ההיבט הקטלני ביותר של סרטן הוא גרורות, המהווה יותר מ-90% מהתחלואה והתמותה הקשורות לסרטן1. גרורות הן תהליך רב-שלבי ובשל מורכבותו, המנגנונים התאיים והמולקולריים המדויקים השולטים בהתפשטות וצמיחה גרורתית עדיין חמקמקים. כדי לשלוח גרורות, תאי הגידול בגידול הראשוני חייבים להתנתק מהתאים השכנים ומקרום הבסיס, לחצות את המטריצה החוץ-תאית, לעבור דרך כלי דם או לימפה, לעבור באתר המשני, ולבסוף, לשרוד ולהקים גידולים משניים. בנוסף לתכונות תאי הגידול, התרומה של המיקרו-סביבה, הכוללת את הסטרומה הסמוכה יחד עם המקבילים הרגילים של תאי הסרטן, היא קריטית לזריעה והקמה של נגעים גרורתיים2.
שיטות מסורתיות לחקר זריעה וצמיחה גרורתית בוחנות מצבים סטטיים, כאשר רקמות נכרתות ומחתכות להיסטולוגיה. נתונים אלה מייצרים רק תמונת מצב של תהליך דינמי מאוד זה. למרות שניתן לקבל מידע שימושי ממחקרים אלה, לא ניתן להעריך כראוי את התהליך המסובך שבו גידול ותאי סטרומה מתקשרים במהלך היווצרות גרורתית בשיטות אלה. יתר על כן, לא ניתן לקבל תובנות לגבי דפוסי נדידת גידול או תאי סטרומל, החשובים בהקמת מושבה באתר המרוחק. על מנת לחקור ביעילות את התהליך הגרורתי, חיוני לדמיין אינטראקציות שונות בין תאים סרטניים למיקרו-סביבה שלהם באופן רציף ובזמן אמת.
הריאה היא אתר נפוץ לגרורות מגידולים מוצקים כמו סרטן השד, המעי הגס, הלבלב, מלנומה וסרקומה3. הדמיה תוך-חיונית שימשה בעבר לחקר אינטראקציה בין תאים במודלים שונים של גידול ראשוני וגרורות4,5. שיטות להדמיית ריאות בעכברים, כולל הדמיה תוך-חיונית, הדמיית חתך ריאות ובדיקת גרורות ריאתיות ex vivo פורסמו6-9. הדמיה תוך-חיונית של ריאות עכבר משתמשת בחלון יניקה של בית החזה כדי לייצב את הריאות6. שיטה זו משמשת להדמיית זמן-lapse של המיקרו-סירקולציה של הריאות והחללים המכתשית. המיקום האנטומי של הריאות מהווה אתגר להדמיה תוך חיונית. על מנת לגשת לריאות, יש לפתוח את חלל החזה מה שמוביל לאובדן לחץ שלילי ולקריסת ריאות. שיטה זו מאפשרת הדמיה של חלק קטן מהריאות בלבד והיא תובענית מבחינה טכנית; סיבוך מיותר במחקרים הבוחנים תהליכים שאינם תלויים בזרימת הדם. יתר על כן, שיטה זו דורשת גם שער של תנועה הנגרמת על ידי נשימה. זה נעשה על ידי איסוף תמונות בין נשימות או במהלך ניתוחים לאחר רכישת תמונות10. הדמיית חתך הריאה האלטרנטיבית ex vivo מספקת יציבות ועומק, וגם מכינה פרנכימה ריאתית לצביעה חיסונית7. עם זאת, תהליך החיתוך הארוך מוביל לעיכוב נרחב בין מועד הקרבת בעלי החיים לתחילת סשן ההדמיה. יתר על כן, תהליך חיתוך ריאה של עכבר גורם לכמות ניכרת של מוות תאי8, ובכך מפריע לאיכות וכמות דגימות ההדמיה ואולי משנה ללא צורך אינטראקציות גידול-סטרומה. על מנת לגשר טכנית בין שיטות ההדמיה התוך-חיונית לבין הדמיית חתך הריאה, תוך ניצול היתרונות של שתי הטכניקות, פותחה שיטה מהירה וקלה יחסית להדמיית ריאות ex vivo. שיטה זו הושגה על ידי הדמיה של אונות ריאה שלמות ללא חתך. באמצעות שיטה זו, ניתן לדמיין בזמן אמת את התנועתיות של תאי הסרטן כמו גם את האינטראקציות בין תאי סרטן לתאי סטרומה במיקרו-סביבתם למשך מספר שעות.