Multimodale Bildgebung von Angiogenese in einem Nude Rattenmodell der Brustkrebs Knochenmetastasen mittels Magnetresonanztomographie, volumetrische Computertomographie und Ultraschall

Dieses Experiment verwendet komplementäre bildgebende Verfahren, um die Angiogenese in einem Rattenmodell für Brustkrebs nicht-invasiv zu beurteilen. Bei der Knochenmetastasierung werden zunächst menschliche Brustkrebszellen in die oberflächliche Oberbaucharterie injiziert, um ortsspezifische osteolytische Knochenmetastasen am Hinterbein von Nacktratten zu induzieren. Nach 25 bis 30 Tagen bereiten Sie das Tier auf die bildgebende Analyse vor und erfassen Sie Daten durch Magnetresonanztomographie, Computertomographie und Ultraschalluntersuchung.

Als nächstes verwenden Sie die komplementären morphologischen und funktionellen Daten aus diesen Bildgebungsmodalitäten, um verschiedene Aspekte der Vaskularisation bei osteolytischen Läsionen zu beschreiben. Zu den erzielten Ergebnissen gehören die Makrogefäßarchitektur, das lokale Blutvolumen, die Perfusion und die Permeabilität sowie die Echtzeit-Bildgebung der Vaskularisation in Knochenmetastasen. Diese Methoden können dazu beitragen, Schlüsselfragen zur Rolle der Angiogenese bei der Pathogenese von Knochenmetastasen zu beantworten, was Auswirkungen auf die Bildgebung und Behandlung von bösartigen ossären Läsionen hat.

Für das hier beschriebene Tiermodell besteht keine Notwendigkeit für die Verwendung einer knochenspezifischen N-D-A-M-B 2 3 1 knochenspezifischen Subzelllinie, da die Tumorentnahmerate über 90 % beträgt. Beginnen Sie mit einer logarithmischen Kultur von menschlichen Brustkrebszellen in RPMI 1640. Medium, ergänzt mit 10% fötalem Kälberserum. Nach der Ernte der subkonfluenten Tumorzellen mit Trypsin, der Zählung der Zellen mit Hilfe einer Neubauerkammer und der Suspendierung in RPMI 1640, wurden alle Versuche von der zuständigen Staatlichen Tierethikkommission genehmigt. Anästhesierte die sechs bis acht Wochen alte Ratte, wie in dem Text angegeben, der für den chirurgischen Eingriff beigefügt ist.

Verwenden Sie ein geeignetes binokulares Operationsmikroskop mit einer 16-fachen Vergrößerung. Beginnen Sie damit, die Haut und das Unterhautgewebe im Indualbereich in einer Länge von zwei bis drei Zentimetern zu schneiden. Präparieren Sie nun alle Arterien, die von der Oberschenkelarterie abzweigen, legen Sie Clips an der Oberschenkelarterie proximal des Ursprungs der S CA sowie an der DGA, PA und S SA, um den lokalen Blutfluss vorübergehend zu verschließen.

Ligattieren Sie dann das SEA an seinem distalen Teil, um das Öffnen dieses Gefäßes ohne Blutungen zu ermöglichen. Schneiden Sie das SEA proximal der Ligatur ab und verabreichen Sie eine 1%ige Pipenlösung auf die SEA. Schneide nun mit einer Schere etwa die Hälfte des Durchmessers des Gefäßes ab und führe eine Nadel in das Lumen ein, während du das abgeschnittene Ende des Gefäßes festhältst.

Wenn möglich, fixieren Sie die Nadel in einer externen Vorrichtung, um unregelmäßige Bewegungen zu reduzieren, die zu einer Perforation der Gefäßwand führen könnten. Verbinden Sie dann eine Spritze mit der Nadel. Entfernen Sie den Clip aus der distalen Oberschenkelarterie und platzieren Sie ihn auf der Arteria saphena.

Fahren Sie fort, O 0,2 Milliliter der MDA MD 2 31 Brustkrebszellen langsam in die oberflächliche Oberbaucharterie zu injizieren. Beachten Sie, dass die Zellen aufgrund der Clips auf DGA und pa gerichtet sind. Entfernen Sie die Nadel und ligieren Sie die oberflächliche epigastrische Arterie, um Blutungen zu vermeiden, bevor Sie die arteriellen Clips entfernen.

