הערכות של חמצון והזרמת כלי דם במודלים פרה-קליניים של סרטן וריפוי פצעים באמצעות OS-DCE OAI

סיכום

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לביצוע הדמיה אופטואקוסטית מופרזת בקונטרסט דינמי (OS-DCE OAI) להערכת מודלים פרה-קליניים של סרטן וריפוי פצעים. OS OAI יכול לצלם אוקסי-המוגלובין ודאוקסיהמוגלובין, תוך מיפוי חמצון רקמות. DCE-OAI יכול לצלם את הפרמקוקינטיקה של חומר ניגוד חיצוני, ובכך למפות את הפרפוזיה הוסקולרית.

תקציר

הדמיה אופטואקוסטית רגישה לחמצן (OS OAI) והדמיה אופטואקוסטית משופרת בניגודיות דינמית (DCE OAI) מספקות קריאות משלימות ולא פולשניות של פיזיולוגיית הרקמות. OS OAI מנצל גילוי רב-ספקטרלי של אוקסי-המוגלובין אנדוגני ודיאוקסיהמוגלובין ליצירת מפות של רוויית חמצן בדם (%sO₂), בעוד ש-DCE OAI עוקב אחר הפרמקוקינטיקה הקיימת של סופג אינפרא-אדום קרוב כדי לכמת את הפרפוזיה והחדירות הוסקולרית. מטרת הפרוטוקול היא להציג תהליך OAI מאוחד של OS-DCE המאפשר הערכה סימולטנית של חמצון ופרפוזיה בשני מסגרות פרה-קליניות נפוצות: גידולי סרטן השד אורתוטופיים ופצעים עוריים בעובי מלא.

בפרוטוקול זה הדגמנו OAI של מודלים של עכברים של סרטן השד או פצע חתך. עבור OS OAI, סריקות רב-ספקטרליות מרובות פרוסות נרכשות ב-700–875 ננומטר כדי לאפשר פירוק ספקטרלי והערכה של %sO₂. עבור DCE OAI, רכישות חוזרות ברזולוציה זמנית של ≤5 שניות מתבצעות לפני ואחרי הזרקת בולוס תוך-ורידי של אינדוציאנין גרין (ICG), באמצעות דגימה רב-ספקטרלית ב-700-875 ננומטר או דגימה באורך גל יחיד ב-800 ננומטר ליצירת עקומות משרעת זמן לעומת אות OA. פיתוח מודלים של בעלי חיים, ההכנה להדמיית OA, רכישות OAI של OS ו-DCE, וניתוחים למדידת מאפייני חמצון ופרפוזיה וסקולרית מפורטים, יחד עם הנחיות מרכזיות לפתרון תקלות לתפקודי תנועה, סופגים שטחיים והזרקות כושלות.

יחד, פרוטוקול OS-DCE OAI מספק דיוקן תפקודי משולב של היפוקסיה והובלת כלי דם, שיכול לזהות שינויים פיזיולוגיים בגידולים ובפצעים לפני מדידות אנטומיות גסות. OS-DCE OAI ניתן להסתגל בקלות למודלים של מחלות אחרות.

מבוא

הדמיה אופטואקוסטית (OAI), המכונה גם הדמיה פוטואקוסטית או טומוגרפיה אופטואקוסטית רב-ספקטרלית, היא שיטה יחסית חדשה שמחברת עירור אופטי עם גילוי אולטרסאונד (US) כדי לאפשר הדמיית רקמות עמוקות ^1,2. ב-OAI, פולסי לייזר ננו-שניות קצרים מעוררים כרומופורים אנדוגניים כמו אוקסי-המוגלובין ודאוקסי-המוגלובין, ומייצרים התרחבות תרמואלסטית מקומית וגלים אקוסטיים רחבי פס המזוהים על ידי טרנסדיוסרים אמריקאיים. אותות אלו מאפשרים ל-OAI להפיק תמונות עם ניגודיות אופטית ברזולוציה מרחבית דמוית אולטרסאונד, תוך השגת עומק ראייה בקנה מידה סנטימטר ב-vivo. כאשר נתונים נאספים באורכי גל שונים ומנותחים בא....

פרוטוקול

בצע את כל ההליכים באישור ועדת טיפול ושימוש בבעלי חיים מוסדית (IACUC) של המוסד שלך. כל ההליכים בפרוטוקול שלהלן אושרו על ידי ה-IACUC של המוסד שלנו.

1. הרדמה (לפרוצדורות הבאות)

1. השרה הרדמה. בהתחלה יש לשרות ולשמור על הרדמה עם 5% איזופלוראן בגז נשא חמצן 100% עד שהעכבר כבר לא ער.
2. לשמור על הרדמה. המשך להרדים את העכבר עם 1.5–2% איזופלוראן בגז נשא חמצן 100%. בדוק את היעדר רפלקס הפדלים.
3. שמור על נורמית. הקפידו לשמור על בעלי החיים על משטח חם ולעקוב אחרי הטמפרטורה לאורך כל תקופת ההרדמה.
   הערה: (נקודת הפסקה) יש לעבור להשתלת גידול או להיווצרות פצע לאחר שבעל חיים מורדם לחלו....

