Name: implementation of minimally invasive brain tumor resection in rodents for high viability tissue collection
Uploaded: 2022-05-09T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Implementation of Minimally Invasive Brain Tumor Resection in Rodents for High Viability Tissue Collection at JoVE.com

Alle Tierstudien wurden von der University of Maryland und dem Johns Hopkins University Institutional Animal Care and Use Committee genehmigt. C57BL/6 weibliche Mäuse, 6-8 Wochen alt, wurden für die vorliegende Studie verwendet. Die Mäuse wurden aus kommerziellen Quellen gewonnen (siehe Materialtabelle). Alle Vorschriften der Biosicherheitsstufe 2 (BSL-2) wurden eingehalten, einschließlich der Verwendung von Masken, Handschuhen und Kitteln.
1. Erste intrakranielle Tu...

<ol>
	<li>Mineo, J. F., 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=Prognosis+factors+of+survival+time+in+patients+with+glioblastoma+multiforme:+a+multivariate+analysis+of+340+patients.">Prognosis factors of survival time in patients with glioblastoma multiforme: a multivariate analysis of 340 patients.</a> Acta Neurochirurgica. 149 (3), 245-252 (2007).</li><li>Miyai, 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=Current+trends+in+mouse+models+of+glioblastoma.">Current trends in mouse models of glioblastoma.</a> Journal of Neuro-Oncology. 135 (3), 423-432 (2017).</li><li>Raj, D., Agrawal, P., Gaitsch, H., Wicks, E., Tyler, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacological+strategies+for+improving+the+prognosis+of+glioblastoma.">Pharmacological strategies for improving the prognosis of glioblastoma.</a> Expert Opinion on Pharmacotherapy. 22 (15), 2019-2031 (2021).</li><li>Alomari, 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=Drug+repurposing+for+Glioblastoma+and+current+advances+in+drug+delivery-a+comprehensive+review+of+the+literature.">Drug repurposing for Glioblastoma and current advances in drug delivery-a comprehensive review of the literature.</a> Biomolecules. 11 (12), 1870 (2021).</li><li>Serra, R., 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=Combined+intracranial+Acriflavine,+temozolomide+and+radiation+extends+survival+in+a+rat+glioma+model.">Combined intracranial Acriflavine, temozolomide and radiation extends survival in a rat glioma model.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics : Official Journal of Arbeitsgemeinschaft fur Pharmazeutische Verfahrenstechnik eV. 170, 179-186 (2022).</li><li>Tang, B., Foss, K., Lichtor, T., Phillips, H., Roy, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resection+of+orthotopic+murine+brain+glioma.">Resection of orthotopic murine brain glioma.</a> Neuroimmunology and Neuroinflammation. 8 (1), 64-69 (2021).</li><li>Ozawa, T., James, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+intracranial+brain+tumor+xenografts+with+subsequent+analysis+of+tumor+growth+and+response+to+therapy+using+bioluminescence+imaging.">Establishing intracranial brain tumor xenografts with subsequent analysis of tumor growth and response to therapy using bioluminescence imaging.</a> Journal of Visualized Experiments. (41), e1986 (2010).</li><li>Poussard, 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=In+vivo+imaging+systems+(IVIS)+detection+of+a+neuro-invasive+encephalitic+virus.">In vivo imaging systems (IVIS) detection of a neuro-invasive encephalitic virus.</a> Journal of Visualized Experiments. (70), e4429 (2012).</li><li>Lachin, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonparametric+statistical+analysis.">Nonparametric statistical analysis.</a> JAMA. 323 (20), 2080-2081 (2020).</li><li>Louis, K. S., Siegel, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+viability+analysis+using+trypan+blue:+manual+and+automated+methods.">Cell viability analysis using trypan blue: manual and automated methods.</a> Methods in Molecular Biology. 740, 7-12 (2011).</li><li>Spina, R., Voss, D. M., Asnaghi, L., Sloan, A., Bar, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+cytometry-based+drug+screening+system+for+the+identification+of+small+molecules+that+promote+cellular+differentiation+of+Glioblastoma+stem+cells.">Flow cytometry-based drug screening system for the identification of small molecules that promote cellular differentiation of Glioblastoma stem cells.</a> Journal of Visualized Experiments. (131), e56176 (2018).</li><li>Rodgers, G., 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=Virtual+histology+of+an+entire+mouse+brain+from+formalin+fixation+to+paraffin+embedding.+Part+2:+Volumetric+strain+fields+and+local+contrast+changes.">Virtual histology of an entire mouse brain from formalin fixation to paraffin embedding. Part 2: Volumetric strain fields and local contrast changes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 365, 109385 (2022).</li><li>Connolly, N. 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=Elevated+fibroblast+growth+factor-inducible+14+expression+transforms+proneural-like+gliomas+into+more+aggressive+and+lethal+brain+cancer.">Elevated fibroblast growth factor-inducible 14 expression transforms proneural-like gliomas into more aggressive and lethal brain cancer.</a> GLIA. 69 (9), 2199-2214 (2021).</li><li>Stall, B., 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=Comparison+of+T2+and+FLAIR+imaging+for+target+delineation+in+high+grade+gliomas.">Comparison of T2 and FLAIR imaging for target delineation in high grade gliomas.</a> Radiation Oncology. 5, 5 (2010).</li><li>Das, 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=Establishing+a+standardized+method+for+the+effective+intraoperative+collection+and+biological+preservation+of+brain+tumor+tissue+samples+using+a+novel+tissue+preservation+system:+a+pilot+study.">Establishing a standardized method for the effective intraoperative collection and biological preservation of brain tumor tissue samples using a novel tissue preservation system: a pilot study.</a> World Neurosurgery. , (2022).</li><li>Zusman, 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=Tissues+harvested+using+an+automated+surgical+approach+confirm+molecular+heterogeneity+of+Glioblastoma+and+enhance+specimen's+translational+research+value.">Tissues harvested using an automated surgical approach confirm molecular heterogeneity of Glioblastoma and enhance specimen's translational research value.</a> Frontiers in Oncology. 9, (2019).</li><li>McLaughlin, N., 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=Side-cutting+aspiration+device+for+endoscopic+and+microscopic+tumor+removal.">Side-cutting aspiration device for endoscopic and microscopic tumor removal.</a> Journal of Neurological Surgery Part B. 73 (1), 11-20 (2012).</li></ol>

