הצעד הראשון לעיבוד סרטן תאים למעקב ויוו בשיטה זו דורשת הנדסה לבטא הכתב פיוז'ן ש"ח-FP. הבחירה של החלבון הניאון של הכתב היתוך הוא קריטי כמו oligomerizing חלבונים פלורסנט יכולה להוביל לכתב מלאכותי קיבוץ באשכולות, באופן שלילי ובכך להשפיע על תפקודו. . היו לנו הצלחה עם חלבונים פלורסנט monomeric מוכחת כגון mEGFP (עם המוטציה monomerizing36,A206K37), mTagRFP או mCherry. ש ח יכול להיות אדם או ממקור עכבר (hNIS או msNIS) בהתאם למטרת הניסוי והן מהמודל סרטן. התמרה חושית היעילות משתנים בדרך כלל בין שורות תאים סרטן שונים. עם זאת, שורות תאים סרטן שנוצר כבר לאחר מכן טהור על ידי FACS ב פרוטוקול זה, ובכך מפחיתה את הצורך עבור אופטימיזציה בתנאי התמרה חושית. התמרה חושית עם ריבוי גבוה לזיהום אינה תמיד רצוי לבנות מרובות, השתלבות הגנום הוא עלול להביא לא רק בביטוי לבנות גבוהות, אלא גם ביותר לא רצויות/unregulated השינוי הגנום. לכן, חשוב לתת polyclonal תאים transduced לגדול היציבות של הביטוי (בפיקוח cytometry זרימה) ולהימנע מיון שיבוטים המבריקים רק על ידי FACS. זה גם מעבד אימות פונקציונלי של תכונות כתב שאינו קריטי לפני תאים אלה אמור לשמש לניסויים ויוו . אלטרנטיבה שפותחו לאחרונה המסירה הגן ויראלי היא ג'ין העריכה טכנולוגיה38, אשר מציע ספציפי יותר שליטה על אתרים אינטגרציה ויראלי. ניתוח ביטוי cytometry זרימה, immunoblotting הוא חשוב. Cytometry זרימה מאפשר רכישה של נתוני האוכלוסייה המבוססת על תא בודד, לדוגמה לבדוק יש סחיפה בכל רמות הביטוי הכתב לאורך זמן. זה מסתמך על FP moiety בלבד, אלא אם כן התאים מוכתמים גם נוגדן נגד פני שטח או סה כ ש ח. Cytometry זרימה לא מדווחות יושרה עיתונאית פיוז'ן. לעומת זאת, immunoblotting מדווח על תקינות הכתב פיוז'ן. המשקל המולקולרי של ש ח ו- FP להתווסף כדי לקבוע את המשקל המולקולרי הצפוי של שבחרת קונאפוקלית ש ח-FP. קרינה פלואורסצנטית מיקרוסקופ הפגינו פיוז'ן כתב colocalization עם agglutinin נבט חיטה סמן קרום פלזמה בכל לאחרונה עשוי שורות תאים. זה היה המיקום הסלולר הצפוי עבור רוב החלבון ומצוינות אבן אור ירוק עבור אימות פונקציונלי עוקבות. אם מינימלי/לא ש ח-FP נמצא על קרום פלזמה (למשל רק בתאים הסלולר פנימי), זה מצביע על בעיה ביולוגית תא עם הכתב פיוז'ן הקו הסלולרי הזה, או מוטציה פוטנציאלי של הכתב פיוז'ן המשפיעים על שלה וגדילת. ראוי לציין כי לא הבחנו במקרה זה באחד התאים הסרטניים שבדקנו עד כה, אשר כללה: A375P, A375M2, SK-Mel28, WM983A/B (מלנומה אנושית); MCF-7, מד א-MB-231, מד א-MB-436 (סרטן השד אנושי); NCI-H1975 (אמבריולוגיה סרטן); SK-Hep1 (סרטן הכבד האנושי); 4T1, 4T1.2, 66cl 4, 67NR, FARN168 (סרטן שד דלקתי מאתר); B16F0, B16F3, B16F10 (מאתר מלנומה); MTLn3 (עכברים השד אדנוקרצינומה).
