şekil 4) tarafından atanır.
    2. MRI rehberlik gerekli yalnızca, MRI tarama yük ve PCTPS kullanarak planlama CT ile birlikte kayıt.
      1. Katı Vücut Dönüşümler (üç çevirileri ve üç rotasyonlar), mobil veri işaretleyicilerini ve kafatası kullanın. MRI üzerinde siyah sinyal ile CT kafatası artan sinyal yoğunluğu overlaying tarafından kesin bir füzyon olabilir (şekil 5) elde.
      2. T1 ağırlıklı Mr kontrast arttırıcı tümörle ortasına ışınlama için hedef seçin, bkz: şekil 6 ve Şekil 7.
    3. Ne zaman evde beslenen hayvan daha fazla bilgi dahil edilmelidir bir PET/CT/MRG co-kayıt Biyomedikal görüntü miktar yazılımı (BIQS) kullanarak içerir.
      1. Evde beslenen hayvan/MRG görüntü fusion (şekil 8) elde etmek için BIQS içinde şekillendirme aracını kullanın. Co-kayıt sonra BIQS (Şekil 9) artan PET izleyici anlamazdın ortasına hedefi seçin ve koordinatları el ile aşağıdaki dönüştürmeleri kullanarak PCTPS girin: X → -X, Y → Z ve Z → -Y.
      2. Reçete doz, yaylar, yay konum, döndürme çeşitli yaylar ve Kolimatör boyutu (şekil 10) sayısını seçin.
      3. MRI güdümlü RT için aşağıdaki ayarları kullanın: 20 Gy, 3 yaylar-45 °, 0 ° ile 45 ° kanepe açılarını 120 ° ark rotasyonları ile ve 5 x 5 mm Kolimatör boyut olarak konumlandırılmış öngörülen bir doz.
      4. Evde beslenen hayvan-Mr-güdümlü RT için aşağıdaki ayarları kullanın: 20 Gy kullanarak 3 kemerler ve 5 x 5 mm Kolimatör ve ekstra 5 Gy 3 koplanar yay ve 1 x 1 mm Kolimatör kullanarak alt birim artırmak için öngörülen bir doz. Kanepede (-45 °, 0 ° ile 45 °) konumunu değiştirirken bir dönüş tüm yaylar için 120 ° seçin.
    4. Hayvan ve öngörülen doz PCTPS kullanarak hedef teslim etmek ışın teslim parametreleri içinde doz dağıtım hesaplayın. Gerçek Işınlama önce herhangi bir çarpışma sırasında ışınlama önlemek için farklı kanepe pozisyonlarda ark rotasyonlar sınayın.
    5. Gerçek ışınlama için 0.15 mm bakır filtre seçin, x-ışını voltajı 220'ye ayarlayın kV, ayarla röntgen 13 mA ve pozisyon makas köprüsü üzerinde doğru Kolimatör için geçerli. RT mikro-irradiator PCTPS uygun ışın teslim parametreler aktararak yürütmek.
    6. Bu işlemler sırasında fare sürekli isoflurane anestezi altında tutulur (%2 isoflurane, oksijen ile karışık 0,3 L/dak). Tam bilincinin tekrar yerine geleceğinden son ark yürütme, hayvan sürekli gözetim altında uyanabilirsin.

    5. doz birimi çubuk grafikler (DVHs)

    Not: tümör hedef birimleri ve çevresindeki normal beyin dokusu teslim gerçek doz karşılaştırmak için DVHs hesaplayın.

    1. Cilt--ilgi çekici bir (VOI) tümör ve normal beyin çevresinde ortalama, en yüksek ve en düşük doz (Şekil 11) hesaplamak için T1 ağırlıklı kontrast-artırılmış Bay resimlerin üzerine çizin.
    2. En büyük, ortalama ve en az doz tümör hacmi ve normal beyin doku birim için bir vekil olarak D2, D50ve D90hesaplayın. D x tarafından alınan doz açılımı hacminin % alt simge tarafından gösterilir ve elde edilen DVH elde edilebilir.

