Name: implantation and monitoring by pet/ct of an orthotopic model of human pleural mesothelioma in athymic mice
Uploaded: 2019-12-21T10:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Implantation and Monitoring by PET/CT of an Orthotopic Model of Human Pleural Mesothelioma in Athymic Mice at JoVE.com

Questa ricerca è stata finanziata da Ligue Genevoise contre le Cancer (a V.S.-B.) e dal Center for Biomedical Imaging (CIBM) delle Università e Ospedali di Ginevra e Losanna (a D.J.C., O.B. e S.G.).

Tutte le procedure descritte di seguito sono state approvate dal comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali e dall'ufficio di Stato veterinario di Ginevra, Svizzera (Autorizzazione GE/106/16). La linea cellulare MPM H2052/484 è stata stabilita e caratterizzata nel nostro laboratorio come descritto nell'articolo di Colin DJ e et al.23. In breve, la linea cellulare H2052/484 è stata stabilita da un tumore toracico ottenuto dopo un'iniezione intrapleurale di cellule NCI-H2052 (ATCC) i...

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J., 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+Model+of+Human+Malignant+Mesothelioma+in+Athymic+Mice.">Experimental Model of Human Malignant Mesothelioma in Athymic Mice.</a> The International Journal of Molecular Sciences. 19 (7), (2018).</li><li>Fueger, B. J., 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=Impact+of+animal+handling+on+the+results+of+18F-FDG+PET+studies+in+mice.">Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice.</a> The Journal of Nuclear Medicine. 47 (6), 999-1006 (2006).</li><li>Devaud, 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=Tissues+in+different+anatomical+sites+can+sculpt+and+vary+the+tumor+microenvironment+to+affect+responses+to+therapy.">Tissues in different anatomical sites can sculpt and vary the tumor microenvironment to affect responses to therapy.</a> Molecular Therapy. 22 (1), 18-27 (2014).</li><li>Beliz&#225;rio, J. 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Questo documento descrive un modello ortotopico originale delle cellule MPM H2052/484 iniettate nella cavità pleurica dei topi atimici e un metodo di monitoraggio mediante l'imaging PET/CT animale piccolo. Questo modello può essere implementato con una moderata manipolazione degli animali e capacità chirurgiche e mostra un ottimo tasso di sviluppo. Permette una grande finestra sperimentale di circa 10 settimane in topi non trattati e rilevamento longitudinale non invasivo di tumori già 2 settimane dopo l'iniezione.</...

