Name: non-invasive pet/mr imaging in an orthotopic mouse model of hepatocellular carcinoma
Uploaded: 2022-08-31T13:40:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Non-Invasive PET/MR Imaging in an Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Carcinoma at JoVE.com

Reconhecemos o apoio do Fundo Fiduciário Anticâncer de Hong Kong, do Fundo de Pesquisa Colaborativa do Conselho de Bolsas de Pesquisa de Hong Kong (CRF C7018-14E) para os experimentos de imagem de pequenos animais. Também agradecemos o apoio do Molecular Imaging and Medical Cyclotron Center (MIMCC) da Universidade de Hong Kong pelo fornecimento de [18 F]FMISO e [18F]FDG.

Todos os estudos em animais foram realizados de acordo com o Comitê sobre o Uso de Animais Vivos no Ensino e Pesquisa (CULATR) no Centro de Pesquisa em Medicina Comparada (CCMR) da Universidade de Hong Kong, um programa credenciado pela Associação para a Avaliação e Acreditação de Cuidados com Animais de Laboratório Internacional (AAALAC). Os animais utilizados no estudo foram fêmeas de camundongos BALB/cAnN-nu (Nude) com idade entre 6-8 semanas, pesados a 20 g ± 2 g. Comida e água foram fornecidas ad libi...

