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.
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Methodenartikel
Implementierung einer minimalinvasiven Hirntumorresektion bei Nagetieren zur hochrentablen Gewebeentnahme
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
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.
Einleitung
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 r....
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Protokoll
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 Tumorimplantation
- In der Anfangsphase der Studie injizieren Sie jeder Maus intrakraniell 100.000 Zellen (GL261 murine Gliom-Zelllinie),....
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Ergebnisse
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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Diskussion
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 wurden,.......
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Offenlegungen
BT hat Forschungsgelder von NIH und ist Miteigentümer von Accelerating Combination Therapies*, und Ashvattha Therapeutics Inc. hat eines ihrer Patente lizenziert. GW verfügt über NIH-Mittel (R01NS107813). HB ist ein bezahlter Berater von Insightec und Vorsitzender des medizinischen Beirats des Unternehmens. Diese Vereinbarung wurde von der Johns Hopkins University gemäß ihren Richtlinien zu Interessenkonflikten überprüft und genehmigt. HB erhält Forschungsgelder von NIH, Johns Hopkins University und Philanthropie und ist Berater für CraniUS, Candel Therepeutics, Inc., Accelerating Combination Therapies*, Catalio Nexus Fund II, LLC*, LikeMinds, Inc*, Galen Robotics, Inc.* und Nurami Medical *. (*einschließlich Eigenkapital oder Optionen).
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 1 mL Spritzen | BD | 309628 | |
| 15 mL konische Röhrchen | Corning | 430052 | |
| 200 Proof Ethanol | PharmCo | 111000200 | |
| 5 mL Pipetten | CoStar | 4487 | |
| 70 Mikron Filter | Fisher | 08-771-2 | |
| Accutase | Millipore Sigma | SIG-SCR005 | |
| Anased (Xylazin-Injektion, 100 mg/ml) | Covetrus | 33198 | |
| Anästhesiesystem | Patterson Scientific | 78935903 | |
| Anästhesiegas-Abfallbehälter | Patterson Scientific | 78909457 | |
| Bankschutz Unterlage | Covidien | 10328 | |
| C57Bl/6, 6-8 Wochen alte Mäuse | Charles River Laboratories | Stammcode 027 | |
| ChroMini Pro | Moser | Type 1591-Q | |
| Kollagenase-Dispase | Roche | #10269638001 | |
| Countess II Automatisierter Zellzähler | Thermo Fisher | ||
| Countess II FL Hämazytometer | Thermo Fisher | A25750 | |
| Lösung zur Entfernung von Ablagerungen | Miltenyi Biotech | #130-109-398 | |
| D-Luciferin | Goldbio | LUCK-1G | |
| DMEM F12 Medien | Corning | 10-090-CV | |
| DMEM Medien | Corning | 10-013-CV | |
| DNAse I | Sigma Aldrich | #10104159001 | |
| Eppendorf Röhren | Posi-Click | 1149K01 | |
| Euthanasielösung | Henry Schein | 71073 | |
| FBS | Millipore Sigma | F4135 | |
| Fötales Rinderserum | Thermo Fisher | 10437-028 | |
| Formalin | Invitrogen | INV-28906 | |
| Gaze | Henry Schein | 101-4336 | |
| hEGF | PeproTech EC | 100-15 | |
| Heparin | Sigma | H-3149 | |
| hFGF-b | PeproTech EC | 1001-18B | |
| Induktionskammer | Patterson Scientific | 78933388 | |
| Isofluran | Covetrus | 11695-6777-2 | |
| Isofluran-Verdampfer | Patterson Scientific | 78916954 | |
| Ketamin | Covetrus | 11695-0703-1 | |
| Kopf Stereotaktischer Rahmen | Kopf Instruments | 5001 | |
| Lichtfeldmikroskop | BioTek | Cytation 5 | |
| Mikroinjektionseinheit | Kopf | 5001 | |
| Mikromotorbohrer | Foredom | F210418 | |
| MRT-System | Bruker | 7T Biospec Avance III MRT-Scanner | |
| NICO Myriad System | NICO Corporation | ||
| Augensalbe | Puralube Tierarztsalbe | ||
| Papain | Sigma Aldrich | #P4762 | |
| PBS | Invitrogen | #14190250 | |
| PenStrep | Millipore Sigma | N1638 | |
| Percoll Lösung | Sigma Aldbsp | ;#P4937 | |
| Pipettensteuerung | Falcon | A07260 | |
| Povidon-Jod-Lösung | Aplicare | 52380-1905-08 | |
| Progesteron | Sigma | P-8783 | |
| Putrescine | Sigma | P-5780 | |
| RPMI Media | Invitrogen | INV-72400120 | |
| Skalpellklinge | Covetrus | 7319 | |
| Skalpellgriff | Fine Science Tools | 91003-12 | |
| Hautmarker | Time Out | D538,851 | |
| Heftklammer Entferner | MikRon | ACR9MM | |
| Hefter | MikRon | ACA9MM | |
| Heftklammern | Clay Adams | 427631 | |
| Stereotactic Frame | Kopf Instruments | 5000 | |
| Saccharose | Sigma Aldrich | S9378 | |
| Nahtmaterial, vicryl 4-0 | Ethicon | J494H | |
| T-75 Kulturflasche | Sarstedt | 83-3911-002 | |
| TheraPEAKTM ACK Lysing Puffer (1x) | Lonza | BP10-548E | |
| Trypsin-EDTA | Corning | MDT-25-053-CI |
Referenzen
- Mineo, J. F., et al. Prognosis factors of survival time in patients with glioblastoma multiforme: a multivariate analysis of 340 patients. Acta Neurochirurgica. 149 (3), 245-252 (2007).
- Miyai, M., et al. Current tr....
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Nachdrucke und Genehmigungen