Die Tumorresektion ist ein Eckpfeiler der neurochirurgischen onkologischen Behandlungspläne für niedriggradige und hochgradige Hirntumoren. Zytoreduktion und Debulking des Tumors korrelieren mit einer verbesserten neurologischen Funktion und einem Gesamtüberleben bei Patienten mit Hirntumoren 1,2,5,6. Obwohl Protokolle für die chirurgische Resektion zuvor in Nagetiermodellen beschrieben wur...

Das Glioblastom (GBM) ist der häufigste und aggressivste primäre Hirntumor bei Erwachsenen. Trotz der jüngsten Fortschritte in der Neurochirurgie, der gezielten Medikamentenentwicklung und der Strahlentherapie beträgt die 5-Jahres-Überlebensrate für GBM-Patienten weniger als 5%, eine Statistik, die sich seit über drei Jahrzehnten nicht signifikant verbessert hat1. Daher besteht ein Bedarf an effektiveren Behandlungsstrategien.
Um neue Therapien zu entwickeln, wird es immer offensichtlicher, dass Prüfprotokolle (1) übersetzbare präklinische Modelle verwenden müssen, die die Tumorheterogenität und Mikroumgebung genau rekapitulieren, (2) das Standardtherapieschema widerspiegeln, das bei Patienten mit GBM verwendet wird, das derzeit Operation, Strahlentherapie und Chemotherapie umfasst, und (3) den Unterschied zwischen reseziertem Kern und Rest berücksichtigen. invasives Tumorgewebe 2,3,4,5. Die meisten der derzeit verfügbaren präklinischen Hirntumormodelle implementieren jedoch entweder keine chirurgische Resektion oder verwenden chirurgische Resektionsmodelle, die relativ zeitaufwendig sind, was zu einem erheblichen Blutverlust führt oder keine Standardisierung aufweist. Darüber hinaus kann die Durchführung der Resektion von Nagetier-Hirntumoren aufgrund des Mangels an klinisch vergleichbaren chirurgischen Instrumenten oder Protokollen und des Fehlens einer etablierten Plattform6 für die systematische Gewebeentnahme eine Herausforderung darstellen (Tabelle 1).
Das vorliegende Protokoll zielt darauf ab, ein standardisiertes Paradigma für die Resektion und Gewebekonservierung von Nagetier-Hirntumoren unter Verwendung eines multifunktionalen nicht-ablativen minimal-invasiven Resektionssystems (MIRS) und eines integrierten Gewebekonservierungssystems (TPS) zu beschreiben (Abbildung 1). Es wird erwartet, dass diese einzigartige Technik eine standardisierte Plattform bietet, die in verschiedenen Studien in der präklinischen Forschung für GBM und andere Arten von Hirntumormodellen verwendet werden kann. Forscher, die therapeutische oder diagnostische Modalitäten für Hirntumoren untersuchen, können dieses Protokoll implementieren, um eine standardisierte Resektion in ihren Studien zu erreichen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL syringes</td>
			<td>BD</td>
			<td>309628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL conical tubes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430052</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 proof ethanol</td>
			<td>PharmCo</td>
			<td>111000200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL pipettes</td>
			<td>CoStar</td>
			<td>4487</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 micron filter</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>08-771-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>SIG-SCR005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anased (Xylazine injection, 100 mg/mL)</td>
			<td>Covetrus</td>
			<td>33198</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia System</td>
			<td>Patterson Scientific</td>
			<td>78935903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesic Gas Waste Container</td>
			<td>Patterson Scientific</td>
			<td>78909457</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bench protector underpad</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>10328</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57Bl/6, 6-8 week old mice</td>
			<td>Charles River Laboratories</td>
			<td>Strain Code 027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChroMini Pro</td>
			<td>Moser</td>
			<td>Type 1591-Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase-Dispase</td>
			<td>Roche</td>
			<td>#10269638001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Countess II Automated Cell Counter</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Countess II FL Hemacytometer</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>A25750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Debris Removal Solution</td>
			<td>Miltenyi Biotech</td>
			<td>#130-109-398</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Luciferin</td>
			<td>Goldbio</td>
			<td>LUCK-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM F12 media</td>
			<td>Corning</td>