פונקציה ש ח חייב להימדד באמצעות מבחני ספיגת עם מצעים ש"ח רדיואקטיבי. עקב SPECT radiotracer 99 mעלות הבעלות הכוללת4– להיות המיוצר גנרטור, לכן הנפוצה בבתי חולים ללא צורך כל סינתזה radiotracer, כמו גם הצורך מחצית חיים ארוך יותר נוח (h 6.01 מ' 99 Tc לעומת 110 דקות 18F), השתמשנו סובסטרט זה ש ח עבור אימות פונקציונלי שגרתית השורות החדשות ש"ח-FP לביטוי תא. חסימת מראש של תאים המבטאים ש ח עם פרכלורט נתרן המצע שיתוף ש ח כתוצאה צפוי צמצום/ביטול ספיגת radiotracer, ובכך מדגימים ירידה לפרטים של ספיגת radiotracer. בדיקה זו ירידה לפרטים ש ח היא צעד קריטי אימות. אם ניסוי ירידה לפרטים ש ח לא כתוצאה radiotracer מופחתת ספיגת להשוות התאים הורים בהתאמה, אירעה תקלה טכנית במהלך הניסוי או תפיסה radiotracer שלא מיועד ש ח. זה גם אפשרי כי נתרן פרכלורט חוסם מראש מפחיתה את ספיגת radiotracer בקו תא הורים; זה לזהות שורות תאים עם ביטוי ש"ח פונקציונלי אנדוגני (למשל מגורה התריס תאים6).
יתרון מכריע של פרוטוקול זה הדמיה היא כי נאסף מידע ב- 3D, ועם הזמן. זה מאפשר השוואת תמונות של אותה חיה לאורך זמן, ובכך מספק נתונים לזווג ובכך להתגבר על הבעיות שנגרמו על ידי השתנות בין בעלי חיים. זה מנוגד ביותר שאינו הדמיה קשורים גרורות הערכת שיטות המבוססות על הקרבת בעלי חיים שונים בנקודות זמן שונות. ב- 3B איור זה ניכרת התפשטות גרורתית איך, תוצר התקדמה לאורך זמן בחיה בודדים. האותות זוהה על ידי הדמיה PET/CT ביסודה נגרמות על ידי ביטוי ש ח. זה כולל כל הסימנים מתאי exogenously ש ח-הבעת סרטן, כמו גם כל האיברים endogenously לבטא ש ח. טיפוסי אותות ש"ח אנדוגני נמצאים בלוטת התריס, בלוטות הרוק, הקיבה, ו, ברמות נמוכות בחלקים מסוימים של בלוטות החלב ואת הדמעות. בנוסף אנדוגני ביטוי ש ח, ש ח radiotracer [18F] BF4– מופרש גם דרך הכליות, ובכך להסביר את ספיגת radiotracer ב שלפוחיות שתן. ספיגת כליות אינה לזיהוי בנקודת הזמן דימות מומלץ פרוטוקול זה (45 min פוסט radiotracer הזרקת6). אם אותות שלפוחיות שתן צריך להוביל נושאים אות-כדי-ברקע, שלפוחית השתן יכול מכנית תתרוקן תחת הרדמה לפני הדמיה. חשוב מכך, האותות אנדוגני יכול להשתנות בין זנים בעלי חיים. זה גם ראוי לציין כי ש ח אנדוגני, ביטוי בלוטות החלב יכול להיות גבוה יותר תחת תנאים מניקות10. במקרה שהוצגו, במקרים של הקווים האלה תא גרורתי מאופיין בהצלחה לפני (cf. ברשימה לעיל), אנחנו לא מצא ביטוי ש"ח אנדוגני להתערב באופן משמעותי עם זיהוי גרורה. ראוי לציין, כי [18F] BF4– נשאר יותר זמינים עבור ספיגת לתוך רקמות סרטניות לעומת יודיד, כי יודיד עובר מטבוליזם לתוך הורמוני בלוטת התריס6. תופעה זו עשויה לתרום גם כמויות גדולות יותר של radioiodide בתוך זרם הדם לעומת [18F] BF4- 6. עבור יישומים שונים (תא סרטני מעקב סרטן או התא סרטן שאינם יישומי מעקב אחרים), זה עשוי להיות שונה, ולכן מומלץ כדי להעריך אם הביטוי ש ח אנדוגני הוא עלול לגרום בעיות אות-כדי-ברקע דרך ניסויים ראשוניים. היבט חשוב בתחום ההדמיה פרה היא פעילות טוחנת radiotracer. השיטה המתוארת כאן משתמש ~1.5 GBq 18F– גשמי המוצא14 והוא הוכח לייצר פעילויות טוחנת באופן משמעותי מעל שיטת החלפה שדווחה בעבר12. [18נ] BF4– המיוצר על פעילויות טוחנת ≤1 GBq/µmol12 יכול להוביל מופחתת ספיגת ברקמות לבטא-ש ח. זה חשוב במיוחד כאשר כמות הרדיואקטיביות לקילוגרם מוזרק גבוהה, דהיינו כאשר חיות קטנות כמו עכברים עם תמונה39; זה חשוב פחות האדם הגדרת40. פעילויות טוחנת גבוהה ולכן הם הכרח עבור הדמיה PET פרה באיכות גבוהה. פעילויות טוחנת מתקבל על ידי בורון ניכר תוספת בשיטה14, אשר מוצג בצורה אוטומטית של פרוטוקול זה, להתגבר על בעיה זו. יתר על כן, ראוי לציין פרוטוקול הציג [18F] BF4– סינתזה זו, אינו תואם עם ייצור טוב תרגול (GMP), ולכן מתאים לשימוש בניסויים קליניים האנושי בצורה זו. פרוטוקול GMP (באמצעות שיטת החלפת 18F כדי radiolabel BF4–) הינה זמינה במקום40.
דימות PET/CT מאפשר את החזיית ספיגת radiotracer, הרומז על מצבה העגום של ספיגת radiotracer בתיווך ש ח הנובעות תאים סרטניים מבטאים ש"ח-FP. חשוב מכך, האותות חיית המחמד המשויך ניתן לכמת. זה הכרחי ליישם נהלים סף אמין הבחנה רציונלית ובלתי עקבית של אותות הרלוונטיים איזשהו רקע פוטנציאליים. כמו הרקע משתנה במקומות שונים ויוו, חשוב לשקול קביעת סף מקומית/אזורית, פילוח. שיטה אחת כזו היה פותח על ידי ונקרא אוטסו34, יישומה 3D הוא מועסק לעיבוד תלת-ממד של הגידול העיקרי, גרורות של פרוטוקול זה. באופן כללי, התמונה בעיני המתבונן חזותית מקביל בצורה הטובה ביותר הערכים מינון (מזהה %) % כימות מוזרק. באשר מבוססת תמונה כמת, חשוב גם לנרמל את הערכים נמדד רדיואקטיביות של רקמות שונות כדי האחסון שלהם. קיימות שתי דרכים בעיקר בשימוש להביע את התוצאות מנורמל, מזהה (i) % לכל אמצעי אחסון (למשל %ID/mL) וערך ספיגת סטנדרטי (ii) (SUV35). הם נבדלים זה %ID/mL לוקח בחשבון האחסון בודדים בלבד, בעוד רכב שטח היא מידה שהיא יחסית רדיואקטיביות ממוצע על פני כל החיות. חשוב גם לציין כי ש ח הדמיה מעבד האחסון הגידול בשידור חי (LTV) נגיש, כי תאים מתים/מת לא סינתזה ATP ניתן עוד לייבא radiotracer10. זה מסביר את קליטה נמוכה שטח גדול בתוך הגידול העיקרי ("בצורת סופגנייה" הגידול) המציינת את אזורי הגידול תא מוות/נמק. חשוב לציין, LTV היה מדד אמין הרבה יותר של נטל גידול לעומת נגיש על ידי מדידות caliper האחסון הגידול גולמי (אשר לא עשה חשבון הכדאיות ומודד את אזורי הגידול שטחית בלבד).
