تواجه ترجمة نتائج الفحص المجهري داخل الجسم تحديا من خلال اختراقه الضحل للعمق في الأنسجة. هنا نصف نموذج فأر غرفة النافذة الظهرية الذي يتيح التسجيل المشترك للفحص المجهري داخل الجسم وطرق التصوير المطبقة سريريا (على سبيل المثال ، التصوير المقطعي المحوسب ، التصوير بالرنين المغناطيسي) للارتباط المكاني المباشر ، مما قد يؤدي إلى تبسيط الترجمة السريرية لنتائج الفحص المجهري داخل الجسم.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نموذج فأر ورم غرفة النافذة الظهرية لفحص مجهري داخل الجسم وتصوير بالرنين المغناطيسي في أبحاث السرطان الانتقالية
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
أثبت التصوير قبل السريري داخل الجسم مثل الفحص المجهري والتصوير المقطعي للتماسك البصري أنه أدوات قيمة في أبحاث السرطان لتصور البيئة المكروية للورم واستجابته للعلاج. تتميز طرق التصوير هذه بدقة مقياس ميكرون ولكن استخدامها محدود في العيادة بسبب عمق اختراقها الضحل في الأنسجة. تتمتع طرق التصوير الأكثر قابلية للتطبيق سريريا مثل التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني بعمق اختراق أكبر بكثير ولكن لها دقة مكانية أقل نسبيا (مقياس مم).
لترجمة نتائج التصوير داخل الجسم قبل السريري إلى العيادة ، يجب تطوير طرق جديدة لسد هذه الفجوة في الدقة الدقيقة إلى الكلية . هنا نصف نموذج فأر ورم غرفة النافذة الظهرية المصممة لتمكين التصوير قبل السريري داخل الجسم والقابل للتطبيق سريريا (CT و MR) في نفس ، ومنصة تحليل الصور التي تربط بين هاتين الطريقتين المختلفتين للتصور. الأهم من ذلك ، أن نهج غرفة النافذة الموصوف يتيح تسجيل طرق التصوير المختلفة في 3D باستخدام علامات إيمانية على غرفة النافذة للتوافق المكاني المباشر. يمكن استخدام هذا النموذج للتحقق من صحة طرق التصوير السريري الحالية ، وكذلك لتطوير طرق جديدة من خلال الارتباط المباشر مع "الحقيقة الأساسية" النتائج عالية الدقة داخل الجسم.
أخيرا ، يمكن مراقبة استجابة الورم لمختلف العلاجات - العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي والعلاج الضوئي الديناميكي - طوليا باستخدام هذه المنهجية باستخدام طرق التصوير قبل السريرية والقابلة للتطبيق سريريا. وبالتالي يمكن استخدام نموذج فأر الورم في غرفة النافذة الظهرية ومنصات التصوير الموصوفة هنا في مجموعة متنوعة من دراسات أبحاث السرطان ، على سبيل المثال ، في ترجمة نتائج الفحص المجهري داخل الجسم قبل السريري إلى طرق تصوير أكثر قابلية للتطبيق سريريا مثل التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي.
المقدمة
يعد الأوعية الدموية الدقيقة للورم مكونا مهما في البيئة المكروية للورم التي يمكن أن تكون هدفا للعلاج ومحددا للاستجابة للعلاج. في الإعداد قبل السريري ، تتم دراسة الأوعية الدموية الدقيقة عادة باستخدام الفحص المجهري داخل الجسم في النماذج الحيوانية لغرفة النافذة التقويمية أو غير المتجانسة1،2. هذا له العديد من المزايا على الدراسات النسيجية حيث يتم التصوير في الأنسجة الحية ويمكن مراقبة الورم طوليا على مدى عدة أسابيع أو حتىأشهر 2,3. يمكن لهذه الدراسات الاستفادة من قدرات التصوير عالية الدقة للفحص المجهري داخل الجسم لدراسة توصيل العلاجات إلى الورم
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تم تنفيذ جميع الإجراءات الحيوانية وفقا لدليل رعاية واستخدام التجارب الذي وضعه المجلس الكندي لرعاية. تم إجراء التجارب وفقا لبروتوكول معتمد من قبل لجنة رعاية واستخدام المؤسسية التابعة لشبكة الصحة الجامعية في تورنتو ، كندا.