    6. TMZ ve Sham kemoterapi

    1. Glioblastoma hastaların tedavisinde taklit etmek için eşlik eden kemoterapi 29 mg/kg 5 gün ışınlama24, gününde başlayarak günde bir % 25 dimethylsulfoxide (DMSO) Serum içinde TMZ çözünmüş enjeksiyonlari IP kullanarak yönetme 25. kullanım 1 mL, enjeksiyon yönetmek için 29 G insülin şırınga.
    2. Kontrol grubu için enjeksiyon adım 6.1 TMZ olmadan yönetmek.

    Sonuçlar

    Glioblastoma preklinik modelindeki ışınlama insan tedavi yöntemi taklit etmek için MRI güdümlü radyoterapi eklenmesi gerekli. PCTPS ve birden çok açıkorur koplanar olmayan kemerler T1 ağırlıklı MRG17kontrast-artırılmış bölge hedefleme ile F98 glioblastoma Sıçanlarda ışınlatayım başardık mikro-irradiator arabirimi kullanarak. Rigid-vücut dönüşümler bir çok modalite yatak ile birlikte Mr ve tomografi planlama arasında görüntü kay...

    Tartışmalar

    Sıçan beyin glioblastoma tümör hedef doğru ışınlama elde etmek için mikro-irradiator'ın üstünde-tahta CT rehberlik yeterli değildi. Kontrast geliştirme kullanılacak olsa bile Beyin Tümörleri yetersiz yumuşak doku kontrast nedeniyle zor görünür. Bu nedenle, MRI daha kesin ışınlama izin vermek dahil gerekiyor. 7 T sistemi ve bir CT satın alma için başardık mikro-irradiator üzerinde bir sıralı Bay edinme kullanarak beyin kontrast arttırıcı tümör dokusu doz hedef ve planlama tomografisi ku...

    Açıklamalar

    Yazarlar hiçbir ifşa etmek çıkar çatışması var.

    Teşekkürler

    Yazarlar Stichting Luka Hemelaere ve uluslararası Soroptimist Bu eser destek için teşekkür etmek istiyorum.

    Malzemeler

    NameCompanyCatalog NumberComments
    GB RAT model
    F98 Glioblastoma cell lineATCCCRL-2397
    Fischer F344/Ico crl RatsCharles RiverN/Ahttp://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/fischer-344-rat
    Micropump systemWorld Precision InstrumentsUMP3Micro 4: https://www.wpiinc.com/products/top-products/make-selection-ump3-ultramicropump/#tabs-1
    Stereotactic frameKopf902Model 902 Dual Small Animal Stereotaxic frame
    diamant drillVellemanVTHD02https://www.velleman.eu/products/view/?id=370450
    Bone waxAesculap1029754https://www.aesculapusa.com/products/wound-closure/hemostatic-bone-wax
    Insulin syringe MicrofineBeckton-Dickinson3209241 mL, 29G
    InfraPhil IR lampPhilipsHP3616/01
    EthilonEthicon662G/662HFS-2, 4-0, 3/8, 19 mm
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Cell culture
    DMEMInvitrogen14040-091
    Penicilline-streptomycineInvitrogen15140-148
    L-glutamineInvitrogen25030-032
    FungizoneInvitrogen15290-018
    Trypsin-EDTAInvitrogen25300-062
    PBSInvitrogen14040-224
    FalconsThermo Scientific178883175 cm2 nunclon surface, disposables for cell culture with filter caps
    Cell freezing mediumSigma-aldrichC6164Cell Freezing Medium-DMSO, sterile-filtered, suitable for cell culture, endotoxin tested
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Animal irradiation
    Micro-irradiatorX-strahlSARRP
    software for irradiationX-strahlMuriPlanpre-clinical treatment planning system (PCTPS), version 2.0.5.
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Small animal PET
    microPET system possibility 1MolecubesB-Cubehttp://www.molecubes.com/b-cube/
    microPET system possibility 2TriFoil Imaging, Northridge CAFLEX Triumph IIhttp://www.trifoilimaging.com
    PET tracersIn-house made18F-FDG, 18F-FET, 18F-FAZA, 18F-Choline
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Small animal MRI
    microMRI systemBruker BiospinPharmascan 70/16https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan/overview.html
    Dotarem contrast agentGuerbetMRI contrast agent, Dotarem 0,5 mmol/ml
    rat whole body transmitter coilRapid BiomedicalV-HLS-070
    rat brain surface coilRapid BiomedicalP-H02LE-070
    Water-based heating unitBruker BiospinMT0125
    30 G Needle for IV injectionBeckton-Dickinson30512830 G
    PE 10 tubing (60 cm/injection)Instech laboratories, IncBTPE-10BTPE-10, polyethylene tubing 0.011 x .024 in (0.28 x 60 mm), non sterile, 30 m (98 ft) spool, Instech laboratories, Inc Plymouth meeting PA USA- (800) 443-4227- http://www.instechlabs.com
    non-heparinised micro haematocrit capillariesGMBH7493 21these capillaries are filled with water to create markers visible on MRI and CT
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Consumables
    isoflurane: IsofloZoetisB506Anaesthesia
    ketamine: KetamidorEcupharAnaesthesia
    xylazine: SedaxylCodifar NVAnaesthesia
    catheterTerumoVersatus-W26G
    TemozolomideSigma-aldrichT2577-100MGchemotherapy
    DMSOSigma-aldrich276855-100ML
    Insulin syringe MicrofineBeckton-Dickinson3209241 mL, 29G
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Image analysis
    PMOD softwarePMOD technologies LLCPFUS (fusion tool)biomedical image quantification software (BIQS), version 3.405, https://www.pmod.com/web/?portfolio=22-image-processing-pfus
    NameCompanyCatalog NumberComments
    Anesthesia-equipment
    Anesthetic movabe unitASA LTDASA 0039ASA LTD, 5 valley road, Keighley, BD21 4LZ
    Oxygen generatorVeterinary technics Int.7F-3BDO-Medipass, Ijmuiden