			<td>10-090-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM media</td>
			<td>Corning</td>
			<td>10-013-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNAse I</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>#10104159001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf tubes</td>
			<td>Posi-Click</td>
			<td>1149K01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Euthanasia solution</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>71073</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>F4135</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>10437-028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formalin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>INV-28906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>101-4336</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hEGF</td>
			<td>PeproTech EC</td>
			<td>100-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H-3149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hFGF-b</td>
			<td>PeproTech EC</td>
			<td>1001-18B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Induction Chamber</td>
			<td>Patterson Scientific</td>
			<td>78933388</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Covetrus</td>
			<td>11695-6777-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane Vaporizer</td>
			<td>Patterson Scientific</td>
			<td>78916954</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Covetrus</td>
			<td>11695-0703-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kopf Stereotactic frame</td>
			<td>Kopf Instruments</td>
			<td>5001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lightfield Microscope</td>
			<td>BioTek</td>
			<td>Cytation 5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinjection Unit</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>5001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromotor drill</td>
			<td>Foredom</td>
			<td>F210418</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRI system</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>7T Biospec Avance III MRI Scanner</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NICO Myriad System</td>
			<td>NICO Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic ointment</td>
			<td>Puralube vet ointment</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Papain</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>#P4762</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#14190250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PenStrep</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>N1638</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Percoll solution</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>&#160;#P4937</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette controller</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>A07260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-iodine solution</td>
			<td>Aplicare</td>
			<td>52380-1905-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Progesterone</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P-8783</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Putrescine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P-5780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI Media</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>INV-72400120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blade</td>
			<td>Covetrus</td>
			<td>7319</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>91003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Skin marker</td>
			<td>Time Out</td>
			<td>D538,851</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staple remover</td>
			<td>MikRon</td>
			<td>ACR9MM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stapler</td>
			<td>MikRon</td>
			<td>ACA9MM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staples</td>
			<td>Clay Adams</td>
			<td>427631</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotactic Frame</td>
			<td>Kopf Instruments</td>
			<td>5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S9378</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture, vicryl 4-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>J494H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-75 culture flask</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>83-3911-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TheraPEAKTM ACK Lysing Buffer (1x)</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>BP10-548E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Corning</td>
			<td>MDT-25-053-CI</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

implementation of minimally invasive brain tumor resection in rodents for high viability tissue collection