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	<li>Sung, 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=Global+cancer+statistics+2020:+GLOBOCAN+estimates+of+incidence+and+mortality+worldwide+for+36+cancers+in+185+countries.">Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries.</a> CA: A Cancer Journal for Clinicians. 71 (3), 209-249 (2021).</li><li>Chen, C., Lou, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+inducible+factors+in+hepatocellular+carcinoma.">Hypoxia inducible factors in hepatocellular carcinoma.</a> Oncotarget. 8 (28), 46691-46703 (2017).</li><li>Lu, R. -. 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=Positron-emission+tomography+for+hepatocellular+carcinoma:+Current+status+and+future+prospects.">Positron-emission tomography for hepatocellular carcinoma: Current status and future prospects.</a> World Journal of Gastroenterology. 25 (32), 4682-4695 (2019).</li><li>Larsson, P., 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=Adding+11C-acetate+to+18F-FDG+at+PET+examination+has+an+incremental+value+in+the+diagnosis+of+hepatocellular+carcinoma.">Adding 11C-acetate to 18F-FDG at PET examination has an incremental value in the diagnosis of hepatocellular carcinoma.</a> Molecular Imaging and Radionuclide Therapy. 21 (1), 6-12 (2012).</li><li>Huo, L., 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=Kinetic+analysis+of+dynamic+11C-acetate+PET/CT+imaging+as+a+potential+method+for+differentiation+of+hepatocellular+carcinoma+and+benign+liver+lesions.">Kinetic analysis of dynamic 11C-acetate PET/CT imaging as a potential method for differentiation of hepatocellular carcinoma and benign liver lesions.</a> Theranostics. 5 (4), 371-377 (2015).</li><li>Lopci, 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=PET+radiopharmaceuticals+for+imaging+of+tumor+hypoxia:+A+review+of+the+evidence.">PET radiopharmaceuticals for imaging of tumor hypoxia: A review of the evidence.</a> American Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 4 (4), 365-384 (2014).</li><li>Mao, X., 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=Mechanisms+through+which+hypoxia-induced+caveolin-1+drives+tumorigenesis+and+metastasis+in+hepatocellular+carcinoma.">Mechanisms through which hypoxia-induced caveolin-1 drives tumorigenesis and metastasis in hepatocellular carcinoma.</a> Cancer Research. 76 (24), 7242-7253 (2016).</li><li>Kung-Chun Chiu, 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=Hypoxia+regulates+the+mitochondrial+activity+of+hepatocellular+carcinoma+cells+through+HIF/HEY1/PINK1+pathway.">Hypoxia regulates the mitochondrial activity of hepatocellular carcinoma cells through HIF/HEY1/PINK1 pathway.</a> Cell Death &amp; Disease. 10 (12), 934 (2019).</li><li>Li, 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=Establishment+of+cell+clones+with+different+metastatic+potential+from+the+metastatic+hepatocellular+carcinoma+cell+line+MHCC97.">Establishment of cell clones with different metastatic potential from the metastatic hepatocellular carcinoma cell line MHCC97.</a> World Journal of Gastroenterology. 7 (5), 630-636 (2001).</li><li>Faustino-Rocha, 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=Estimation+of+rat+mammary+tumor+volume+using+caliper+and+ultrasonography+measurements.">Estimation of rat mammary tumor volume using caliper and ultrasonography measurements.</a> Lab Animal. 42 (6), 217-224 (2013).</li><li>Liu, Q., Tan, K. V., Chang, H. C., Khong, P. L., Hui, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+and+quantification+of+brown+and+beige+adipose+tissues+in+mice+using+[18F]+FDG+micro-PET/MR+imaging.">Visualization and quantification of brown and beige adipose tissues in mice using [18F] FDG micro-PET/MR imaging.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (173), e62460 (2021).</li><li>Lin, W. -. 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=Hypoxia-activated+cytotoxic+agent+tirapazamine+enhances+hepatic+artery+ligation-induced+killing+of+liver+tumor+in+HBx+transgenic+mice.">Hypoxia-activated cytotoxic agent tirapazamine enhances hepatic artery ligation-induced killing of liver tumor in HBx transgenic mice.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (42), 11937-11942 (2016).</li><li>Wong, T. L., 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=CRAF+methylation+by+PRMT6+regulates+aerobic+glycolysis-driven+hepatocarcinogenesis+via+ERK-dependent+PKM2+nuclear+relocalization+and+activation.">CRAF methylation by PRMT6 regulates aerobic glycolysis-driven hepatocarcinogenesis via ERK-dependent PKM2 nuclear relocalization and activation.</a> Hepatology. 71 (4), 1279-1296 (2020).</li><li>Yang, X., 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=Development+of+cisplatin-loaded+hydrogels+for+trans-portal+vein+chemoembolization+in+an+orthotopic+liver+cancer+mouse+model.">Development of cisplatin-loaded hydrogels for trans-portal vein chemoembolization in an orthotopic liver cancer mouse model.</a> Drug Delivery. 28 (1), 520-529 (2021).</li><li>Shi, 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=Longitudinal+evaluation+of+five+nasopharyngeal+carcinoma+animal+models+on+the+microPET/MR+platform.">Longitudinal evaluation of five nasopharyngeal carcinoma animal models on the microPET/MR platform.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 49 (5), 1497-1507 (2021).</li><li>Kilian, K., 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=Imaging+of+hypoxia+in+small+animals+with+F+fluoromisonidasole.">Imaging of hypoxia in small animals with F fluoromisonidasole.</a> Nukleonika. 61 (2), 219-223 (2016).</li><li>Kawamura, M., 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=Evaluation+of+optimal+post-injection+timing+of+hypoxic+imaging+with+18F-Fluoromisonidazole-PET/CT.">Evaluation of optimal post-injection timing of hypoxic imaging with 18F-Fluoromisonidazole-PET/CT.</a> Molecular Imaging and Biology. 23 (4), 597-603 (2021).</li></ol>

Neste estudo, descrevemos os procedimentos para a realização de HAL em xenoenxertos ortotópicos hepáticos de CHC utilizando tumores subcutâneos, juntamente com métodos para o monitoramento não invasivo da hipóxia tumoral em xenoenxertos ortotópicos utilizando [18 F]FMISO e [18F]FDG PET/MR. Nosso interesse está na imagem metabólica de vários modelos de câncer e doença para diagnóstico precoce e avaliação da resposta ao tratamento11,13,14,15<sup clas...