Il mesotelioma pletoroma pleziale maligno (MPM) è un cancro più spesso associato all'esposizione alle fibre di amianto1,2,3. Anche se l'amianto è stato vietato nella maggior parte dei paesi occidentali4,5,6, l'incidenza di MPM è ancora in aumento7,8. Recentemente, l'esposizione dei topi ai nanotubi di carbonio suggerisce che possono comportare un rischio significativo per la salute negli esseri umani9,10. I dati suggeriscono che l'esposizione a questi prodotti può indurre infiammazione cronica e cambiamenti molecolari (ad esempio, perdita di vie tumorali-soppressori) che sono alla base della progressione nel mesotelioma maligno. Attualmente, i nanotubi di carbonio multiwall sono uno dei prodotti più importanti della nanotecnologia e sono sempre più incorporati in vari prodotti come i compositi, i materiali di stoccaggio dell'energia, la medicina, l'elettronica e i materiali di bonifica ambientale.
L'MPM è un cancro con prognosi infausta e la maggior parte dei pazienti muore entro due anni dalla diagnosi a causa di una limitata efficacia delle attuali modalità di trattamento11. La scelta del trattamento per MPM dipende dallo stadio di cancro. Per la maggior parte dell'MPM in fase iniziale (stadio 1 e possibilmente alcuni tumori dello stadio 2 o 3), l'approccio clinico è una terapia multimodale che include la resezione chirurgica dei tumori, associata alla radioterapia e alla chemioterapia12. Una chemioterapia combinata con cisplatin e pemetrexed è indicata per il trattamento della maggior parte dei pazienti diagnosticati con malattia invasiva locale avanzata, che non è suscettibile di resezione chirurgica, o che altrimenti non sono candidati per la chirurgia curativa13,14. Vi è quindi un'urgente necessità di sviluppare trattamenti più efficaci per i pazienti affetti da MPM. Tuttavia, ci sono pochi modelli animali in vivo convalidati che riflettono la rilevanza clinica di MPM. Diversi modelli murine MPM sono stati sviluppati, ma la maggior parte di loro non ricapitola fedelmente gli aspetti complessi del microambiente tumorale MPM15,16,17,18. L'uso di MPM indotta dall'amianto in topi, modelli murini genetici geneticamente ingegnerizzati o modelli di trapianto singenico di linee cellulari murine MPM sono limitati da differenze fenotipiche e funzionali fondamentali e, di conseguenza, traducono male nuove scoperte nella clinica. Altri modelli mmpM murini preclinici si basano principalmente su xenografi sottocutanei o peritoneali di linee cellulari umane in topi immunovoluti. Mentre questi modelli sono facili da monitorare e fornire dati fondamentali, il microambiente di questi xenoinnesti non è paragonabile ai tumori umani che compromettono il potere traslazionale della maggior parte di questi studi preclinici17,19. Al contrario, gli xenoincitra ortotopici riflettono meglio il comportamento del tumore del paziente e la risposta al trattamento in quanto sono circondati da un microambiente simile a quello trovato nel sito tumorale originale16.
L'imaging molecolare di [18F]FDG-PET/CT è il metodo di scelta per monitorare longitudinalmente la progressione della malattia nei pazienti con MPM20,21. Pertanto, ricorrere a questo metodo di imaging non invasivo promuove notevolmente la traduzione di studi preclinici agli studi clinici16,22. Inoltre, aiuta a ridurre il numero richiesto di animali in quanto ogni animale rappresenta il proprio controllo nel tempo.
In questo articolo, presentiamo un modello mpM xenotrapianto ortotopico affidabile ottenuto dopo l'iniezione della linea cellulare umana MPM H2052/484 nella cavità pleuriale dei topi atimmici. Accoppiato con l'imaging[18F]FDG-PET/CT, questo modello è un metodo prezioso e riproducibile per studiare gli effetti funzionali e meccanicistici di nuove strategie diagnostiche e trattamenti per l'MPM umano.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3-mice bed</td>
			<td>Minerve</td>
			<td></td>
			<td>bed for mice imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Athymic Nude-Foxn1n nu/nu</td>
			<td>Envigo, Huntingdon, UK</td>
			<td>6907F</td>
			<td>immunodeficient mouse</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine</td>
			<td>Mundipharma Medical Company, CH</td>
			<td>111131</td>
			<td>polyvidone iodine solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate-Buffered Saline (DPBS)</td>
			<td>ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td>14190094</td>
			<td>Buffer for cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>PAA Laboratories, Pasching, Austria</td>
			<td>A15-101</td>
			<td>cell culture medium supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringes</td>
			<td>BD Biosciences, San Jose, CA, USA</td>
			<td>324826</td>
			<td>syringe for cell injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td>15140122</td>
			<td>antibiotics for cell culture medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640</td>
			<td>ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td>61870010</td>
			<td>basal cell culture medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temgesic (Buprenorphin 0.3 mg/mL)</td>
			<td>Alloga SA, CH</td>
			<td>700320</td>
			<td>opioid analgesic product</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triumph PET/SPECT/CT</td>
			<td>Trifoil, Chatsworth, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td>imaging equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td>25050014</td>
			<td>enzymatic cell dissociation buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Virkon S 2%</td>
			<td>Milian, Vernier, CH</td>
			<td>972472</td>
			<td>disinfectant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vivoquant</td>
			<td>Invicro, Boston, MA, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

implantation and monitoring by pet/ct of an orthotopic model of human pleural mesothelioma in athymic mice