    Referanslar

    1. Stupp, R., et al. Promising survival for patients with newly diagnosed glioblastoma multiforme treated with concomitant radiation plus temozolomide followed by adjuvant temozolomide. J Clin Oncol. 20 (5), 1375-1382 (2002).
    2. Dhermain, F. Radiotherapy of high-grade gliomas: current standards and new concepts, innovations in imaging and radiotherapy, and new therapeutic approaches. Chin J Cancer. 33 (1), 16-24 (2014).
    3. Ahmed, R., et al. Malignant gliomas: current perspectives in diagnosis, treatment, and early response assessment using advanced quantitative imaging methods. Cancer Manag Res. 6, 149-170 (2014).
    4. Verhaegen, F., Granton, P., Tryggestad, E. Small animal radiotherapy research platforms. Phys Med Biol. 56 (12), R55-R83 (2011).
    5. Kinsella, T. J., Vielhuber, K. A., Kunugi, K. A., Schupp, J., Davis, T. W., Sands, H. Preclinical toxicity and efficacy study of a 14-day schedule of oral 5-iodo-2-pyrimidinone-2-deoxyribose as a prodrug for 5-iodo-2-deoxyuridine radiosensitization in U251 human glioblastoma xenografts. Clin Cancer Res. 6 (4), 1468-1475 (2000).
    6. Vellimana, A. K., et al. Combination of paclitaxel thermal gel depot with temozolomide and radiotherapy significantly prolongs survival in an experimental rodent glioma model. J Neurooncol. 111 (3), 229-236 (2012).
    7. Kioi, M., Vogel, H., Schultz, G., Hoffman, R. M., Harsh, G. R., Brown, J. M. Inhibition of vasculogenesis, but not angiogenesis, prevents the recurrence of glioblastoma after irradiation in mice. J Clin Invest. 120 (3), 694-705 (2010).
    8. Vinchon-Petit, S., Jarnet, D., Jadaud, E., Feuvret, L., Garcion, E., Menei, P. External irradiation models for intracranial 9L glioma studies. J Exp Clin Cancer Res. 29, 142 (2010).
    9. Yang, W., et al. Convection enhanced delivery of carboplatin in combination with radiotherapy for treatment of brain tumors. J Neurooncol. 101 (3), 379-390 (2011).
    10. Rousseau, J., et al. Efficacy of intracerebral delivery of cisplatin in combination with photon irradiation for treatment of brain tumors. J Neurooncol. 98 (3), 287-295 (2010).
    11. Baumann, B. C., et al. An integrated method for reproducible and accurate image-guided stereotactic cranial irradiation of brain tumors using the small animal radiation research platform. Transl Oncol. 5 (4), 230-237 (2012).
    12. Grosu, A. -. L., et al. Implications of IMT-SPECT for postoperative radiotherapy planning in patients with gliomas. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 54 (3), 842-854 (2002).
    13. Butterworth, K. T., Prise, K. M., Verhaegen, F. Small animal image-guided radiotherapy: Status, considerations and potential for translational impact. Br J Radiol. 88 (1045), 4-6 (2015).
    14. Aird, E. G. A., Conway, J. CT simulation for radiotherapy treatment planning. Br J Radiol. 75 (900), 937-949 (2002).
