Una ventana permanente para investigar la metástasis del cáncer en el pulmón

Lucia Borriello; Brian Traub; Anouchka Coste; Maja H. Oktay; David Entenberg

doi:10.3791/62761

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Artículo de método

Una ventana permanente para investigar la metástasis del cáncer en el pulmón

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DOI:

10.3791/62761

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1 de julio de 2021

Lucia Borriello^*¹^,² , Brian Traub^*¹^,²^,³ , Anouchka Coste¹^,²^,³ , Maja H. Oktay¹^,²^,⁴^,⁵ , David Entenberg¹^,²^,⁴

¹Department of Anatomy and Structural Biology, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Center, ²Gruss-Lipper Biophotonics Center, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Center, ³Department of Surgery, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Center, ⁴Integrated Imaging Program, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Cente, ⁵Department of Pathology, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Center

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo para la implantación quirúrgica de una ventana óptica permanentemente permanente para el tórax murino, que permite obtener imágenes intravitales de alta resolución del pulmón. La permanencia de la ventana la hace muy adecuada para el estudio de los procesos celulares dinámicos en el pulmón, especialmente aquellos que evolucionan lentamente, como la progresión metastásica de las células tumorales diseminadas.

Resumen

La metástasis, que representa ~ 90% de la mortalidad relacionada con el cáncer, implica la propagación sistémica de las células cancerosas desde tumores primarios a sitios secundarios como el hueso, el cerebro y el pulmón. Aunque ampliamente estudiados, los detalles mecanicistas de este proceso siguen siendo poco conocidos. Si bien las modalidades de imágenes comunes, incluida la tomografía computarizada (TC), la tomografía por emisión de positrones (PET) y la resonancia magnética (IRM), ofrecen diversos grados de visualización macroscópica, cada una carece de la resolución temporal y espacial necesaria para detectar la dinámica de las células tumorales individuales. Para abordar esto, se han descrito numerosas técnicas para la obtención de imágenes intravitales de sitios metastásicos comunes. De estos sitios, el pulmón ha demostrado ser especialmente difícil de acceder para las imágenes intravitales debido a su delicadeza y papel crítico en el mantenimiento de la vida. Aunque se han descrito previamente varios enfoques para la obtención de imágenes intravitales unicelulares del pulmón intacto, todos implican procedimientos altamente invasivos y terminales, lo que limita la duración máxima posible de la imagen a 6-12 h. Aquí se describe una técnica mejorada para la implantación permanente de una ventana óptica torácica mínimamente invasiva para imágenes de alta resolución del pulmón (WHRIL). Combinada con un enfoque adaptado a la microcartografía, la innovadora ventana óptica facilita la obtención de imágenes intravitales en serie del pulmón intacto a resolución de una sola célula en múltiples sesiones de imágenes y que abarcan varias semanas. Dada la duración sin precedentes durante el cual se pueden recopilar datos de imágenes, el WHRIL puede facilitar el descubrimiento acelerado de los mecanismos dinámicos subyacentes a la progresión metastásica y numerosos procesos biológicos adicionales dentro del pulmón.

Introducción

Responsable de ~ 90% de las muertes, la metástasis es la principal causa de mortalidad relacionada con el cáncer¹. Entre los principales sitios de metástasis clínicamente observados (hueso, hígado, pulmón, cerebro)², el pulmón ha demostrado ser particularmente desafiante para las imágenes in vivo a través de microscopía intravital. Esto se debe a que el pulmón es un órgano delicado en movimiento perpetuo. El movimiento continuo de los pulmones, agravado aún más por el movimiento cardíaco intratorácico, representa una barrera sustancial para obtener imágenes precisas. Por lo tanto, debido a su relativa inaccesibi....