Il mesotelioma pleeuristico maligno (MPM) è un tumore raro e aggressivo che sorge nel mesotelio che copre i polmoni, il cuore e la cavità toracica. Lo sviluppo di MPM è principalmente associato all'amianto. I trattamenti forniscono solo una sopravvivenza modesta poiché la media di sopravvivenza mediana è di 9-18 mesi dal momento della diagnosi. Pertanto, devono essere identificati trattamenti più efficaci. La maggior parte dei dati che descrivono nuovi obiettivi terapeutici sono stati ottenuti da esperimenti in vitro e devono essere convalidati in modelli preclinici in vivo affidabili. Questo articolo descrive uno di questi modelli ortotopici MPM affidabili ottenuti dopo l'iniezione di una linea cellulare umana MPM H2052/484 nella cavità pleurica di topi atimici immunodeficienti. Il trapianto nel sito ortotopico permette di studiare la progressione del tumore nell'ambiente naturale in vivo. Tomografia a emissione di positroni/tomografia molecolare computerizzata (PET/CT) utilizzando il radiotracciatore clinico [18F]-2-fluoro-2-deossi-D-glucosio([18F]FDG) è il metodo di diagnosi di scelta per esaminare i pazienti con MPM. Di conseguenza, [18F]FDG-PET/CT è stato utilizzato per monitorare longitudinalmente la progressione della malattia del modello ortotopico H2052/484. Questa tecnica ha un alto potenziale 3R (Reduce il numero di animali, Refine per ridurre il dolore e il disagio, e Replace sperimentazione animale con alternative) dal momento che lo sviluppo del tumore può essere monitorato in modo non invasivo e il numero di animali necessari potrebbe essere significativamente ridotto.
Questo modello mostra un alto tasso di sviluppo, una rapida crescita del tumore, è conveniente e consente una rapida traduzione clinica. Utilizzando questo modello MPM ortotopico xenotrapianto, i ricercatori possono valutare le risposte biologiche di un modello MPM affidabile in seguito a interventi terapeutici.

Il modello ortotopico H2052/484 I modelli ortotopici MPM mediante iniezione intra-toracica di cellule tumorali coltivate, in particolare cellule H2052/484, sono relativamente facili da installare. I diversi passaggi descritti in precedenza richiedono solo modeste conoscenze di coltura cellulare e le fasi chirurgiche sono accessibili agli sperimentatori di animali moderatamente addestrati. I topi e le cellule nude devono essere manipolati in condizioni sterili per massimizzare l'esito degli impianti. S...

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Implantation and Monitoring by PET/CT of an Orthotopic Model of Human Pleural Mesothelioma in Athymic Mice

Questo articolo descrive la generazione di un modello di topo ortotopico di mesotelioma plechiologico umano mediante l'impianto di cellule di mesotelioma H2052/484 nella cavità peuale dei topi atimmici immunocompromessi. Il monitoraggio longitudinale dello sviluppo di tumori intrapleurali è stato valutato dalla tomografia a emissione di positroni non invasivi [18F]-2-fluoro-2-deossia-D-glucosio e dall'imaging tomografia tomografico computerizzata.

Impianto e monitoraggio da PET/CT di un modello ortotopico di mesotelioma pliologico umano in topi atimici

Malignant pleural mesothelioma (MPM) is a rare and aggressive tumor arising in the mesothelium that covers the lungs, the heart, and the thoracic cavity. ...