O carcinoma hepatocelular (CHC) é o sexto câncer mais diagnosticado e a terceira causa mais comum de morte por câncer em todo o mundo, com mais de 900.000 novos casos e 800.000 mortes em 20201. O principal fator de risco é a cirrose, que ocorre como resultado de infecções virais (vírus das hepatites B e C), abuso de álcool, diabetes e esteato-hepatite não alcoólica2. O manejo do CHC é bastante complexo, e várias opções de tratamento estão disponíveis, incluindo ressecção cirúrgica, ablação térmica ou química, transplante, quimioembolização transarterial, radiação e quimioterapia, dependendo do estadiamento da doença 2,3. O CHC é um tumor refratário à quimioterapia com recorrência da doença em até 70% dos pacientes após terapia curativade intenção 2.
Apesar do alto grau de heterogeneidade tumoral, o CHC está associado a dois desfechos comuns: (i) o CHC é muito hipóxico e (ii) a hipóxia tumoral está ligada a maior agressividade tumoral e falha no tratamento. A proliferação descontrolada de células CHC resulta em uma alta taxa de consumo de oxigênio que precede a vascularização, criando assim um microambiente hipóxico. Baixos níveis intratumorais de oxigênio, em seguida, desencadeiam uma série de respostas biológicas que influenciam a agressividade do tumor e a resposta ao tratamento. Os fatores induzíveis por hipóxia (HIFs) são frequentemente reconhecidos como os reguladores transcricionais essenciais na resposta à hipóxia 2,3. Assim, a capacidade de detectar hipóxia é crucial para visualizar tecidos neoplásicos e identificar os locais inacessíveis, que requerem procedimentos invasivos. Também ajuda a entender melhor as mudanças moleculares que levam à agressividade do tumor e melhoram os resultados do tratamento do paciente.
A imagem molecular usando tomografia por emissão de pósitrons (PET) é comumente usada no diagnóstico e estadiamento de muitos tipos de câncer, incluindo o CHC. Em particular, o uso combinado de imagens PET de traçador duplo envolvendo [18 F]Fluorodesoxiglicose ([18F]FDG) e [11C]Acetato pode aumentar significativamente a sensibilidade geral no diagnóstico de CHC 4,5. A imagem da hipóxia, por outro lado, pode ser obtida usando o marcador hipóxico comumente usado [18 F]Fluoromisonidazol ([18F]FMISO). Na prática clínica, a avaliação não invasiva da hipóxia é importante para diferenciar entre vários tipos de tumores e regiões para o planejamento da radioterapia6.
A imagem pré-clínica tornou-se uma ferramenta indispensável para a avaliação não invasiva e longitudinal de modelos de camundongos para diferentes doenças. Um modelo de CHC robusto e altamente reprodutível representa uma plataforma importante para a pesquisa pré-clínica e translacional sobre a fisiopatologia do CHC humano e a avaliação de novas terapias. Juntamente com a imagem PET, os comportamentos in vivo podem ser elucidados para fornecer informações importantes no nível molecular para qualquer ponto de tempo. Aqui, descrevemos um protocolo para a geração de xenoenxertos ortotópicos de CHC de ligadura da artéria hepática (HAL) e análise de seu metabolismo tumoral in vivo usando [18 F]FMISO e [18F]FDG PET/MR. A incorporação de HAL faz um modelo adequado de xenoenxertos de camundongos com CHC transgênicos ou quimicamente induzidos para estudar a hipóxia tumoral in vivo, uma vez que a HAL pode efetivamente bloquear o suprimento sanguíneo arterial para induzir hipóxia intratumoral 7,8. Além disso, ao contrário da coloração imuno-histoquímica ex vivo com pimonidazol, as alterações no metabolismo tumoral como resultado da hipóxia podem ser prontamente visualizadas e quantificadas com precisão de forma não invasiva usando imagens PET, permitindo a avaliação longitudinal da resposta ao tratamento ou a aferição do surgimento de resistência 3,7,8 . Nosso método mostrado aqui permite a criação de um modelo robusto de CHC hipóxico juntamente com o monitoramento não invasivo da hipóxia tumoral usando imagens PET/MR para estudar a biologia do CHC in vivo.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% sterile saline</td>
			<td>BBraun</td>
			<td>N/A</td>
			<td>0.9% sodium chloride intravenous infusion, 500 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10# Scalpel blade</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>S31010-01</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10% povidone-iodine solution</td>
			<td>Banitore</td>
			<td>6.425.678</td>
			<td>For disinfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25G needle with a 1 mL syringe</td>
			<td>BD PrecisionGlide</td>
			<td>N/A</td>
			<td>1 mL syringe with 25G needle for cell suspensions injections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL syringe</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SS05L</td>
			<td>5 mL syringe Luer Lock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% Ethanol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>1.07017</td>
			<td>For disinfection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated Cell Counter</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>AMQAF2000</td>