Das vorliegende Protokoll beschreibt ein standardisiertes Paradigma für die Hirntumorresektion und Gewebekonservierung von Nagetieren. In der klinischen Praxis ist die maximale Tumorresektion die Standardbehandlung für die meisten Hirntumoren. Die meisten derzeit verfügbaren präklinischen Hirntumormodelle enthalten jedoch entweder keine Resektion oder verwenden chirurgische Resektionsmodelle, die zeitaufwendig sind und zu signifikanter postoperativer Morbidität, Mortalität oder experimenteller Variabilität führen. Darüber hinaus kann die Durchführung einer Resektion bei Nagetieren aus mehreren Gründen entmutigend sein, darunter das Fehlen klinisch vergleichbarer chirurgischer Instrumente oder Protokolle und das Fehlen einer etablierten Plattform für die standardisierte Gewebeentnahme. Dieses Protokoll hebt die Verwendung eines multifunktionalen, nicht-ablativen Resektionsgeräts und eines integrierten Gewebekonservierungssystems hervor, das von der klinischen Version des Geräts angepasst wurde. Das in der vorliegenden Studie eingesetzte Gerät kombiniert abstimmbare Saugkraft und eine zylindrische Klinge an der Apertur, um Gewebe präzise zu untersuchen, zu schneiden und abzusaugen. Das minimalinvasive Resektionsgerät erfüllt seine Funktionen über das gleiche Gratloch, das für die erste Tumorimplantation verwendet wurde. Dieser Ansatz minimiert Veränderungen der regionalen Anatomie während Biopsie oder Resektionsoperationen und reduziert das Risiko eines signifikanten Blutverlustes. Diese Faktoren reduzierten signifikant die Operationszeit (<2 min/Tier), verbesserten das postoperative Überleben der Tiere, verringerten die Variabilität in Versuchsgruppen und führen zu einer hohen Lebensfähigkeit von resezierten Geweben und Zellen für zukünftige Analysen. Dieser Prozess wird durch eine Klingengeschwindigkeit von ~ 1.400 Zyklen / min erleichtert, die die Ernte von Geweben in ein steriles geschlossenes System ermöglicht, das mit einer physiologischen Lösung der Wahl gefüllt werden kann. Angesichts der zunehmenden Bedeutung der Untersuchung und genauen Modellierung der Auswirkungen von Operationen, Konservierung und rigoroser vergleichender Analyse von regionalisierten Tumorresektionsproben und Intra-Cavity-Therapeutika wird dieses einzigartige Protokoll die Möglichkeiten erweitern, unbeantwortete Fragen zum perioperativen Management und zur therapeutischen Entdeckung von Hirntumorpatienten zu untersuchen.

Chirurgische Resektion mit dem MIRS führt zu einer signifikanten Abnahme der Tumorlast In der Gruppe mit einer geringeren Tumorlast betrug das mittlere Biolumineszenzsignal zu Studienbeginn 5,5e+006 Photonen/s ± 0,2e+006 in der Subgruppe, die einer Resektion unterzogen wurde. Nach der Resektion sank das mittlere biolumineszierende Signal auf 3,09e+006 Photonen/s ± 0,3e+006, (p <0,0001, Mann-Whitney-Test)9 (Abbildung 2)....

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Implementation of Minimally Invasive Brain Tumor Resection in Rodents for High Viability Tissue Collection

Das vorliegende Protokoll beschreibt eine standardisierte Resektion von Hirntumoren bei Nagetieren durch einen minimalinvasiven Ansatz mit einem integrierten Gewebekonservierungssystem. Diese Technik hat Auswirkungen auf die genaue Widerspiegelung des Pflegestandards in Nagetier- und anderen Tiermodellen.

