Glioblastom-Rezidiv-Post-Resektionsmodell für therapeutische Hydrogel-Untersuchungen
24. Februar 2023
Das vorliegende Protokoll etabliert ein Glioblastom (GBM) Rezidivmodell nach Resektion unter Verwendung von Mikroskopie, um die therapeutische Wirkung eines injizierbaren, bioresponsiven Hydrogels in vivo zu untersuchen.
Das Tumorrezidiv ist eine der Hauptursachen für das Versagen des Regimes bei der chirurgischen Resektion des GBM. Unser Protokoll bietet ein einzigartiges GBM-Rezidivmodell für effektive lokale Behandlungsstudien von Rückfällen nach der Forschung. Diese Technik bietet eine bequeme und praktikable Methode zur Konstruktion des GBM-Rezidiv-Post-Resektionsmodells und kann in verschiedenen Studien zum GBM-Rezidiv verwendet werden.
Beginnen Sie mit der Vorbereitung des Tieres. Schneiden Sie die Kopfhaut der Maus mit einer Augenschere etwa einen Zentimeter entlang der Mittellinie auf der rechten Stirn ab. Stellen Sie den stereotaktischen Apparat so ein, dass sich die Fischgrätnaht und die vordere Fontanelle-Spitze auf gleicher Höhe befinden.
Markieren Sie mit einem Wattestäbchen, das in Genianviolett getaucht ist, einen Punkt einen Millimeter nach vorne, 1,8 Millimeter nach rechts und drei Millimeter nach unten von der vorderen Fontanelle. Bohren Sie die Spitze mit einem Mini-Schädelbohrer mit einem Durchmesser von einem Millimeter. Erstellen Sie eine Pore von etwa einem Millimeter Durchmesser und einem Millimeter Tiefe.
Entfernen Sie die ausgeschiedene Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit mit einem sterilen Wattestäbchen. Anschließend werden fünf Mikroliter Tumorzellsuspension mit einer Mikrospritze abgesaugt. Richten Sie die Nadelspitze der Mikrospritze senkrecht zum Schädelbohrloch aus und führen Sie sie ein, bis die Nadelspitze drei Millimeter in die Schädelebene eindringt.
Ziehen Sie dann die Nadel um 0,5 Millimeter zurück. Öffnen Sie die Mikrospritze und injizieren Sie die Lösung mit einer Geschwindigkeit von einem Mikroliter pro Minute. Bewahren Sie die Nadel nach der Injektion 10 Minuten lang auf.
Ziehen Sie dann die Mikrospritze langsam zurück und drücken Sie mit einem sterilen, trockenen Wattebausch auf die Injektionsstelle. Vernähen Sie die Kopfhaut mit einer nicht resorbierbaren chirurgischen 10-0-Naht und desinfizieren Sie den Einschnitt. Überwachen Sie die Gesundheit des Tieres und halten Sie es unter warmen Bedingungen.
Nachdem die Maus aufgewacht ist, bewegen Sie sie zurück in den Gehäusekäfig. 10 Tage nach der Tumortragung den transplantierten Tumor nachweisen. Dazu wird der Maus intraperitoneal Kaliumfluorescein injiziert und 11 Sekunden später die Maus mit einem biolumineszierenden In-vivo-Bildgebungssystem abgebildet.
Trennen Sie das Kopfhautgewebe und den Schädel und überprüfen Sie das Bohrloch, das zur Erstellung des orthotopen intrakraniellen GBM-Modells verwendet wurde. Wenn das Loch verheilt ist, identifizieren Sie das Loch mit einem stereotaktischen Gerät und bohren Sie das Loch wie zuvor gezeigt. Erweitern Sie den gesamten Durchmesser mit einem Schädelbohrer auf fünf Millimeter und entfernen Sie die ausgeschiedene Hirn-Rückenmarks-Flüssigkeit mit einem sterilen Wattestäbchen.