			<td>For automated cell counting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>HealthDirect</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Subcutaneous injection (0.05-0.2 mg/kg/12 hours) for analgesic after surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Culture Dish (60 mm diameter)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>150462</td>
			<td>For tumor tissue processing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>3-16KL, fixed-angle rotor 12311</td>
			<td>For cell suspensions collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge Conical Tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>EP0030122151</td>
			<td>For cell suspensions collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Culture media (Dulbecco&#8217;s modified Eagle&#8217;s medium)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10566024</td>
			<td>high glucose, GlutaMAX&#8482; Supplement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Caliper</td>
			<td>RS PRO</td>
			<td>841-2518</td>
			<td>For subcutaneous tumor size measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Direct heat CO2 incubator</td>
			<td>Techcomp Limited</td>
			<td>NU5841</td>
			<td>For cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dose calibrator</td>
			<td>Biodex</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td>Atomlab 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS (Dulbecco&#8217;s phosphate-buffered saline)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14287072</td>
			<td>For cell wash and injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye lubricant</td>
			<td>Alcon Duratears</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td>Sterile ocular lubricant ointment, 3.5 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>A4766801</td>
			<td>Used for a broad range of cell types, especially sensitive cell lines</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps (curved fine and straight blunt)</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>F12012-10 &#38; F12011-13</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>ALA Scientific Instruments</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Heat pad for mice during surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringe</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>10ME2913</td>
			<td>1 mL insulin syringe with needle for radiotracer injections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>InterView fusion software</td>
			<td>Mediso</td>
			<td>Version 3.03</td>
			<td>Post-processing and image analysis software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted microscope</td>
			<td>Yu Lung Scientific Co., Ltd</td>
			<td>BM-209G</td>
			<td>For cells morphology visualization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Chanelle Pharma</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td>Iso-Vet, inhalation anesthetic, 250 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Alfasan International B.V.</td>
			<td>HK-37715</td>
			<td>Ketamine 10% injection solution, 10 mL&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical oxygen</td>
			<td>Linde HKO</td>
			<td>101-HR</td>
			<td>compressed gas, 99.5% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nanoScan PET/MR Scanner</td>
			<td>Mediso</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td>3 Tesla MR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>F31026-12</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nucline nanoScan software</td>
			<td>Mediso</td>
			<td>Version 3.0</td>
			<td>Scanner operating software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Suture (6/0 and 5/0)</td>
			<td>Healthy Medical Company Ltd</td>
			<td>000524 &#38; 000526</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin- Streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140122</td>
			<td>Culture media for a final concentration of 50 to 100 I.U./mL penicillin and 50 to 100 &#181;g/mL streptomycin.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentabarbital</td>
			<td>AlfaMedic</td>
			<td>13003</td>
			<td>Intraperitoneal injection (330 mg/kg) to induce cessation of breathing of mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sharp scissors</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>S14014-10</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring Scissors</td>
			<td>RWD Life Science Co.,ltd</td>
			<td>S11005-09</td>
			<td>Animal surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue Solution, 0,4%</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15250061</td>
			<td>For cell counting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA, 0.25%), phenol red.</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25200072</td>
			<td>For cell digestion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Alfasan International B.V.</td>
			<td>HK-56179</td>
			<td>Xylazine 2% injection solution, 30 mL</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

