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

Vi erkjenner støtte fra National Cancer Institute (NCI) R01 CA128908 og Stanford Medical Scholar Research Fellowship. Ingen andre potensielle interessekonflikter relevant for denne artikkelen ble rapportert.

1. Tumor Model <ol><li> Kultur H460 celler (American Type Culture Collection) i RPMI 1640 medium supplert med 10% føtalt bovint serum og 1% penicillin / streptomycin (Invitrogen Life Technologies). Det bør bemerkes at valg av cellelinjer, kultur medier, plassering av inokulering, antall xenografter per mus, og andre hensyn er alle å være tilpasset målene for en bestemt studie. Her vil vi bare presentere ett konkret prosjekt design for å tjene som en illustrasjon. </li><li> Oppretthold cellelinjer i en fuktet atm...

<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 fremstår som en lovende molekylær imaging teknikken som har funnet potensialer i mange grunnleggende vitenskap forskning programmer og selv klinisk bruk 2,3,9. De store fordelene med CLI fremfor tradisjonelle kjernefysiske bildediagnostikk som PET stammer fra bruken av OI instrumenter, som er enklere å bruke, preget av korte oppkjøp tid og høy gjennomstrømning, betydelig rimeligere og mer allment tilgjengelig for forskere. I tillegg er hva setter CLI bortsett fra OI generelt er bruken av β-utslipp ...

<table border="1"&gt;<tr&gt;<td<strong&gt; Navn</strong</td&gt;<td<strong&gt; Firma</strong</td&gt;<td<strong&gt; Katalog nummer</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; H460 cellelinje</td&gt;<td&gt; American Type Culture Collection</td&gt;<td&gt; ATCC Antall: 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; Føtalt bovint serum</td&gt;<td&gt; Invitrogen Life Technologies</td&gt;<td&gt; 10091-148</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Penicillin / streptomycin</td&gt;<td&gt; Invitrogen Life Technologies</td&gt;<td&gt; 15640-055</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Fosfatbuffret saltoppløsning</td&gt;<td&gt; Invitrogen Life Technologies</td&gt;<td&gt; 10010-023</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Kvinne atymiske nakne mus</td&gt;<td&gt; Charles River Laboratories, Inc.</td&gt;<td&gt; Strain Kode: 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 Rodent R4</td&gt;<td&gt; Siemens Medical Solutions USA, Inc.</td&gt;<td&gt; N / A</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Isofluran (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

I molekylær imaging, positronemisjonstomografi (PET) og optisk imaging (OI) er to av de viktigste og dermed mest brukte modaliteter en. PET er preget av sin utmerket følsomhet og kvantifisering evne mens OI er kjent for ikke-stråling, relativ lav pris, kort skanning tid, høy gjennomstrømning, og bred tilgjengelighet til grunnleggende forskere. Men begge modaliteter har sine mangler, så vel. PET lider av dårlig romlig oppløsning og høye kostnader, mens OI er stort sett begrenset til prekliniske applikasjoner på grunn av dens begrensede vevspenetrasjon sammen med fremtredende spredende optiske signaler gjennom tykkelsen av levende vev. Nylig en bro mellom PET og OI har dukket opp med oppdagelsen av Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) 2-4. CLI er en ny imaging modalitet som utnytter Cerenkov Radiation (CR) til bilde radionuklider med OI instrumenter. Russisk Nobel laureate Alekseyevich Cerenkov og hans kolleger opprinnelig oppdaget CR i 1934. Det er en form for elektromagnetisk stråling når en ladet partikkel reiser på en superluminal hastighet i en dielektrisk medium 5. Den ladede partikkel, enten positron eller elektron, perturbs det elektromagnetiske feltet av mediet ved å fortrenge elektronene i sine atomer. Etter å ha passert av avbrudd fotoner slippes som de fordrevne elektroner tilbake til grunntilstanden. For eksempel ble en 18 F forfallet anslått å produsere en gjennomsnittlig 3 fotoner i vann 3. Siden fremveksten, har CLI blitt undersøkt for sin bruk i en rekke av prekliniske applikasjoner inkludert in vivo tumor avbildning, rapportørgen bildebehandling, radiotracer utvikling, multimodalitet bildebehandling bl.a. 2,3,6. Den viktigste grunnen til at CLI har hatt mye suksess så langt er at denne nye teknologien utnytter den lave kostnader og wide tilgjengeligheten av OI til bilde radionuklider, som pleide å bli fotografert bare dyrere og mindre tilgjengelig kjernefysiske bildediagnostikk som PET. Her presenterer vi metoden med å bruke CLI å overvåke kreft medikamentell terapi. Vår gruppe har nylig undersøkt dette ny søknad og validert sin mulighetsstudie av en proof-of-concept studie 7. Vi viste at CLI og PET utstilt gode korrelasjoner mellom ulike tumorxenotransplantater og bildebehandling sonder. Dette er i tråd med det overordnede prinsippet om CR som CLI hovedsak visualiserer de samme radionuklider som PET. Vi valgte Bevacizumab (Avastin, Genentech / Roche) som vår terapeutisk middel fordi det er en velkjent angiogenese hemmer 8. Modning av denne teknologien i nær fremtid kan tenkes å ha en betydelig innvirkning på prekliniske narkotika utvikling, screening, samt terapi overvåking av pasienter som får behandling.

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

Bruk av Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for overvåking preklinisk kreftbehandling er beskrevet her. Denne metoden tar fordel av Cerenkov Radiation (CR) og optisk imaging (OI) for å visualisere radiomerkede prober og dermed gir et alternativ til PET i preklinisk terapeutisk overvåking og narkotika screening.

Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Overvåking

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

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

Modellering og Imaging 3-Dimensional Collective 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

Protokoller for vurdering Radiofrekvens Interaksjoner med gull Nanopartikler og biologiske systemer for ikke-invasiv hypertermi 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 Luminescence Imaging av interscapular brunt fettvev

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

Murine modell for ikke-invasiv Imaging å oppdage og Monitor Ovarian Cancer Regelmessighet

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 for Stereotactic Ablativ Body Stråleterapi

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

En organotypiske høy gjennomstrømning System for Karakterisering av Drug Sensitivity of Primary myelomatose Cells

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

Kombinert Nær-infrarød Fluorescent Imaging og Micro-computertomografi for Direkte Visualisering Cerebral tromboemboli

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

Kvantitativ visualisering av leukocytinfiltrat i en murin modell av Fulminant myokarditt ved lysarkmikroskopi

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

CARDIAC magnetisk resonans for evaluering av mistenkte CARDIAC Trombe: konvensjonelle og Emerging teknikker

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