Implementierung einer minimalinvasiven Hirntumorresektion bei Nagetieren zur hochrentablen Gewebeentnahme

The present protocol describes a standardized paradigm for rodent brain tumor resection and tissue preservation. In clinical practice, maximal tumor ...

Dies ist ein Hirntumor-Resektionsparadigma, das in der präklinischen Forschung zu Therapeutika für Hirntumore dringend benötigt wird. Es ermöglicht eine standardisierte Resektion durch einen minimal-invasiven Ansatz und ist gleichzeitig an ein automatisiertes Gewebekonservierungssystem gekoppelt. Dieses Protokoll ermöglicht es dem Tier, nach der Operation zu überleben und hilft so, die Veränderungen des Krankheitszustands nach der Therapie bei demselben Tier zu verstehen.Dies hilft bei sequentiellen und zeitraffertherapeutischen Anwendungen. Mit dieser Technik können wir die Biologie der Krankheit bewerten und ein mögliches späteres Management planen. Dies hat erhebliche Auswirkungen und Chancen auf die Wirkstoffforschung und neuartige Therapeutika.Die Konzepte der standardisierten Resektion, eines minimal-invasiven Ansatzes und der automatisierten Gewebekonservierung können auf andere Tumorarten in verschiedenen Organsystemen wie Lebertumoren und Kopf- und Halskrebs ausgeweitet werden. Das Protokoll ist einfach und das System ist benutzerfreundlich. Lesen Sie am besten das veröffentlichte Protokoll, das alle notwendigen Schritte und Fehlerbehebungen enthält.Beginnen Sie das Experiment, indem Sie die Maus auf Sedierung untersuchen, indem Sie den Zeh kneifen. Tragen Sie Augensalbe auf die Augen auf, um Trockenheit der Hornhaut zu vermeiden. Platzieren Sie dann die Maus auf einem stereotaktischen Rahmen.Entfernen Sie die Klammer aus der vorherigen Operation und desinfizieren Sie die Haut mit abwechselnden Zyklen eines Peelings auf Chlorhexidin- oder Betainbasis und Alkohol. Erstellen Sie dann mit einem sterilen Skalpell einen um einen Zentimeter langen Mittellinienschnitt entlang der vorherigen Operationsnarbe. Befestigen Sie das MIRS-Handstück über den Bühnenadapter am stereotaktischen Arm.Um das MIRS-Gerät einzurichten, stecken Sie das Netzkabel auf der Rückseite in die Netzkabelbuchse. Schalten Sie das System ein oder aus, indem Sie zwischen Null und Eins umschalten. Stecken Sie ein Ende des Stickstoffschlauchs in die männliche Armatur auf der Rückseite der Konsole.Drehen Sie die Verbindungsmutter im Uhrzeigersinn, um sie festzuziehen. Stellen Sie sicher, dass der Versorgungsdruck 100 PSIG nicht überschreitet und befestigen Sie den Schlauch an der Stickstoffzufuhr. Verschließen Sie den Deckel des Vakuumanschlusses, um ein Auslaufen zu vermeiden.Überprüfen Sie, ob der Aspirationsknopf an der Vorderseite der Konsole auf 100 eingestellt ist, dass keine Leckage im Absaugsystem vorliegt und ob der Stickstoffeingangsversorgungsdruck korrekt ist. Stecken Sie den grauen Fußpedalanschluss in die graue Buchse, bis er einrastet. Stecken Sie auf die gleiche Weise den blauen Handstückverbinder in die blaue Buchse.Grundieren Sie jedes Handstück, indem Sie sterile Flüssigkeit durch den Schlauch und das Handstück in die Öffnung und dann in den Kanister einsaugen, um sicherzustellen, dass das Innere des Schlauchs und des Handstücks geschmiert ist. Wählen Sie den Modus für die Aspiration auf der Konsolenvorderseite und initiieren Sie ihn mit dem Fußpedal. Führen Sie die 23-G MIRS-Kanüle bis zu einer Tiefe von 2,5 Millimetern in das Gratloch ein.Leiten Sie den Resektionsprozess ein, indem Sie das Fußpedal drücken, das mit der Kanüle verbunden ist. Führen Sie vollständige Resektionszyklen mit dem Bedienknopf im Handstück durch. Ziehen Sie nach dem Resektionsprozess die 23-Gauge-MIRS-Kanüle heraus und