non-invasive pet/mr imaging in an orthotopic mouse model of hepatocellular carcinoma

Modelos experimentais pré-clínicos de carcinoma hepatocelular (CHC) que recapitulam a doença humana representam uma ferramenta importante para estudar a tumorigênese e avaliar novas abordagens terapêuticas. A imagem não invasiva de corpo inteiro usando tomografia por emissão de pósitrons (PET) fornece insights críticos sobre as características in vivo dos tecidos no nível molecular em tempo real. Apresentamos aqui um protocolo para a criação de xenoenxertos ortotópicos de CHC com e sem ligadura da artéria hepática (HAL) para induzir hipóxia tumoral e a avaliação de seu metabolismo tumoral in vivo usando [18 F]Fluoromisonidazol ([18 F]FMISO) e [18F]Fluorodesoxiglicose ([18F]FDG) PET/RESSONÂNCIA MAGNÉTICA (MR) de imagem. A hipóxia tumoral pôde ser prontamente visualizada usando o marcador de hipóxia [18 F]FMISO, e verificou-se que a captação de [18 F]FMISO foi maior em camundongos com CHC submetidos a HAL do que no grupo não-HAL, enquanto [18F]FDG não conseguiu distinguir a hipóxia tumoral entre os dois grupos. Os tumores HAL também apresentaram um nível mais alto de expressão do fator induzível por hipóxia (HIF)-1α em resposta à hipóxia. A quantificação dos tumores HAL mostrou um aumento de 2,3 vezes na captação de [18F]FMISO com base na abordagem padronizada de captação de valor (SUV).

Para obter um bloqueio tumoral adequado para o implante ortotópico sucessivo, clones estáveis foram primeiramente gerados por injeção subcutânea de 200 μL de suspensão celular em DPBS (contendo células MHCC97L) no flanco inferior de camundongos nus (Figura 1A). O crescimento do tumor foi monitorado e, quando o tamanho do tumor atingiu 800-1000 mm 3 (cerca de 4 semanas após a injeção), os camundongos foram sacrificados e o bloqueio tumoral resultante foi cortado em aprox...

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Non-Invasive PET/MR Imaging in an Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Carcinoma

Aqui, apresentamos um protocolo para criar xenoenxertos de carcinoma hepatocelular ortotópico com e sem ligadura da artéria hepática e realizamos tomografia por emissão de pósitrons (PET) não invasiva de hipóxia tumoral usando [18 F]Fluoromisonidazol ([18 F]FMISO) e [18 F]Fluorodesoxiglicose ([18F]FDG).

Imagem PET/MR não invasiva em um modelo ortotópico de carcinoma hepatocelular em camundongo

Preclinical experimental models of hepatocellular carcinoma (HCC) that recapitulate human disease represent an important tool to study tumorigenesis and ...

