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Artículo de método

PET y resonancia magnética guiada por irradiación de un modelo de rata de Glioblastoma usando un Micro-irradiador

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DOI:

10.3791/56601

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28 de diciembre de 2017

En este artículo

Resumen

En el pasado, irradiación de animales pequeños fue realizada generalmente sin la posibilidad de dirigir un volumen de tumor bien delineado. El objetivo era simular el tratamiento de glioblastoma humano en ratas. Utilizando una plataforma de irradiación de animales pequeños, se realiza irradiación conformal 3D MRI-dirigido con PET-volúmenes basado en el impulso en un entorno de preclínico.

Resumen

Durante décadas, investigación animal pequeño de la radiación sobre todo se realizó con bastante crudas configuraciones experimentales aplicando técnicas de una viga simple sin la posibilidad de tratar un volumen de tumor específico o bien delineado. La entrega de la radiación fue alcanzada usando fuentes de radiación fijo o aceleradores lineales que producen rayos x del megavoltage (MV). Estos dispositivos son capaces de lograr precisión submilimétrica para pequeños animales. Además, las elevadas dosis entregan al sano circundante tejido cesta respuesta evaluación de. Para aumentar la traducción entre pequeños estudios en animales y seres humanos, nuestro objetivo era imitar el tratamiento de glioblastoma humano en un modelo de rata. Para habilitar una irradiación más precisa en un entorno de preclínica, recientemente, plataformas de investigación guiada por la imagen pequeña animal radiación de precisión fueron desarrolladas. Similar a los sistemas de planificación humanos, planificación en estos micro-Irradiadores del tratamiento se basa en la tomografía computada (CT). Sin embargo, el bajo contraste de tejidos blandos en el CT hace muy difíciles de localizar objetivos en ciertos tejidos, como el cerebro. Por lo tanto, la incorporación de resonancia magnética (MRI), que cuenta con excelente contraste de tejidos blandos en comparación con la CT, permitiría una delimitación más precisa de la meta para la irradiación. En las últimas técnicas de imagen también biológica década, tales como la tomografía por emisión de positrones (PET) habían cobrado interés para guía de tratamiento de terapia de radiación. PET permite la visualización de p. ej., consumo de glucosa, transporte de aminoácidos o hipoxia, presente en el tumor. Dirigidas a las partes altamente proliferativas o radio-resistente del tumor con una dosis más alta podrían dar un beneficio de supervivencia. Esta hipótesis condujo a la introducción del volumen del tumor biológica (BTV), además el volumen bruto convencional (GTV), volumen blanco clínico (CTV) y volumen de destino planificado (PTV).

En el laboratorio de imagen preclínico de la Universidad de Gante, un irradiador de micro, un pequeño animal animal doméstico y un animal pequeño de T 7 MRI están disponibles. La meta era incorporar irradiación dirigida por MRI y PET guiado secundario-volumen aumentar en un modelo de rata de glioblastoma.

Introducción

Glioma de alto grado es el tumor cerebral maligno más común y más agresivo en adultos con una supervivencia mediana de 1 año a pesar de las modalidades de tratamiento actual. La norma del cuidado incluye máxima resección quirúrgica seguida de radioterapia de haz externo combinada (RT) y temozolomida (TMZ), seguido de mantenimiento TMZ1,2,3. Desde la introducción de TMZ ahora hace más de 15 años, no se han realizado ninguna mejora significativa en el tratamiento de estos tumores. Por lo tanto, la implementación de nuevas estrategias terapéuticas es urgente, pero debe investiga....

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Protocolo

El estudio fue aprobado por el Comité de ética de experimentación animal (ECD 09/23 y ECD 12/28). Todos los datos comerciales se pueden encontrar en la Tabla de materiales.

1. F98 GB modelo de células de rata

  1. Las células F98 GB, obtenidas de la ATCC, en monocapas utilizando de Dulbecco medio Eagle modificado, suero de ternera 10%, 1% penicilina, estreptomicina de 1%, 1% L-glutamina y 0.1% anfotericina b, de la cultura y en un incubador de CO2 (5% CO2 y 37 ° C).
  2. Inocular las células de glioma en el cerebro de ratas F344 Fischer (170 g de peso corporal).
    1. Utilizar instrumen....

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Resultados

Para imitar la metodología de tratamiento humano para la irradiación de glioblastoma en un modelo preclínico, inserción de radioterapia guiada por MRI era necesario. Utilizando el PCTPS y la interfaz micro-irradiador fuimos capaces de irradiar F98 glioblastoma en ratas con múltiples arcos no coplanares conformales dirigida a la región de contraste en T1-weighted MRI17. Transformaciones del rígido-cuerpo en combinación con una cama de modalidad múltiple se utilizaro.......

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Discusión

Para conseguir irradiación precisa de la meta de tumor glioblastoma en el cerebro de la rata, dirección de CT a bordo del micro irradiador no era suficiente. Tumores cerebrales son apenas visibles debido al contraste de tejidos blandos insuficiente, aunque se utilizaría el realce del contraste. Como tal, MRI debe ser incluido para permitir la irradiación más precisa. Mediante una adquisición secuencial del Señor en un sistema de T 7 y una adquisición de la CT en la micro-irradiador que pudimos apuntar la dosis para el te.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen conflictos de interés divulgar

Agradecimientos

Los autores desean agradecer a Stichting Luka Hemelaere y Asociación Internacional para apoyar este trabajo.