1. معلم تلقيح الورم
ملاحظة: يشير "المعلم" إلى عملية وضع علامات على جلد الفأر للإشارة إلى المكان الذي يجب حقن الخلايا السرطانية فيه لتحسين وضع DSFC. يجب أن يتم إجراء هذا المعلمة في نفس اليوم أو 1 يوم قبل التلقيح. NOD نقص المناعة. تم استخدام الفأر الأنثوي Cg-Rag1tm1Mom Il2rgtm1Wjl / SzJ (NRG) لهذا العمل.
- تخدير الماوس باستخدام 5٪ إيزوفلوران للحث و 2٪ إيزوفلوران للصيانة (مع....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تم إجراء التصوير المقطعي للتماسك البصري لتباين البقع (svOCT) للحصول على صور الأوعية الدموية الدقيقة ثلاثية الأبعاد لمجال الرؤية (FOV) (6 × 6 مم2 الجانبي × عمق 1 مم). للحصول على هذه الصور ، تم استخدام نظام OCT المصدر الموصوف سابقا على أساس مقياس التداخل التربيعي23. تم الحصول على صور OCT عن طريق خياطة اثنين من عمليات المسح المتجاورة جانبيا 3 × 6 مم2 FOV. يتكون كل فحص B من 400 مسح A وتم إجراؤه 24x لكل موقع (25 مللي ثانية) لتمكين معالجة تباين البقع بدقة كما هو موضح في عملنا
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
في هذا العمل ، قمنا بتطوير سير عمل لإجراء كل من الفحص المجهري داخل الجسم والتصوير المطبق سريريا (CT و MRI و PET) في نفس. وقد تم ذلك بهدف ترجمة نتائج الفحص المجهري قبل السريري إلى العيادة من خلال الارتباط المباشر للفحص المجهري داخل الجسم مع طرق التصوير السريري مثل التصوير بالرنين المغناطيسي. على الرغم من أن تصميمات DSFC التقليدية مصنوعة من المعدن 2,3 ، فقد قمنا بتكييف DSFC لتكون متوافقة مع MR باستخدام غرف النوافذ المطبوعة ثلاثية الأبعاد المصنوعة من راتنج بلاستيكي .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للكشف عنه.
شكر وتقدير
نشكر الدكتورة كارلا كالتشادا (زميلة ما بعد الدكتوراه، مركز الأميرة مارغريت للسرطان) والدكتور تيموثي صموئيل (طالب دكتوراه، مركز الأميرة مارغريت للسرطان) للمساعدة في زراعة الخلايا السرطانية وتطوير بروتوكول التلقيح. ساعدت الدكتورة كاثلين ما والدكتورة آنا بيتراسيك والدكتورة أليسا غولدشتاين (مركز أبحاث ، مركز الأميرة مارغريت للسرطان) في تطوير بروتوكول الجراحة. قام جاكوب بروسكي (تقني الهندسة الطبية ، مركز الأميرة مارغريت للسرطان) وواين كيلر (مدير تنفيذي لعميل الأجهزة ، Javelin Technologies - إحدى شركات مجموعة TriMech) بطباعة غرف النوافذ 3D. قدم جيمس جونكمان (مرفق الفحص المجهري البصري المتقدم ، شبكة الصحة الجامعية) إرشادات قيمة للحصول على صور المجهر الساطع والفلوري.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <مواد ثقافة الخلايا القوية> < / قوية > | |||
| خلايا سرطان البنكرياس البشرية | ATCC (مجموعة ثقافة النوع الأمريكي) | CRL-1687 | |
| مصفوفة غشاء القاعدي Corning Matrigel ، خالية من LDEV ، 10 مل | 354234 | Corning | |
| Stripettor Ultra Pipet Controller | Corning | 07-202-350 | |
| محلول ملحي مخزن بفوسفات Dulbecco بدون كالسيوم أو مغنيسيوم أو فينول أحمر ، 500 مل | من جيبكو | 14190144 | |
| مصل الأبقار الجنينية (كندا) ، 500 مل | من Sigma-Aldrich | F1051-500ML | |
| Penicillin-Streptomycin 100x (سائل ، مستقر ، مفلتر معقم ، تم اختبار زراعة الخلايا) | Sigma-Aldrich | P4333-100ML | |
| RPMI Medium 1640 (1x) ، سائل ؛ مع L-Glutamine ، 500 مل | Gibco | 11875093 | |