fügen Sie fünf Milliliter 1X PBS hinzu, um den Schlauch zu spülen und Restablagerungen zu entfernen.Schließen Sie dann die Wunde mit einem Hefter und entfernen Sie die Maus aus dem stereotaktischen Rahmen. Bringen Sie die Maus zum Heizkissen zurück, um sich von der Narkose zu erholen, bevor Sie sie wieder in den Käfig legen. Nach dem Experiment reinigen Sie die Kanüle mit gekühlten Medien und Luft, um das gesamte resezierte Gewebe zurück in den Sammelbehälter zu drücken.Entfernen Sie den Sammelbehälter aus dem System, und setzen Sie eine Kappe auf. Als nächstes legen Sie die distale Spitze der Kanüle in 3% Wasserstoffperoxid und saugen Sie, um die Saugleitung zurück zum Saugsammelbehälter zu füllen. Lassen Sie es 60 bis 90 Sekunden stehen und pulsieren Sie intermittierend Luft und Medien, um es zu spülen.Tauchen Sie die Tumorprobe für fünf Minuten bei Raumtemperatur in eine Gewebekulturschale, die RBC-Lysemedium enthält. Legen Sie dann einen 70-Mikron-Filter auf ein 50-Milliliter-konisches Röhrchen und verwenden Sie einen Spritzenkolben, um die Tumorprobe durch den Filter zu leiten. Verwenden Sie mit einer Transferpipette das RPMI 1640-Medium, um die Zellen und die Gewebemasse durch den Filter zu leiten.Zentrifugieren bei 428 mal G für fünf Minuten bei vier Grad Celsius. Verwerfen Sie den Überstand und resuspendieren Sie jede Probe in fünf Milliliter des vorbereiteten RPMI 1640-Mediums. Legen Sie die Proben für 20 Minuten bei 200 U/min bei 37 Grad Celsius in einen Shaker-Inkubator.Nach der Inkubation die Proben bei 428 mal G fünf Minuten lang bei vier Grad Celsius zentrifugieren und den Überstand verwerfen. Einzelne Zellen durch ein 70-Mikron-Zellsieb filtern und bei 274 mal G drei Minuten lang bei vier Grad Celsius zentrifugieren. Führen Sie eine Zelllebensfähigkeitsanalyse mit Trypanblau und einem Hämozytometer durch.Die chirurgische Resektion bei Mäusen mit MIRS verursachte eine signifikante Abnahme der Tumorlast, wie die Verringerung des mittleren Biolumineszenzsignals für Gruppen mit großer und kleiner Tumorlast zeigt. Im Vergleich zu den MRT-Bildern von Tumoren vor der Resektion kann die Resektionshöhle auf den Postresektionsscans als großer, runder hypointensiver Bereich an der Tumorimpfstelle identifiziert werden. In H & E-gefärbten Schnitten wurde eine klare kreisförmige Resektionshöhle mit einem Rand von Blutprodukten, Entzündungen und Resttumorzellen beobachtet.Das Resektionsvolumen nahm signifikant zu, wenn zwei Umdrehungen der Schnittöffnung durchgeführt wurden, was eine Optimierung des Resektionsvolumens je nach Tumorlast ermöglichte. Der Vergleich des Überlebens bei Mäusen mit unbehandelten Tumoren mit Mäusen, die sich einer Resektion von Tumoren durch MIRS unterzogen, zeigte eine Erhöhung des Überlebens von 16 auf 22 Tage in der kleinen Tumorgruppe. In ähnlicher Weise erhöhte sich in der Gruppe mit einer größeren Tumorlast das mediane Überleben von 12 auf 19 Tage.Lichtmikroskopische Bilder der Proben, die aus dem Gewebekonservierungssystem entnommen wurden, erschienen als einzelne Zellen mit der Anwesenheit einiger kleiner Gewebestücke am Tag Null. Nach sieben Tagen zeigten die mit MIRS geernteten Zellen Neurosphärenbildung in Suspensionskulturen, die ihr Tumorinitiationspotenzial anzeigten. Es ist wichtig, das Schlauchsystem direkt nach dem Eingriff zu reinigen und zu spülen, um eine Verstopfung des Systems zu vermeiden.Im Anschluss an dieses Verfahren können Wirksamkeitsstudien von Therapeutika und Studien zu diagnostischen und prognostischen Markern an überlebenden Tieren nach chirurgischer Resektion mit dem minimal-invasiven Resektionssystem durchgeführt werden.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