היתרון העיקרי של אסטרטגיה זו מעקב מצב כפול מתבטא כאשר קצירת רקמות לאחר ליקוט בעלי חיים. מונחה על ידי תמונות ויוו ובסיוע של תאים סרטניים פלורסנט במהלך ניתוח בעלי חיים, קטן ולא עמוקות איברים/גרורות ניתן גם אמינה לקצור. מתודולוגיה חלוקתה/שימור רקמות קפוא מאפשר ההדמיה פלורסצנטיות ישירה של GFP ללא צורך מכתים עם נוגדן anti-GFP, אבל על חשבון שימור רקמות מבניות מופחתת לעומת פורמלין-קבוע מתודולוגיה-מוטבע פרפין (FFPE). האחרון אנושות דורש גם אנטי-FP מכתים, כי השיטה FFPE אינו תואם שימור תקין של חלבונים פלורסנט (בגלל הקיבעון/התייבשות/התייבשות). בעוד האות פלורסצנטיות מעידה על נוכחות תאים סרטניים, חשוב להבטיח שסיווג זה אושר על ידי ex-vivo מדידות קרינה רדיואקטיבית של הרקמות שנקטפו ('biodistribution'). Ex-vivo מדידות קרינה רדיואקטיבית רגישים יותר מאשר זיהוי חזותי של זריחה, ומכאן יכול לאפשר זיהוי סרטן תלויי-תא אותות שאמורים להיות מבלי שיבחינו. במקרה של מסוף הדמיה הפעלה, שזה יש לציין במדויק את סכומי radiotracer מוזרק, כמו גם את הזמנים של מדידות קרינה רדיואקטיבית radiotracer, הזרקת בעלי חיים, חיים ליקוט, מכויל נצנוץ מונה מדידות של רקמות שנקטפו. דבר זה חיוני להבטיח תיקון עבור radiotracer דעיכה ובכך לאפשר ניתוח biodistribution אמין.
PET/CT הדמיה מאפשר חזר על כימות 3D לא פולשנית של התקדמות הגידול כולל את ההערכה של התפשטות גרורתית ברמה לכל הגוף. תכונה זו היא יתרון משמעותי על פני שיטות קונבנציונליות, אשר לעיתים קרובות לסמוך על קוהורטות גדולות של בעלי החיים מורדמים להערכה של התקדמות הגידול שונים נקודות זמן. היתרונות של גישה זו מבוססת הדמיה הם: רגישות גבוהה (אני) לא פולשנית 3D ויוו כמת, (ii) הפחתה משמעותית במספרים בעלי חיים בשל האפשרות של חזרה הדמיה, (iii) רכישת נתונים לזווג האורך מן העוקבים הדמיה הפעלות שיפור סטטיסטיקות על ידי השתנות בין בעלי חיים, אשר בתורו נוספים מפחית מספרים בעלי חיים, למעט (iv) אוטומטי לייצור [18F] BF4– פעילויות ספציפיות גבוהה, ו (v) אפשרות מהותיים לאישור שמחוץ ברקמות על-ידי קרינה פלואורסצנטית מתודולוגיות כגון מיקרוסקופ או cytometry.
In vivo תא מעקב הוא תחום הולך וגדל. זה הושגה בשל הפיתוחים האחרונים בתחום הדימות הטכנולוגיה, אשר הביא רזולוציה משופרת, זיהוי גבולות ויכולת מולטיפלקס (באמצעות הדמיה ומשולבות). ב פרוטוקול זה, אנו מיישמים את המושג הזה כדי לעקוב אחר התקדמות הגידול כולל גרורות סרטן ספונטניים תא תלת-ממד על-ידי הדמיה אני חוזר. היישומים כוללים מחקרים שמטרתם להתיר את המנגנונים של גרורות סרטן ספונטניים תא. לדוגמה, תאים סרטניים למעקב יכול לשמש כדי לחקור את ההשפעה של מרכיבי תאים חיסוניים שונים (כמו המתנה/תפקודית של זנים בעלי חיים של רמות שונות של immunocompromisation) על תהליך גרורתי. באופן דומה, ההשפעה של גנים יחידניים, המתח בעלי חיים או הקו התא סרטן, יכול להילמד. יתר על כן, הפרוטוקול שהוצגו יכול לשמש כדי להעריך/לאמת היעילות של תרופות ספציפיות או מושגים טיפולית על התקדמות הגידול. חשוב, כתב הגן: radiotracer הזוג הזה עבור הדמיה PET (ש ח: [18F] BF4–) יכול לשמש גם עבור תאים שונים יישומי מעקב. לדוגמה, מספר טיפולים תא מתגלים כיום כמו המבטיחים טיפולית. זה כולל הרפוי הסלולר עבור סרטן טיפול41 אלא גם השתלת42 והגדרות44 רפואה רגנרטיבית43,. לכל הגוף ויוו תא מעקב הופך יותר ויותר חשוב עבור פיתוח, תרגום קליני של הסלולר הרפוי, לדוגמה, להערכת בטיחות ועל לטיפול ניטור.