....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
GB Modelo RAT
F98 Línea celular de glioblastomaATCCCRL-2397
Fischer F344/Ico crl RatasCharles RiverN/Ahttp://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/fischer-344-rat
Sistema de microbombaWorld Precision InstrumentsUMP3Micro 4: https://www.wpiinc.com/products/top-products/make-selection-ump3-ultramicropump/#tabs-1
Marco estereotácticoKopf902Modelo 902 Dual Small Animal Taladro estereotástico de marco
diamantVellemanVTHD02https://www.velleman.eu/products/view/?id=370450
Cera de huesoAesculap1029754https://www.aesculapusa.com/products/wound-closure/hemostatic-bone-wax
Jeringa de insulina MicrofineBeckton-Dickinson3209241 mL, 29G
Lámpara IRInfraPhil PhilipsHP3616/01
EthilonEthicon662G/662HFS-2, 4-0, 3/8, 19 mm
Name>Company Número de catálogoComments
Cell culture
DMEMInvitrogen14040-091
Penicilina-estreptomicinaInvitrogen15140-148
L-glutaminaInvitrogen25030-032
FungizoneInvitrogen15290-018
Tripsina-EDTAInvitrogen25300-062
PBSInvitrogen14040-224
FalconsThermo Scientific178883175 cm2 nunclon Superficie, desechable para cultivo celular con tapones de filtro
Medio de congelaciónSigma-aldrichC6164Medio de congelación celular-DMSO, estéril filtrado, adecuado para cultivo celular, endotoxina probada
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
>Irradiación animal
Micro-irradiadorX-strahlSoftware SARRP
para irradiaciónX-strahlSistema de planificación de tratamientos preclínicos MuriPlan (PCTPS), versión 2.0.5.
NameCompanyNúmero de catálogoComentarios
Posibilidad sistema PET> animales pequeños< 1
sistema microPET 2TriFoil Imagen, Northridge CAFLEX Triumph IIhttp://www.trifoilimaging.com
trazadores PETFabricación18F-FDG, 18F-FET, 18F-FAZA, 18F-Choline
NameCompanyNúmero de catálogo>Comments
Pequeña resonancia magnética para animales pequeños
sistema de microresonanciaBruker BiospinPharmascan 70/16https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan/overview.html
Dotarem agente de contrasteGuerbetAgente de contraste para resonancia magnética, Dotarem 0,5 mmol/ml
transmisora de cuerpo entero para ratasRapid BiomedicalV-HLS-070
bobina de superficie cerebral de rataRapid BiomedicalP-H02LE-070
Unidad de calentamiento a base de aguaBruker BiospinMT0125
Aguja de 30 G para inyección intravenosaBeckton-Dickinson30512830 G
Tubo de PE 10 (60 cm/inyección)Instech laboratories, IncBTPE-10BTPE-10, tubo de polietileno de 0,011 x 0,024 pulgadas (0,28 x 60 mm), no estéril, carrete de 30 m (98 pies), Instech laboratories, Inc Plymouth meeting PA USA- (800) 443-4227- http://www.instechlabs.com
los capilares de microhematocrito no heparinizadosGMBH7493 21estos capilares se llenan de agua para crear marcadores visibles en la resonancia magnética y la tomografía computarizada
NameCompanyNúmero de catálogoComments
Consumibles
isoflurano: IsofloZoetisB506Anestesia
ketamina: KetamidorEcupharAnestesia
xilacina: SedaxylCodifar NVde anestesia
TerumoVersatus-W26G
TemozolomidaSigma-aldrichT2577-100MGquimioterapia
DMSOSigma-aldrich276855-100ML
Jeringa de insulina MicrofineBeckton-Dickinson3209241 mL, 29G
NameCompanyNúmero de catálogoComentarios
Análisis de imágenes
SoftwarePMOD PMOD technologies LLCPFUS (herramienta de fusión)software de cuantificación de imágenes biomédicas (BIQS), versión 3.405, https://www.pmod.com/web/?portfolio=22-image-processing-pfus
NameCompany>Número de catálogoComments
Anesthesia-equipment
Unidad de movimiento anestésicoASA LTDASA 0039ASA LTD, 5 valley road, Keighley, BD21 4LZ
Generadorde oxígeno Técnicas veterinarias Int.7F-3BDO-Medipass, Ijmuiden
celular Molecubes B-Cube http://www.molecubes.com/b-cube/ posibilidad de propia magnética bobina , Catéter

Referencias

  1. Stupp, R., et al. Promising survival for patients with newly diagnosed glioblastoma multiforme treated with concomitant radiation plus temozolomide followed by adjuvant temozolomide. J Clin Oncol. 20 (5), 1375-1382 (2002).
  2. Dhermain, F.

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Reimpresiones y permisos

Etiquetas

Irradiación guiada por imagenfusión de PET y RMinyección estereotácticaRM con contrasteTC de planificación del tratamientovolumen blanco biológicohistograma dosis-volumenimagen multimodal