Nossos métodos criam um modelo confiável de carcinoma hepatocelular hipóxico para imagens não invasivas de hipóxia tumoral para estudar a biologia do CHC in vivo, o que pode recapitular melhor o desenvolvimento do câncer em humanos. Nosso modelo confiável de CHC, juntamente com um método de imagem altamente produtível, serve como uma importante plataforma para a pesquisa translacional sobre a fisiopatologia do CHC humano. O monitoramento em tempo real da hipóxia tumoral fornece insights sobre as mudanças moleculares que levam à agressividade do tumor, permitindo determinar áreas de hipóxia e prever a resposta ao tratamento.Embora a cirurgia intra-abdominal possa ser tecnicamente desafiadora, o planejamento adequado e o cuidado com os animais melhorarão a taxa geral de sucesso da cirurgia e o bem-estar dos pequenos animais. Para começar, esterilize a região dorsal de um rato anestesiado de 6 a 8 semanas de idade, seja no lado esquerdo ou direito do flanco inferior com etanol a 70%. Em seguida, use fórceps para levantar a pele e insira suavemente a agulha de injeção por baixo.Para evitar o vazamento acidental da suspensão celular injetada durante a retirada da agulha, avance a agulha 4 a 5 milímetros do local da punção ao longo do plano subcutâneo. Depois de soltar a pinça, descarregue cuidadosamente o conteúdo da seringa sem penetrar no lado oposto. Depois de eutanasiar o rato portador de tumor subcutâneo, faça uma incisão na pele do local do tumor com uma lâmina de bisturi.Em seguida, extirpe o bloqueio tumoral e transfira-o imediatamente para o meio de cultura. Em seguida, usando uma tesoura cirúrgica afiada, corte o bloco tumoral em pequenos cubos de 1 milímetro cúbico, evitando a região central do bloqueio tumoral. Mantenha todos os cubos na mídia de cultura.Para o implante hepático ortotópico, estenda os membros de um rato anestesiado e prenda-os com fita adesiva para expor ao máximo o abdômen ventral e o tórax. Em seguida, esterilizar toda a pele abdominal com solução de iodopovidona a 10% seguida de etanol a 70%. Em seguida, realize uma laparotomia primeiro fazendo uma incisão na linha média de 10 milímetros usando tesouras afiadas para acessar o peritônio.Em seguida, prenda e puxe o processo xifoide em direção à cabeça com pinça e abra o campo cirúrgico usando afastadores subcostais. Usando um cotonete de gaze molhado, retraia os lobos medianos e esquerdos do fígado para cima. Em seguida, mova os intestinos para fora do abdômen para o lado esquerdo do rato e cubra-os com um cotonete de gaze molhado.Em seguida, sob uma lâmpada de aumento para visualização ideal, realize a ligadura da artéria hepática na artéria hepática comum, que se origina da cabeça pancreática até sua raiz no pedículo hepático. Exponha o lobo esquerdo retraindo as costas mediana e do lobo esquerdo com um cotonete de gaze molhado. Em seguida, usando uma lâmina de bisturi estéril, faça uma incisão de cerca de 2 milímetros de comprimento e profundidade no lobo esquerdo e insira imediatamente um fragmento de tumor na incisão hepática com pinça estéril.Enterre o tumor com segurança no fígado antes de aplicar uma sutura de figura oito, com uma sutura de nylon 6-0 sobre o local da incisão para garantir a implantação adequada do tumor e a hemostasia. Em seguida, feche a incisão abdominal com suturas 5-0 interrompidas. Dispensar uma alíquota de 18-FMISO a um tubo e diluí-lo com solução salina estéril para garantir uma concentração de atividade total de 18 a 20 megabecquerel em 100 microlitros.Em seguida, retire a solução com uma seringa de 1 mililitro e registre a radioatividade e o tempo mostrados no calibrador de dose. Depois de registrar o peso corporal do camundongo em questão, injete cuidadosamente o radiotraçador preparado através da veia da cauda. Para explicar a correção do decaimento, registre o tempo de injeção e a atividade residual na seringa.Para iniciar a aquisição do PET, localize a posição do mouse no scanner executando uma visualização de scout. Ajuste a posição do leito do mouse para garantir que todo o corpo do mouse com a região do tronco esteja no centro do campo de visão da RM. Em seguida, selecione Aquisição de PET na janela da lista de estudos. Para usar as posições predeterminadas do leito do mouse na visualização do scout, escolha Scan Range on Previous Acquisition.Em seguida, clique em Preparar para mover automaticamente o leito do mouse de MR para PET, seguido por Ir para iniciar a aquisição. Selecione o radionucleotídeo apropriado no Editor de Radiofármacos e insira os detalhes da dose e do tempo de injeção. Além disso, no menu Informações do assunto, insira a espessura do mouse.Quando a varredura PET estiver concluída, selecione Preparar para mover o mouse de PET para MR e clique em Ir para executar a aquisição de MR. Quando todas as varreduras estiverem concluídas, mova o leito de imagem de volta para a posição padrão selecionando Tabela. A imagem PET utilizada neste estudo revelou um aumento na captação tumoral de 18-FMISO em camundongos com ligadura da artéria hepática, mas não em camundongos controle.No entanto, a captação tumoral do marcador glicolítico 18F-FDG foi semelhante em camundongos com e sem ligadura da artéria hepática. A quantificação usando essa abordagem padronizada baseada em valor de captação revelou uma captação de 18-FMISO 2,3 vezes maior por tumores em camundongos com ligadura da artéria hepática do que em camundongos controle. Da mesma forma, a captação de 18-FMISO foi maior nos fígados de camundongos com ligadura da artéria hepática do que nos fígados de camundongos controle.A ligadura da artéria hepática também resultou em hipóxia tumoral aumentada, como evidenciado por um nível mais alto de expressão do fator 1-alfa induzível por hipóxia nas secreções tumorais de camundongos com ligadura da artéria hepática do que aqueles de camundongos controle. Após a imagem PET 18-FMISO, nosso sequenciamento pode ser realizado para identificar os papéis dos genes metabólicos induzidos sob hipóxia, levando a novas estratégias de tratamento. Esta técnica pode ser utilizada para monitorar com precisão a hipóxia tumoral, permitindo assim uma rápida avaliação da eficácia do tratamento e também a criação de uma nova estratégia terapêutica visando a via da hipóxia no CHC.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Fluorescent Orthotopic Mouse Model of Pancreatic Cancer