Das<em&gt; Drosophila</em&gt; Imaginalscheibe Tumormodell: Visualisierung und Quantifizierung von Genexpression und Tumorinvasivität mit Genetischen Mosaiken

Drosophila melanogaster has emerged as a powerful experimental system for functional and mechanistic studies of tumor development and progression in the ...

Forschung

Krebsforschung

Generation of High-Throughput Three-Dimensional Tumor Spheroids for Drug Screening

Generation von Hochdurchsatz-dreidimensionale Tumor Sphäroide für Drogen-Screening

Cancer cells have routinely been cultured in two dimensions (2D) on a plastic surface. This technique, however, lacks the true environment a tumor mass is ...

Live-Cell Imaging Assays to Study Glioblastoma Brain Tumor Stem Cell Migration and Invasion

Live Cell Imaging-Assays Studie Glioblastom Gehirn Tumor Stammzellen Migration und Invasion

Glioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor that is poorly controlled with the currently available treatment options. Key features of GBMs include ...

Digital Polymerase Chain Reaction Assay for the Genetic Variation in a Sporadic Familial Adenomatous Polyposis Patient Using the Chip-in-a-tube Format

Digitalen Polymerase-Kettenreaktion-Assay für die genetische Variation bei einem sporadischen familiäre adenomatöse Polyposis Patienten mit dem Chip-in-Rohr-Format

The quantitative analysis of human genetic variation is crucial for understanding the molecular characteristics of serious medical conditions, such as ...

The Clinical Application of Tumor Treating Fields Therapy in Glioblastoma

Die klinische Anwendung des Tumors, die Behandlung von Feldern Therapie bei Glioblastom

Glioblastoma is the most common and lethal form of brain cancer, with a median survival of 15 months after diagnosis and a 5 year survival rate of only 5% ...

Longitudinal Intravital Imaging of Brain Tumor Cell Behavior in Response to an Invasive Surgical Biopsy

Längsschnitt-Intravital-Bildgebung des Hirntumorzellverhaltens als Reaktion auf eine invasive chirurgische Biopsie

Biopsies are standard of care for cancer treatment and are clinically beneficial as they allow solid tumor diagnosis, prognosis, and personalized ...

Assessing Cell Viability and Death in 3D Spheroid Cultures of Cancer Cells

Beurteilung der Zelllebensfähigkeit und des Todes in 3D-Sphäroidkulturen von Krebszellen

Three-dimensional spheroids of cancer cells are important tools for both cancer drug screens and for gaining mechanistic insight into cancer cell biology. ...

Establishment and Characterization of Small Bowel Neuroendocrine Tumor Spheroids

Etablierung und Charakterisierung von kleinen Darm Neuroendokrinen Tumor Sphäriden

Small bowel neuroendocrine tumors (SBNETs) are rare cancers originating from enterochromaffin cells of the gut. Research in this field has been limited ...

Analyzing Tumor and Tissue Distribution of Target Antigen Specific Therapeutic Antibody

Analyse der Tumor- und Gewebeverteilung von Zielantigen-spezifischen therapeutischen Antikörpern

Monoclonal antibodies are high affinity multifunctional drugs that work by variable independent mechanisms to eliminate cancer cells. Over the last few ...

Measuring Real-time Drug Response in Organotypic Tumor Tissue Slices

Messung der Echtzeit-Arzneimittelreaktion in organotypischen Tumorgewebescheiben

Tumor tissues are composed of cancerous cells, infiltrated immune cells, endothelial cells, fibroblasts, and extracellular matrix. This complex milieu ...