Fokussieren Sie das Mikroskop auf den Kopf der Maus und passen Sie die Einstellungen so an, dass sich das Bohrloch in der Mitte des Sichtfeldes befindet. Schneiden Sie die Hirnhäute mit einer Mikroschere ab. Anschließend wird ein Teil des Tumorgewebes mit einer Mikrokürette und einem Mikroskalpell unter dem Mikroskop entfernt.
Stoppen Sie die Blutung mit steriler Gaze und waschen Sie die Injektion mit steriler physiologischer Kochsalzlösung. Injizieren Sie mit einer Ein-Milliliter-Spritze 10 Mikroliter des handelsüblichen Hydrogels in den Resektionshohlraum. Mit diesem Protokoll wurden die GBM-Zellen in das Gehirn der Mäuse implantiert und das Tumorwachstum wurde an Tag 10 durch in vivo Biolumineszenz-Bildgebung getestet.
Die Resektion und die Hydrogel-Injektion wurden am 11. Tag durchgeführt. Die Größe der Tumoren im GBM-Rezidiv-Post-Resektions-Modell war signifikant kleiner als im orthotopen intrakraniellen GBM-Modell. Die Überwachung des Resttumorwachstums an Tag 25 zeigte das Wiederauftreten von Tumoren.
Die H&E-Färbung bestätigte, dass das GBM-Rezidivmodell nach der Resektion erfolgreich konstruiert wurde und dass Resttumoren nach der Resektion signifikant rezidivierten. Das Wichtigste, was bei diesem Verfahren zu beachten ist, ist, die Hirnhäute zu durchtrennen und einen Teil des Tumorgewebes unter dem Mikroskop zu entfernen.
Übersicht
Dieses Protokoll beschreibt ein Modell für das Rezidiv von Glioblastom (GBM) nach Resektion, das Mikroskopie nutzt, um die therapeutische Wirkung eines injizierbaren, bioresponsiven Hydrogels in vivo zu untersuchen. Es bietet eine einzigartige Methode zur Untersuchung von Tumorrezidiven und der Wirksamkeit lokaler Therapien.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Onkologie
- Biomedizinische Technik
Hintergrund
- Tumorrezidive stellen eine erhebliche Herausforderung nach der chirurgischen Resektion von GBM dar.
- Effektive lokale Behandlungsstrategien sind entscheidend, um die Patientenergebnisse zu verbessern.
- Dieses Protokoll soll Untersuchungen zu den Mechanismen des GBM-Rezidivs erleichtern.
- Mikroskopie wird eingesetzt, um das Tumorwachstum und die Behandlungseffekte zu überwachen.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines zuverlässigen Modells für das Rezidiv von Glioblastom nach der Operation.
- Beurteilung des therapeutischen Potenzials eines bioresponsiven Hydrogels.
- Verbesserung des Verständnisses der Dynamik des Glioblastom-Rezidivs.
Verwendete Methoden
- Herstellung eines Mausmodells mittels einer kranialen Bohrtechnik.
- Injektion einer Tumorzellsuspension in das Gehirn.
- Überwachung des Tumorwachstums mittels in-vivo-Biolumineszenzbildgebung.
- Injektion eines Hydrogels in den Resektionshohlraum nach Tumorentfernung.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Einrichtung eines Glioblastom-Rezidivmodells.
- Die Hydrogel-Behandlung führte im Vergleich zu den Kontrollen zu signifikant kleineren Tumorgrößen.
- Das Wiederauftreten der Tumoren wurde mittels Bildgebung und histologischer Analyse bestätigt.
- Das Protokoll zeigte die Durchführbarkeit für zukünftige Glioblastom-Studien.
Schlussfolgerungen
- Das GBM-Rezidiv-Modell nach Resektion eignet sich gut zur Untersuchung des Tumorrezidivs.
- Injizierbare Hydrogels zeigen vielversprechende Wirkung als therapeutische Intervention.
- Dieses Modell kann zur Entwicklung gezielter Therapien für GBM beitragen.