תוצאות

אות OAI יכול ליצור מפות של רוויית חמצן בגידולים ובפצעים
לאחר רכישה ושחזור של מאגרי נתונים רב-ספקטרליים של OAI, ניתן להגדיר אזורי עניין (ROIs) בתוך גידולים או מיטות פצעים כדי לכמת את עוצמת האות באורכי גל שונים. לאחר מכן מוחלים אלגוריתמים של פירוק ספקטרלי להפרדת תרומות של אוקסיהמוגלובין (HbO₂) ודאוקסיהמוגלובין (Hb) מהאות האופטואקוסטי המורכב. עיבוד זה מאפשר יצירת מפות כמותיות של_{HbO 2}, Hb, סך ההמוגלובין (HbT) ורוויית חמצן בדם (%sO₂) (

דיון

עקומות DCE OAI PK עלולות להיות מושפעות ממגוון ארטיפקטים שמפחיתים את אמינות ניתוח PK. מלכודת נפוצה היא נוכחות פצעים שטחיים, גלדים או דם יבש בתוך שדה ההדמיה, שיכולים לגרום לספיגה חזקה ולא ספציפית על פני העור ולהסתיר אותות עמוקים יותר (איור 8). בעת שרישום ROI בתוך הגידול, יש להיזהר להימנע מהכללת מבנים שטחיים אלו כדי להבטיח שהעקומות המוקצות ישקפו דינמיקת ניגודיות תוך-גידולית ולא ארטיפקטים של פני השטח.

הגישה לכלי הדם ואיכות ההזרקה הן ג.......

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
מחט 20 G	אקסל INT	26417	מחט היפודרמית; 20G x 1 אינץ', משמש להכנת תמיסות הפארין
תאי 4T1	ATCC	CRL-2539	קו תאי סרטן השד משולש שלילי
אנטי-אנטי (100x)	גיבקו	15240-062	קוקטייל אנטיביוטי
אגרוף ביופסיה	Integra	33-36	פונץ' ביופסיה חד-פעמי בקוטר 6 מ"מ
מים בדרגת תרבית תאים	קורנינג	25-055-CV	500 מ"ל; נבדק ל-USP sater סטרילי למפרטי Inection
פתרון מטריצת קולגן	קורנינג	354262	מטריצת קולגן להזרקת גידול והזרקה
אתנול	מעבדת דיקון	2701	חומר חיטוי כללי
סיכה לעיניים	Optixcare	50-218-8442	20 גרם / 0.70 אונקיה; לשימוש בעלי חיים בלבד
גזה	פישרברנד	22-415-468	פד גזה מכותנה; 3" x 3" (7.6 x 7.6 ס"מ); 12-פליי
כפפות	VWR	76457-130	כפפות בדיקת ניטריל
הפארין	מיית'יל	NDC71288-402-10	10,000 יחידות USP ל-10 מ"ל, 1000 יחידות USP למילילטר; 10 מ"ל בקבוקון רב-מנה
אינדוציאנין ירוק	TCI	I0535	חומר ניגוד אופטואקוסטי
איזופלוראן	איזוספיר	17033-091-25	חומר הרדמה לשאיפה לא דליק ובלתי מתפוצץ לשימוש בסוסים וכלבים; 250 מ"ל
סרט מעבדה	Parafilm	PM-992	2" x 250'; ליבה בקוטר 1"
מסיר שיער ברימ גוף של נייר	נאיר	LL4038	קרם דפיליאטורי; חמאת קקאו עשירה וחמאת קקאו ויטמין E
Needle	טרומו	NN2732R	27G x 1 1/4" (6.40 מ"מ x 32 מ"מ); R.W. Reg. Bevel
מכונת הדמיה אופטואקוסטית	iTheraMedical	MSOT בחזון 512	סורק אופטואקוסטי
PBS, פעם אחת	קורנינג	21-040-CV	500 מ"ל; סליין מפופר בפוספט ללא סידן ומגנזיום
RPMI	קורנינג	10-040-CV	מדיה לתרבות תאים
סליין	הוספירה	NDC0409-4888-02	10 מ"ל מנה אחת; הזרקת כלוריד נתרן של 0.9%, ייחודי
סטופר	iTheraMedical	4135333	השתמשתי להקליט דקות ושניות
מזרקים	קרדינל הלת'	1188128012	מזרק אינסולין של 1 מ"ל; U-100 אינסולין בלבד; 27G x 1/2" (0.35 x 12.7 מ"מ)
חבישת פצעים שקופה	טגאדרם	1624W	סגנון מסגרת לסרט שקוף; 2 3/8" x 2 3/4" (6 ס"מ x 7 ס"מ)
פינצטה	Termo Electron	7626	משמש למשיכת עור לאחור בעת הזרקת תאים לעכברים
ג'ל אולטרסאונד	EcoVue	283	חבילת 32 גרם, ללא פרפילן גליקול, מסיס במים, פרבן וללא צבע
תפרים לא צבועים	אתיקון	VR493	חיתוך 18 אינץ'; P-3 3/8 13 מ"מ; תפר סינתטי לא צבוע וקלוע, לא ייחודי
משטח חימום	רפטי תרם UTH	120VAC 60Hz 8W	משתמשים בהם לחמם בעלי חיים תחת הרדמה;
האם סדים	גרייס ביו-לאבס	476684	סיליקון שקוף, 14 מ"מ OD x 10 מ"מ ID, עובי 0.5 עם אתרי תפרים
קליפים לפצעים	רפלקס 7	203-1000	מערכת סגירת עור רפלקס, 7 מ"מ, סטי מנירוסטה