Lassen Sie nach dem Schließen der Wunde und dem Beenden der Inhalationsanästhesie 25 bis 30 Tage Tumorwachstum beim Tier zu. Verwenden Sie einen speziellen experimentellen MRT-Scanner oder ein humanes MRT-System mit einer geeigneten Tierspule wie dieser selbstgebauten Spule für die Hochfrequenzanregung und -detektion. Nachdem Sie die Ratte mit Sauerstoff und ISO-Fluor betäubt haben, legen Sie einen Katheter in die Schwanzvene und fixieren Sie ihn am Schwanz.

Schließen Sie mit Klebeband eine Spritze mit dem Kontrastmittel an. Legen Sie dann die Ratte unter Beibehaltung der Inhalationsnarkose in das MRT-System. Beginnen Sie mit einer morphologischen MRT-Sequenz, um die Knochenmetastasen zu lokalisieren.

Bestimmen Sie als nächstes einen Schnitt der Knochenmetastasierung mit dem größten Durchmesser und starten Sie die Sequenz für D-C-E-M-R-I nach ca. 30 Sekunden. Beginnen Sie mit der Injektion des Kontrastmittels über einen Zeitraum von 10 Sekunden. Wählen Sie ein geeignetes CT-System, entweder einen menschlichen oder einen experimentellen Scanner.

Hier verwenden wir einen Prototyp eines mit Flachbildschirmen ausgestatteten volumetrischen Computertomographen. Nachdem Sie die Ratte mit Sauerstoff und Fluor betäubt haben, legen Sie einen Katheter in die Schwanzvene und befestigen Sie ihn mit Klebeband am Schwanz. Schließen Sie dann eine Spritze mit Kontrastmittel an.

Legen Sie nun die Ratte unter Inhalation und Narkose auf den Scanner. Legen Sie die Scan-Parameter für VCT fest. Hierfür stehen mehrere experimentelle und klinische Ultraschallsysteme zur Verfügung.

Nachdem Sie die Ratte mit Sauerstoff und Fluor betäubt haben, legen Sie einen Katheter in die Schwanzvene und befestigen Sie ihn mit einem Klebeband am Schwanz. Schließen Sie dann eine Spritze an, die ein Mikrobläschenkontrastmittel enthält. Befestigen Sie den Ultraschallschallkopf mit einem Stativ am jeweiligen Hinterbein und tragen Sie das Ultraschallgel zwischen Schallkopf und Hinterbein auf.

Führen Sie als Nächstes die Bildübertragung im B-Modus durch. Um den größten Durchmesser der Knochenmetastase zu bestimmen und den Schallkopf in dieser Position zu fixieren, fügen Sie den Bildern des B-Modus ein Dopplersignal hinzu, um Informationen zur Gewebeperfusion zu erhalten. Beachten Sie, dass nur Läsionen, die den kortikalen Knochen stören, für Ultraschallwellen zugänglich sind.

Für dynamischen kontrastverstärkten Ultraschall stellen Sie das Ultraschallgerät auf Kadenz ein, kontrastieren Sie den Impulssequenzierungsmodus, injizieren Sie die Mikrobläschen und nehmen Sie eine Schleife von 90 Sekunden Länge auf. Verarbeiten Sie die morphologischen Informationen aus M-R-I-V-C-T und Ultraschall, um den Weichteiltumor und die skelettale Zerstörung der Knochenmetastasen zu charakterisieren. Bestimmen Sie dann die Lokalisation und das Volumen der Knochenmetastasen mit einem DICOM-Viewer Für die Angiographie.

Berücksichtigen Sie mit dem eRx DICOM-Viewer die VCT-Daten, um das Verzweigungsmuster von Gefäßen in Knochenmetastasen zu erhalten. Rekonstruieren Sie 2D- oder 3D-Bilder mit den Informationen der arteriellen Phase mit oder ohne Subtraktionstechniken. Um die funktionellen Parameter der Vaskularisation von D-C-M-R-I-D-C-E-V-C-T und DCE-Ultraschall zu quantifizieren, werden für jede Modalität spezifische Softwaretools verwendet.