    15. Baker, G. R. Localization: Conventional and CT simulation. Br J Radiol. 79 (Spec No 1). , S36-S49 (2006).
    16. Corroyer-Dumont, A., et al. MRI-guided radiotherapy of the SK-N-SH neuroblastoma xenograft model using a small animal radiation research platform. Br J Radiol. 90 (1069), 20160427 (2017).
    17. Bolcaen, J., et al. MRI-guided 3D conformal arc micro-irradiation of a F98 glioblastoma rat model using the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP). J Neurooncol. 120 (2), 257-266 (2014).
    18. Niyazi, M., et al. FET-PET for malignant glioma treatment planning. Radiother Oncol. 99 (1), 44-48 (2011).
    19. Grosu, A. L., et al. First experience with I-123-alpha-methyl-tyrosine SPECT in the 3-D radiation treatment planning of brain gliomas. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 47 (2), 517-526 (2000).
    20. Ling, C. C., et al. Towards multidimensional radiotherapy (MD-CRT):biological imaging and biological conformality. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 47 (3), 551-560 (2000).
    21. Wahl, R. L., Jacene, H., Kasamon, Y., Lodge, M. A. From RECIST to PERCIST: Evolving Considerations for PET response criteria in solid tumors. J Nucl Med. 50 (5), 122S-150S (2009).
    22. Daisne, J. F., et al. Tumor volume in pharyngolaryngeal squamous cell carcinoma: comparison at CT, MR imaging, and FDG PET and validation with surgical specimen. Radiology. 233 (1), 93-100 (2004).
    23. Grosu, A. -. L., Weber, W. PET for radiation treatment planning of brain tumours. Radiother Oncol. 96 (3), 325-327 (2010).
    24. Banissi, C., Ghiringhelli, F., Chen, L., Carpentier, A. F. Treg depletion with a low-dose metronomic temozolomide regimen in a rat glioma model. Cancer Immunol Immunother. 58, 1627-1634 (2009).
    25. Robinson, C. G., et al. Effect of alternative temozolomide schedules on glioblastoma O(6)-methylguanine-DNA methyltransferase activity and survival. Br J Cancer. 103, 498-504 (2010).
    26. España, S., Marcinkowski, R., Keereman, V., Vandenberghe, S., Van Holen, R. DigiPET: sub-millimeter spatial resolution small-animal PET imaging using thin monolithic scintillators. Phys Med Biol. 59 (13), 3405 (2014).

    Yeniden Basımlar ve İzinler

    Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

    Izin talebi

    Daha Fazla Makale Keşfet

    Kanser ara t rmalarsay 130k k hayvan nlamaglioblastomamanyetik rezonans g r nt lemePozitron emisyon tomografisig r nt g d ml nlama

    This article has been published

    Video Coming Soon

    JoVE Logo

    Gizlilik

    Kullanım Şartları

    İlkeler

    Bize Ulaşın

    KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

    JoVE HABER BÜLTENLERİ

    Araştırma

    Eğitim

    Yazarlar

    Kütüphaneciler

    JoVE Hakkında

    Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır