Name: cerenkov luminescence imaging (cli) for cancer therapy monitoring
Uploaded: 2012-11-13T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cerenkov Luminescence Imaging CLI for Cancer Therapy Monitoring at JoVE.com

Wij erkennen de steun van het National Cancer Institute (NCI) R01 CA128908 en Stanford Medical Scholar Research Fellowship. Geen enkele andere potentiële belangenconflicten die relevant zijn voor dit artikel werd gemeld.

1. Tumor Model <ol><li> Cultuur H460 cellen (American Type Culture Collection) in RPMI 1640 medium aangevuld met 10% foetaal runderserum en 1% penicilline / streptomycine (Invitrogen Life Technologies). Er zij opgemerkt dat de keuze van cellijnen, voedingsbodems, plaatsen van inoculatie, aantal xenografts per muis en andere overwegingen gelden worden aangepast aan de doelen van een bepaald onderzoek. Hier presenteren we u alleen een specifiek project het ontwerp om te dienen als een illustratie. </li><li> Handhaven ce...

<ol>
	<li>Weissleder, R., Mahmood, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging.">Molecular imaging.</a> Radiology. 219 (2), 316 (2001).</li><li>Chen, K., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positron+emission+tomography+imaging+of+cancer+biology:+current+status+and+future+prospects.">Positron emission tomography imaging of cancer biology: current status and future prospects.</a> Semin. Oncol. 38 (1), 70 (2011).</li><li>Solomon, M., Liu, Y., Berezin, M. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+in+cancer+research:+basic+principles,+tumor+detection,+and+therapeutic+monitoring.">Optical imaging in cancer research: basic principles, tumor detection, and therapeutic monitoring.</a> Med. Princ. Pract. 20 (5), 397 (2011).</li><li>Liu, H., Ren, G., Miao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Optical+Imaging+with+Radioactive+Probes.">Molecular Optical Imaging with Radioactive Probes.</a> PLoS One. 5 (3), e9470 (2010).</li><li>Robertson, R., Germanos, M. S., Li, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+of+Cerenkov+light+generation+from+positron-emitting+radiotracers.">Optical imaging of Cerenkov light generation from positron-emitting radiotracers.</a> Phys. Med. Biol. 54 (16), N355 (2009).</li><li>Xu, Y., Liu, H., Cheng, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Harnessing+the+power+of+radionuclides+for+optical+imaging:+Cerenkov+luminescence+imaging.">Harnessing the power of radionuclides for optical imaging: Cerenkov luminescence imaging.</a> J. Nucl. Med. 52 (12), 2009 (2011).</li><li>Cerenkov, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visible+emission+of+clean+liquids+by+action+of+g-radiation.">Visible emission of clean liquids by action of g-radiation.</a> Dokl Akad Nauk SSSR. 2, 451 (1934).</li><li>Cerenkov, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visible+radiation+produced+by+electrons+moving+in+a+medium+with+velocities+exceeding+that+of+light.">Visible radiation produced by electrons moving in a medium with velocities exceeding that of light.</a> Phys Rev. 52 (4), 0378 (1937).</li><li>Boschi, F., Calderan, L., D'Ambrosio, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+18F-FDG+tumour+uptake+measurements+in+small+animals+using+Cerenkov+radiation.">In vivo 18F-FDG tumour uptake measurements in small animals using Cerenkov radiation.</a> Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 38 (1), 120 (2011).</li><li>Liu, H., Ren, G., Liu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+of+reporter+gene+expression+using+a+positron-emission-tomography+probe.">Optical imaging of reporter gene expression using a positron-emission-tomography probe.</a> J. Biomed. Opt. 15 (6), 060505 (2010).</li><li>Park, J. C., Yu, M. K., An, G. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+preparation+of+a+hybrid+nanoprobe+for+triple-modality+optical/PET/MR+imaging.">Facile preparation of a hybrid nanoprobe for triple-modality optical/PET/MR imaging.</a> Small. 6 (24), 2863 (2010).</li><li>Xu, Y., Chang, E., Liu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proof-of-concept+study+of+monitoring+cancer+drug+therapy+with+cerenkov+luminescence+imaging.">Proof-of-concept study of monitoring cancer drug therapy with cerenkov luminescence imaging.</a> J. Nucl. Med. 53 (2), 312 (2012).</li><li>Ellis, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bevacizumab.">Bevacizumab.</a> Nat. Rev. Drug Discov. , (2005).</li><li>Hochster, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bevacizumab+in+combination+with+chemotherapy:+first-line+treatment+of+patients+with+metastatic+colorectal+cancer.">Bevacizumab in combination with chemotherapy: first-line treatment of patients with metastatic colorectal cancer.</a> Semin. Oncol. 33, (2006).</li><li>Dothager, R. S., Goiffon, R. J., Jackson, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerenkov+radiation+energy+transfer+(CRET)+imaging:+a+novel+method+for+optical+imaging+of+PET+isotopes+in+biological+systems.">Cerenkov radiation energy transfer (CRET) imaging: a novel method for optical imaging of PET isotopes in biological systems.</a> PLoS One. 5 (10), e13300 (2010).</li><li>Hu, Z., Liang, J., Yang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Cerenkov+luminescence+tomography+of+the+mouse+model+with+SPECT+imaging+validation.">Experimental Cerenkov luminescence tomography of the mouse model with SPECT imaging validation.</a> Opt. Express. 18 (24), 24441 (2010).</li><li>Park, J. C., Il An, G., Park, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luminescence+imaging+using+radionuclides:+a+potential+application+in+molecular+imaging.">Luminescence imaging using radionuclides: a potential application in molecular imaging.</a> Nucl. Med. Biol. 38 (3), 321 (2011).</li><li>Holland, J. P., Normand, G., Ruggiero, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraoperative+imaging+of+positron+emission+tomographic+radiotracers+using+Cerenkov+luminescence+emissions.">Intraoperative imaging of positron emission tomographic radiotracers using Cerenkov luminescence emissions.</a> Mol. Imaging. 10 (3), 177 (2011).</li><li>Liu, H., Carpenter, C. M., Jiang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraoperative+imaging+of+tumors+using+Cerenkov+luminescence+endoscopy:+a+feasibility+experimental+study.">Intraoperative imaging of tumors using Cerenkov luminescence endoscopy: a feasibility experimental study.</a> J. Nucl. Med. , (2012).</li></ol>

CLI is in opkomst als een veelbelovende moleculaire beeldvormende techniek die mogelijkheden heeft gevonden in tal van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek toepassingen en zelfs klinisch gebruik 4,5,15,16,17. De belangrijkste voordelen van CLI ten opzichte van traditionele nucleaire beeldvormende technieken zoals PET gevolg zijn van het gebruik van de OI-instrumenten, die gemakkelijker te gebruiken, gekenmerkt door korte acquisitie tijd en hoge doorvoer, aanzienlijk goedkoper en meer op grote schaal beschi...

<table border="1"&gt;<tr&gt;<td<strong&gt; Naam</strong</td&gt;<td<strong&gt; Bedrijf</strong</td&gt;<td<strong&gt; Catalogus Nummer</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; H460 Cellijn</td&gt;<td&gt; American Type Culture Collection</td&gt;<td&gt; ATCC nummer: HTB-177</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; RPMI 1640 Medium</td&gt;<td&gt; Invitrogen Life Technologies</td&gt;<td&gt; 12633-012</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Foetaal runderserum</td&gt;<td&gt; Invitrogen Life Technologies</td&gt;<td&gt; 10091-148</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Penicilline / streptomycine</td&gt;<td&gt; Invitrogen Life Technologies</td&gt;<td&gt; 15640-055</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Fosfaat gebufferde zoutoplossing</td&gt;<td&gt; Invitrogen Life Technologies</td&gt;<td&gt; 10010-023</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Vrouwelijke Athymische Naakt Muizen</td&gt;<td&gt; Charles River Laboratories, Inc</td&gt;<td&gt; Strain Code: 088</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Bevacizumab (Avastin)</td&gt;<td&gt; Genentech / Roche</td&gt;<td&gt; N / A</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; MicroPET Knaagdieren R4</td&gt;<td&gt; Siemens Medical Solutions USA, Inc</td&gt;<td&gt; N / A</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Isofluraan (Aerrane)</td&gt;<td&gt; Baxter</td&gt;<td&gt; Baxter nummer: AHN3637</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; IVIS Spectrum</td&gt;<td&gt; Caliper Life Sciences</td&gt;<td&gt; N / A</td&gt;</tr&gt;</table