| TrypLE Express Enzyme ، 500 مل | Gibco | 12605028 < | |
| قوي > مواد غرفة النافذة < / قوي > | |||
| 12 مم غطاء زجاجي | Harvard Apparatus ؛ | CS-12R رقم 1.5 | |
| Connex 500 طابعة ثلاثية الأبعاد | Stratasys N | / A | |
| متوافق حيويا واضح MED610 راتنج | Stratasys | RGD810 | |
| Loctite AA 3105 الأشعة فوق البنفسجية قابلة للشفاء الغراء | Loctite | LCT1214249 | |
| الإطار الخلفي لغرفة النافذة | Trimech Inc | N / A | |
| علامة إمانية لغرفة النافذة | Trimech Inc | N / A | |
| الإطار الأمامي لغرفة النافذة | Trimech Inc | N / A | |
| مشبك دعم غرفة النافذة | Trimech Inc | N / A | |
| <مواد التلقيح والجراحة القوية> القوية < / قوية > | |||
| BD Safetyمحاقن الأنسولين الانزلاقية بإبر متصلة بشكل دائم ، 0.5 مل ، 29 جم × 1/2 بوصة | محلول | ||
| البيتادين بيتادين | AP-B002C2R98U | ||
| Cidex OPA 14 Day Solution 3.8 لتر | ASP | JOH20394 | |
| وسادات داخلية جراحية يمكن التخلص منها 23 بوصة × 24 بوصة | كيندال | 7134 | |
| زيوت تشحيم العين | Optixcare | 50-218-8442 | |
| كريم إزالة الشعر | Nair | & lrm ؛ 061700222611 | |
| ملقط مرقئ هالستيد | Almedic | 7742-A12-150 | |
| وسادة تسخين | شعاع الشمس ؛ | B086MCN59R | |
| مقص القزحية | Almedic | 7601-A8-690 | |
| Isoflurane | Sigma | 792632 | |
| Metacam | Boehringer Ingelheim Animal Health USA Inc | NDC 0010-6015-03 | |
| إيماءة. CG-Rag1tm1Mom Il2rgtm1Wjl / SzJ ماوس | مختبر جاكسون | 7799 | |
| Peanut Clipper & ماكينة حلاقة | وال | 8655-200 | |
| SOFSILK خياطة جراحية غير قابلة للامتصاص # 5-0 مع إبرة مستدقة 3/8 بوصة (17 مم) (مطلية بالشمع ، حرير أسود مضفر ، معقمة) ؛ | Syneture | VS880 | |
| ملقط الشظية | Almedic | 7725-A10-634 | |
| <قوي>MR التصوير< / قوي > | |||
| 3D مطبوعة جهاز تثبيت غرفة النافذة. | مطبوعة ثلاثية الأبعاد مخصصة ، راجع الشكل 3 للحصول على التفاصيل. | ||
| جهاز تسخين الحمل | الحراري 3M Bair Hugger | 70200791401 | |
| نظام حقن المخدرات | Harvard Apparatus ؛ | PY2 70-2131 | PHD 22/2200 مضخة حقنة متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي |
| Gadovist 1.0 | نظام | التنفسي Bayer 2241089 | |
| متوافق مع SAII | Model 1030 | MR للحيوانات الصغيرة. | |
| قسطرة الوريد الذيل (27 جم 0.5 بوصة) | Terumo Medical Corp | 15253 | |
| <قوي > تصوير بصري < / قوي > | |||
| ثلاثي الأبعاد مرحلة | مخصص 3D مطبوع ، راجع الشكل التكميلي 3 للحصول على التفاصيل. | ||
| 12 فولت 7 واط مرنة بوليميد سخان لوحة رقيقة لاصقة PI فيلم التدفئة 25 مم × 50 مم | BANRIA & nbsp ؛ | B09X16XCVS | عنصر التسخين المستخدم لتنظيم درجة حرارة جسم الماوس. |
| مصدر طاقة التيار المستمر | BK Precission | 1761 | يستخدم لتشغيل عنصر التسخين. |
| تصوير | |||
| svOCT | يمكن العثور على التفاصيل في المرجع 23. | ||
| <قوي> البرمجيات | |||
| MATLAB البرمجيات | MathWorks | R2020A |
المراجع
- Fukumura, D., Duda, D. G., Munn, L. L., Jain, R. K. Tumor microvasculature and microenvironment: Novel insights through intravital imaging in pre-clinical models. Microcirculation. 17 (3), 206-225 (2010).
- Demidov, V., et al.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