Fluorescente modelo de camundongo ortotópico de câncer de pâncreas

Pancreatic cancer remains one of the cancers for which survival has not improved substantially in the last few decades. Only 7% of diagnosed patients will ...

Pesquisa do câncer

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murino Experimental Modelo de desenvolvimento do tumor original e Peritoneal Metástase<em&gt; via</em&gt; Ortotópico injetar células do ovário Carcinoma

Epithelial ovarian carcinoma (EOC) is associated with a poor prognosis because it shows peritoneal dissemination. To improve the prognosis, it is ...

Study of Viral Vectors in a Three-dimensional Liver Model Repopulated with the Human Hepatocellular Carcinoma Cell Line HepG2

Estudo de Vetores Virais em um tridimensional do fígado Modelo repovoada com a linha de células humanas carcinoma hepatocelular HepG2

This protocol describes the generation of a three-dimensional (3D) ex vivo liver model and its application to the study and development of viral vector ...

Isolation of Circulating Tumor Cells in an Orthotopic Mouse Model of Colorectal Cancer

Isolamento de células tumorais circulantes em um modelo de rato ortotópico de câncer colorretal

Despite the advantages of easy applicability and cost-effectiveness, subcutaneous mouse models have severe limitations and do not accurately simulate ...

An Oncogenic Hepatocyte-Induced Orthotopic Mouse Model of Hepatocellular Cancer Arising in the Setting of Hepatic Inflammation and Fibrosis

Um modelo de camundongo de câncer hepatocelular induzido por hepatócitos oncogênico, decorrente do ajuste da inflamação e fibrose hepática

The absence of a clinically relevant animal model addressing the typical immune characteristics of hepatocellular cancer (HCC) has significantly impeded ...

Ultrasound-Guided Orthotopic Implantation of Murine Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

Implantação ortotópica guiada por ultrassom do Adenocarcinoma Ductal Pancreático murine

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the ...

Transradial Access Chemoembolization for Hepatocellular Carcinoma Patients

Chemoembolização de acesso transradial para pacientes com carcinoma hepatocelular

Transarterial chemoembolization (TACE) is the most common modality for treatment of hepatocellular carcinoma (HCC) at the intermediate stage. TACE is ...

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An Orthotopic Resectional Mouse Model of Pancreatic Cancer

Um modelo de rato resemcional ortotópico de câncer pancreático

There is a lack of satisfactory animal models to study adjuvant and/or neoadjuvant therapy in patients being considered for surgery of pancreatic cancer ...

Analysis of Liver Microenvironment During Early Progression of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease-Associated Hepatocellular Carcinoma in Zebrafish

Análise do Microambiente Hepático Durante a Progressão Precoce do Carcinoma Hepatocelular Associado à Doença Hepática Gordurosa Não Alcoólica em Peixe-Zebra.

Liver cancer is currently the third&#160;leading cause of cancer related death worldwide, and Hepatocellular Carcinoma (HCC) accounts for 75-90% of all ...

A Three-Dimensional Spheroid Model to Investigate the Tumor-Stromal Interaction in Hepatocellular Carcinoma

Um modelo esferoide tridimensional para investigar a interação tumoral-estroma em carcinoma hepatocelular

The aggressiveness and lack of well-tolerated and widely effective treatments for advanced hepatocellular carcinoma (HCC), the predominant form of liver ...