Häufig gestellte Fragen
Exemplarische Branchenrelevanz
Das Rezidiv von Glioblastomen nach Resektion bleibt eine entscheidende Herausforderung in der Neuro-Onkologie und unterstreicht die Notwendigkeit prädiktiver präklinischer Modelle, die das klinische Rezidiv genau widerspiegeln. Das beschriebene Modell für Glioblastom-Rezidive nach Resektion ermöglicht eine stringente Evaluierung lokaler therapeutischer Strategien, wie beispielsweise bioresponsiver Hydrogels, unter Bedingungen, die einem chirurgischen Eingriff und verbleibender Erkrankung nachempfunden sind. Dieses Modell unterstützt die translationale Kontinuität und die Risikominimierung lokaler Behandlungsmodalitäten für die Weiterentwicklung von Therapieansätzen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen, die auf Mechanismen des Glioblastom-Rezidivs abzielen.
- Unterstützt die biologische Risikominimierung durch Modellierung klinisch relevanter Rezidivszenarien.
- Ermöglicht die funktionelle Validierung lokaler Arzneimittelabgabesysteme in einem krankheitsrelevanten Kontext.
Screening und Assay-Entwicklung
- Bietet ein validiertes In-vivo-System zur quantitativen Beurteilung der lokalen Behandlungseffizienz.
- Ermöglicht die reproduzierbare Messung von Tumornachwachsen und Resttumormasse nach Resektion.
- Unterstützt die Standardisierung von Hydrogel- und Wirkstoffabgabeprotokollen für die nachgeschaltete Untersuchung.
Translationale und präklinische Forschung
- Entspricht krankheitsrelevanten Endpunkten für die translationale Biomarker-Entwicklung.
- Stellt die Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung lokaler Therapien sicher.
- Ermöglicht risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung neuartiger GBM-Interventionen.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieses Modell schließt die Lücke zwischen der frühen Entdeckung und der präklinischen Validierung, indem es eine hypothesengetriebene Untersuchung lokaler Therapien in einem klinisch relevanten Rezidivszenario ermöglicht.
- Entdeckungsbioanalytik: Unterstützt mechanistische Studien zur Tumorrezidivierung und den Wirkungen lokaler Interventionen.
- Screening: Liefert quantitative, reproduzierbare Ergebnisse zum Vergleich therapeutischer Kandidaten.
- Analytik: Nutzt biolumineszente Bildgebung und histologische Bestätigung zur robusten Messung der Tumorlast.
- Translationale Forschung: Bietet eine Plattform zur Bewertung lokaler Therapien, die klinischen Rezidivszenarien entsprechen.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Stellt ein wiederverwendbares, standardisiertes Modell für vielfältige Untersuchungen lokaler Therapien beim Glioblastom (GBM) bereit.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit hinsichtlich der lokalen Behandlungswirksamkeit und Zielvalidierung bei GBM-Rezidiv.
- Operationaler Wert: Verbessert die Reproduzierbarkeit und Standardisierung der in-vivo-Rezidivmodellierung.
- Strategischer Wert: Verbessert die Go/No-Go-Entscheidungsfindung für lokale therapeutische Kandidaten und verringert biologische Risiken in späteren Stadien.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung lokaler Therapien, die auf die GBM-Rezidivbildung abzielen.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in stereotaktischer Chirurgie und intrakranieller Modellierung.
- Setzt Zugang zu Infrastruktur für In-vivo-Bildgebung und histologische Analyse voraus.
- Erfordert die Standardisierung chirurgischer und bildgebender Protokolle über Teamgrenzen hinweg.
- Möglicherweise ist eine Anpassung für verschiedene Hydrogel-Formulierungen oder Tumorzelllinien notwendig.
- Das Modell beschränkt sich auf die Beurteilung lokaler Therapieeffekte und erfasst möglicherweise keine systemischen therapeutischen Wirkungen.