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave relative allo sviluppo, al trattamento e alla diagnosi del mesotelioma pleurico umano. Il vantaggio principale di questo affidabile modello ortotopico preclinica è che replica la progressione e la patologia della malattia umana in un microambiente vicino a quello riscontrato nei pazienti con mesotelioma pleurico. Pertanto, questo modello inestimabile è di grande importanza e l'uso di imaging molecolare non invasivo consente il monitoraggio longitudinale in linea con il concetto di tre R.Prima di iniziare preparare il sistema di anestesia e l'area chirurgica in una cappa a flusso laminare spruzzando tutte le superfici con disinfettante. Posizionare le gabbie SPF micro-isolate nella cappa di flusso disinfettata. Posizionare un cuscinetto riscaldante, una soluzione di povidone-iodio siringa Hamilton calibro 30, strumenti chirurgici di garza e tamponi di cotone e micropipette e punte nella cappa di flusso laminare.Una volta che il mouse è correttamente anestetizzato, iniettare per via sottocutanea 0,05 milligrammi per chilogrammo di Buprinorfina per il sollievo della padella post-operatoria. Quindi posizionare il mouse sul lato destro sopra il riscaldatore e pulire l'area chirurgica con soluzione di povidone-iodio e fare un'incisione di 5 millimetri della pelle. Cancellare il grasso e i muscoli circostanti con forbici smussate per esporre le costole.Omogeneizzare le sospensioni cellulari e caricare 50 microlitri nella siringa Hamilton assicurandosi di evitare bolle d'aria. Pulire l'ago con il 70% di alcol prima di ogni iniezione. Iniettare lentamente le cellule nella cavità pleurica tra la sesta e la settima costola tenendo l'ago con un angolo di 30 gradi e da due a tre millimetri sotto i muscoli intercostali.Tenere l'ago appena sotto le costole per evitare di iniettare nei polmoni. Dovrebbe essere visibile attraverso i muscoli. Al termine, chiudere la ferita con tre o quattro suture assorbibili e conservare il mouse in un ambiente riscaldato fino a quando non si sveglia.Quando si esegue l'impianto è molto importante posizionare correttamente l'ago per limitare la profondità della penetrazione dell'ago. Utilizzare una pastiglia riscaldante a camera di riscaldamento o una lampada a infrarossi per prebellizzare i topi a 30 gradi Celsius per 30 minuti prima dell'iniezione di fluor-18 (FDG)Utilizzando un calcolatore di dose preparare da tre a quattro dosi di megabecquerel di fluoro-18 (FDG) in 150-200 microlitri di saline in 1 siringhe di insulina millilitro. Assicurarsi di registrare tutti i tempi di iniezioni di misurazioni della dose di radioattività e scansioni PET per calcolare i valori di assorbimento standard o i SUV.Pesare i topi quindi iniettare per via endovenosa il fluor-18 (FDG)Dopo l'iniezione lasciare i topi svegli in condizioni calde per 45 minuti. Quindi caricare i topi sul letto dello scanner trasferire il letto su uno scanner e sottosotire gli animali a una TAC centrata sui polmoni. Spostare il letto nel sottosistema PET inserire l'acquisizione un'ora dopo l'iniezione fluor-18 (FDG) per una durata di 15 minuti.Quindi rimuovere i topi dalla camera di imaging e consentire loro di riprendersi nella gabbia tenendoli in un'area dedicata al decadimento radioattivo. Prima dell'analisi delle immagini ricostruire le scansioni CT e PET come descritto nel manoscritto. Calibrare le immagini scansionando un cilindro fantasma e registrare automaticamente le scansioni in base alla soluzione software integrata.Per analizzare le immagini caricare i dati CT come riferimento cliccando sull'icona open data. Quindi caricare i dati PET come input facendo clic sull'icona dei dati di accodamento. Regola la scala dei colori in modo che CT e PET contrastno le immagini per l'ispezione visiva.Selezionare lo strumento ROI 3D dal menu a discesa, fare clic su aggiungi ROI e denominare i polmoni del file. Fare clic sugli algoritmi di segmentazione e sulla soglia di vicinato, quindi definire l'input come sfondo e immagine come ref. Immettere min e max in base ai valori di densità polmonare del topo.Ispezionare i polmoni renderizzati in 3D facendo clic sull'icona VTK. Quindi fare clic sull'icona mostra tabella e recuperare il volume nella tabella generata. Per analizzare il fluor-18 (FDG) nei tumori convertire le immagini PET in SUV selezionando le aritmetiche dal menu a discesa.Selezionare la molteplicità scalare, quindi utilizzare NP uno come selezionato e impostare il becquerel per millilitro sul fattore SUV come scalare. Infine, selezionare lo strumento ROI 3D dal menu a discesa e fare clic su aggiungi ROI e denominare i tumori dei file. Fare clic sulla modalità di vernice 3D e sulla sfera deselezionare solo il 2D e regolare le dimensioni della forma per circondare i tumori.Fare clic sull'icona mostra tabella e recuperare il valore massimo del SUV dalla tabella generata. I rendering 3D delle scansioni CT forniscono una panoramica della localizzazione del tumore MPM e consentono il calcolo dei volumi polmonari. Le misurazioni del volume polmonare diminuiscono significativamente nel tempo dopo l'iniezione di tumori intrapleurali.La scansione PET fornisce preziose informazioni sullo stato metabolico dei tumori MPM. I tumori erano distinguibili due settimane dopo l'innesto e l'assorbimento del fluor-18 (FDG) è stato quantificato estraendo SUV che erano positivamente correlati con il numero di giorni dopo l'iniezione. Inoltre, i volumi polmonari e l'avidità fluor-18 (FDG) sono correlati tra loro con un R al quadrato di 0,6 che supporta la forza di queste misurazioni per il monitoraggio dello sviluppo del tumore ortotopico MPM.Seguendo questa procedura possono essere eseguiti altri metodi come l'istologia, l'immunoistochimica e la citometria del flusso al fine di rispondere a domande ortobiologiche come lo stato di proliferazione e la caratteristica fenotipico dei tumori e del microambiente. Per concludere, queste tecniche preclinica aprono la strada ai ricercatori per esplorare una nuova strategia diagnostica e di trattamento del mesotelioma pleurico. Inoltre, l'uso dell'imaging molecolare giustifica una rapida traduzione di nuovi risultati in clinica.

Research

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