cerenkov luminescence imaging (cli) for cancer therapy monitoring

In moleculaire beeldvorming, positron emissie tomografie (PET) en optische (OI) zijn twee van de belangrijkste en dus meest gebruikte modaliteiten 1-3. PET wordt gekenmerkt door zijn uitstekende gevoeligheid en kwantificering mogelijkheid tijdens OI is opmerkelijk voor niet-straling, relatief lage kosten, korte scantijd, high throughput, en ruime beschikbaarheid tot basisvoorzieningen onderzoekers. Echter, beide modaliteiten hebben hun tekortkomingen ook. PET lijdt aan een slechte ruimtelijke resolutie en hoge kosten, terwijl de OI is meestal beperkt tot preklinische toepassingen omwille van de beperkte penetratie, samen met prominente verstrooiing optische signalen door de dikte van levende weefsels. Onlangs is een brug tussen PET en OI heeft zich met de ontdekking van Cerenkov Luminescentie Imaging (CLI) 4-6. CLI is een nieuwe beeldvormende modaliteit die Cerenkov Straling (CR) maakt gebruik van om de afbeelding radionucliden met OI instrumenten. Russische Nobel LaurEATE Alekseyevich Cerenkov en zijn collega&#39;s oorspronkelijk ontdekt CR in 1934. Het is een vorm van elektromagnetische straling bij een geladen deeltje beweegt met een snelheid superluminale in een diëlektrisch medium 7,8. Het geladen deeltje, of positron of elektron verstoort het elektromagnetische veld van het medium door het verplaatsen van de elektronen in de atomen. Na het passeren van de verstoring fotonen worden uitgezonden als de verplaatste elektronen terug naar de grondtoestand. Zo werd een 18 F verval schatting gemiddeld 3 fotonen produceren in water 5. Sinds de opkomst is CLI onderzocht voor het gebruik in verschillende toepassingen, zoals preklinische in vivo tumor imaging, reportergen beeldvorming, radiotracer ontwikkeling multimodale beeldvorming onder andere 4,5,9,10,11. De belangrijkste reden waarom CLI heeft genoten veel succes tot nu toe is dat deze nieuwe technologie gebruik maakt van de lage cost en ruime beschikbaarheid van OI om de afbeelding radionucliden, die vroeger af te beelden alleen door duurdere en minder beschikbare nucleaire beeldvormende technieken zoals PET. Hier geven we de methode waarbij CLI kanker therapie te volgen. Onze groep heeft onlangs onderzocht deze nieuwe toepassing en gevalideerd de haalbaarheid van een proof-of-concept studie 12. We hebben aangetoond dat CLI en PET uitstekende correlaties tentoongesteld in verschillende tumor xenotransplantaten en probes voor medische beeldvorming. Dit is in overeenstemming met het algemene beginsel van CR dat CLI wezen dezelfde radionucliden PET visualiseert. We selecteerden Bevacizumab (Avastin; Genentech / Roche) als onze therapeutisch middel omdat het een bekende angiogeneseremmer 13,14. Rijping van deze technologie in de nabije toekomst kan worden beoogd een significant effect op preklinische ontwikkeling, screening, alsook therapie controle van patiënten die behandelingen.