Für D-C-E-M-R verwende ich Dyna Lab, um die vaskulären Parameter zu bestimmen, die mit dem Blutvolumen und der Tauschratenkonstante verbunden sind, die mit der Perfusion und der Gefäßpermeabilität in Knochenmetastasen verbunden sind. Um D-C-E-V-C-T-Daten zu quantifizieren, führen Sie eine deskriptive Analyse der Daten durch, um Parameter wie die Fläche unter der Kurve oder die Peak-Verstärkung zu berechnen. Quantifizieren Sie auch Informationen aus dem Echtzeit-DCE-Ultraschall mit Hilfe einer quantitativen Analysesoftware durch die Analyse von Cine-Loops Entsprechend dem implementierten Bolusinjektionsmodellort bestimmt der interessierende Bereich über der Knochenmetastasierung entweder deskriptive Faktoren wie die Fläche unter der Kurve oder quantitative Parameter aus farbcodierten Karten.

Die intraarterielle Injektion von M-D-A-M-B 2 31 Zellen in das SEA wurde verwendet, um ortsspezifische Knochenmetastasen im jeweiligen Hinterbein der Nacktratte zu entwickeln. Dieses Bild zeigt das Verzweigungsmuster der Arteria femoralis, einschließlich der oberflächlichen A. epigastrica, der Arteria ulara descending, der Arteria poplitea und der Arteria saphenos. Die arteriellen Clips werden auf der sa, PA und proximalen Fa sowie der Ligatur der SEA platziert.

Die SEA wurde dann proximal der Ligatur geschnitten und nach Zugabe von Papin wird der Muskel der Gefäßwand mit einer Pinzette entspannt. Die SEA wird eingeschnitten und eine Nadel wird mit einer externen Fixiervorrichtung für die Nadel in die SEA eingeführt. Humane Brustkrebstumorzellen werden über die SEA injiziert und in die DGA und pa geleitet.

Dank der Clipse können osteolytische Läsionen, die auf den Femur, das Schienbein und das Wadenbein beschränkt sind, etwa 25 bis 30 Tage nach der Injektion nicht-invasiv mittels M-R-I-V-C-T und Ultraschall abgebildet und über mehrere Wochen nachbeobachtet werden. Alle drei Bildgebungsmodalitäten können nacheinander bei ein und derselben Ratte angewendet werden. Das MRT zeigt die Morphologie des metastasierten Weichgewebes des Knochens, das zunächst auf die Knochenmarkhöhle beschränkt ist und im Laufe der Entwicklung den kortikalen Knochen übertrifft.

In diesen axialen Schnitten zeigt das gewichtete MRT-Bild von T den Weichteilanteil der Knochenmetastasen und die D-C-E-M-R-I-Farbkarten zeigen die Werte für die Amplitude A und die Austauschratenkonstante innerhalb der Knochenstruktur der Läsion, und insbesondere werden osteolytische Veränderungen der Metastasen in hoher Auflösung durch VCT komplementär zu den MRT-Befunden beurteilt. OSTEOLYTISCHE Läsionen befinden sich in der Nähe des intramedullären Tumorwachstums. Die VCT-Angiographie zeigt die veränderte Makrogefäßarchitektur von Knochenmetastasen und D-C-E-V-C-T zeigt entsprechende Aspekte der Mikrozirkulation aufgrund der lokalen Zerstörung des kortikalen Knochens bei metastasierten Läsionen. Ultraschall ist anwendbar zur Beurteilung morphologischer und funktioneller Merkmale des Weichteiltumors unter Verwendung von B-Mode- und Doppler-Techniken.

Bei der Anwendung von Mikrobläschen ermöglicht der DCE-Ultraschall eine Echtzeit-Bildgebung der Vaskularisation bei Knochenmetastasen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Tumorzellen gegen lokalisationsspezifischen Brustkrebs und Knochenmetastasen geimpft werden, um morphologische und funktionelle Aspekte der Angiogenese in diesen Läsionen abzubilden. Nicht-invasiv.