Watch this Scientific Journal Video about Cerenkov Luminescence Imaging CLI for Cancer Therapy Monitoring at JoVE.com

Cerenkov Luminescence Imaging CLI for Cancer Therapy Monitoring

Het gebruik van Cerenkov Luminescentie Imaging (CLI) voor de bewaking van preklinische behandeling van kanker wordt hier beschreven. Deze methode maakt gebruik van Cerenkov Straling (CR) en optische beeldvorming (OI) om radioactief gemerkt sondes visualiseren en biedt dus een alternatief voor PET in preklinische therapeutische monitoring en screening van geneesmiddelen.

Cerenkov Luminescentie Imaging (CLI) voor kankertherapie Monitoring

In  molecular imaging, positron emission tomography (PET) and optical imaging (OI)  are two of the most important and thus most widely used modalities1-3. ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Monitoring

Monitoring Tumor Metastases and Osteolytic Lesions with Bioluminescence and Micro CT Imaging

Monitoring tumormetastasen en osteolytische laesies met bioluminescentie en Micro CT Imaging

Following intracardiac delivery of MDA-MB-231-luc-D3H2LN cells to Nu/Nu mice, systemic metastases developed in the injected animals. Bioluminescence ...

Modeling and Imaging 3-Dimensional Collective Cell Invasion

Modeling and Imaging 3-Dimensionale Collectief Cell Invasion

A defining characteristic of cancer malignancy is invasion and metastasis 1. In some cancers (e.g. glioma 2), local invasion into surrounding healthy ...

Protocols for Assessing Radiofrequency Interactions with Gold Nanoparticles and Biological Systems for Non-invasive Hyperthermia Cancer Therapy

Protocollen voor het beoordelen van radiofrequentie Interacties met gouden nanodeeltjes en Biological Systems voor niet-invasieve Hyperthermie Cancer Therapy

Cancer therapies  which are less toxic and invasive than their existing counterparts are highly  desirable. The use of RF electric-fields that penetrate ...

Cerenkov Luminescence Imaging of Interscapular Brown Adipose Tissue

Cerenkov luminescentiebeeldvorming van interscapular Brown VetWeefsel

Brown adipose tissue (BAT), widely known as a &#8220;good fat&#8221; plays pivotal roles for thermogenesis in mammals. This special tissue is closely ...

Murine Model for Non-invasive Imaging to Detect and Monitor Ovarian Cancer Recurrence

Muizenmodel voor Non-invasieve beeldvorming te detecteren en Monitor Eierstokkanker Herhaling

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of ...

Dynamic Lung Tumor Tracking for Stereotactic Ablative Body Radiation Therapy

Dynamic Lung Tumor Tracking voor stereotactische Ablatieve Body Radiation Therapy

Physicians considering stereotactic ablative body radiation therapy (SBRT) for the treatment of extracranial cancer targets must be aware of the sizeable ...

An Organotypic High Throughput System for Characterization of Drug Sensitivity of Primary Multiple Myeloma Cells

Een Organotypische High Throughput systeem voor de karakterisering van de Drug gevoeligheid van Primary Multiple Myeloma cellen

In this work we describe a novel approach that combines ex vivo drug sensitivity assays and digital image analysis to estimate chemosensitivity and ...

Combined Near-infrared Fluorescent Imaging and Micro-computed Tomography for Directly Visualizing Cerebral Thromboemboli

Gecombineerde nabij-infrarood Fluorescent Imaging en Micro-computertomografie voor het direct visualiseren Cerebral Thromboemboli

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of ...

Quantitative Visualization of Leukocyte Infiltrate in a Murine Model of Fulminant Myocarditis by Light Sheet Microscopy

Kwantitatieve visualisatie van leukocytinfectiet in een muizenmodel van Fulminant-myocarditis door middel van lichte microscopie

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently ...

Cardiac Magnetic Resonance for the Evaluation of Suspected Cardiac Thrombus: Conventional and Emerging Techniques

Cardiale magnetische resonantie voor de evaluatie van vermoede cardiale trombus: conventionele en opkomende technieken

We present the conventional cardiac magnetic resonance (CMR) protocol for evaluating a suspected thrombus and highlight emerging techniques.&#160;The ...