Tumour Murine Bioluminescent כבדית דגם
17 ביולי 2010
מאמר זה מתאר את הליך הגיוס של orthotopic גידולים בכבד bioluminescent בעכברים, ניתוח בדיעבד של הגידול מוגבל בכבד באמצעות הארה חיים שלמים הדמיה הגוף.
שלום לכולם. שמי Simon Regenron. אני אחד מהמתמחים בניתוחים במרכז למחקר סרטן בקרב בעלי חיים כאן באירלנד.
היום אדגים לכם טכניקה כירורגית להשראת גרורות בכבד. במודל של נוירון, הכבד הוא אתר נפוץ להתפשטות גרורתית וגורם מרכזי לתמותה הקשורה לסרטן. רק אחוז קטן מהחולים מתאימים לכריתה כירורגית במקרה של מחלת כבד מתקדמת.
לפיכך, דרושים טיפולים חדשניים לטיפול במצב זה. מודלים רבים של גרורות בכבד בבעלי חיים אינם מביאים למחלה הדומה למצב הקליני. המודל שאני מציג לכם היום הוא מודל רלוונטי מבחינה קלינית, והוא קל יחסית ללמידה עם שיעורי הצלחה גבוהים מאוד.
מודל זה כולל חלוקה של הטחול לשני חצאי טחול. חצי טחול אחד משמש להזרקת תאי גידול. תאי גידול אלו נעים דרך מחזור הדם הפורטלי אל הכבד.
חצי הטחול השני נשאר ללא פגע כדי לשמר את תכונותיו האימונולוגיות. שורת התאים שבה אני משתמש מבטאת לוסיפראז באופן יציב, מה שמאפשר ניתוח ביו-לומינסנטי של צמיחת הגידול in vivo. לפיכך, מודל זה יאפשר ניטור לא פולשני של טיפולים למחלות כבד.
בסדר, נתחיל כעת את הפרוצדורה להיום. המכשירים הדרושים לנו הם מספרי ניתוח, מחזיק מחט, שתי פינצטות קטנות, סכין מנתח (scalpel) גודל 10, תפר פרולין 5-0 לסגירת העור, תפר PIA 4-0 לסגירת שכבת הפריטון, קשרי Vicryl 3-0 לחלוקת הטחול, סליין, מחט אינסולין 29 gauge להזרקת חומר הרדמה, מחט אינסולין 26 gauge להזרקת תרחיף גידול, תרחיף תאי גידול במצע ללא סרום, חומר הרדמה להזרקה, טוש לסימון העור, תחבישי גזה סטריליים חתוורים מראש. מודל העכבר שאשתמש בו היום הוא עכבר Athymic MF1 nude.
ניתן להשתמש במודלים אחרים כגון C 57 ו-BC עם שורות תאי גידול מתאימות. במעבדה נעשה שימוש במצע חימום ובחומר אלחוש כללי להזרקה. עומק האלחוש מוערך באמצעות לחיצה על בהונות הרגליים.
לא אמור להופיע רפלקס נסיגת בהו למשיכה בצמרת הבהו. העכבר בגודל ברך ממוקם ומסרטב כראוי, והבטן מוכנה באמצעות Betadine ומכוסה בסדינים סטריליים. מבוצעת חתך תת-צלעי, נכנסים לחלל הבטן, והטחול מזוהה ומוצא החוצה.
את הטחול מבודדים משאר גוף העכבר באמצעות גזה סטרילית חתומה מראש. קושרים שני קשרי גומייה אנכיים בין שני הגבעולים הכליים (vascular pedicles) ומהדקים אותם בעדינות. הטחול מחולק לשני חצאי טחול שווים.
חצי טחול אחד משמש להחדרה של תאי גידול. תאי הגידול מוזרקים באיטיות אל חצי הטחול כדי למנוע דליפה. תאי הגידול נעים דרך מחזור הדם הפורטלי ומגיעים לכבד.
לאחר 10 דקות של דגירה, מחלצים את חציוני הטיחוק המוזרק ואת חציוני הטיחוק השני מחזירים אל תוך הבטן. תפרי ספיגים ותפר רציף משמשים לסגירת חלל הפריטונאום, ותפר פרולין 5-0 שאינו ספיג משמש לסגירת העור. ההחלמה מתבצעת באופן שגרתי.
ניתן להעריך את התפתחות מחלת הכבד לאורך זמן באמצעות דימוי ivus דו-ממדי. העכבר מורדם כפי שבוצע קודם לכן, ומצע לוסיפר (Lucifer substrate) ניתן באופן תוך-peritonal. העכבר מונח על הבמה בתא בטמפרטורה של 37 מעלות.
הדמיה מבוצעת למשך שלוש דקות ונוצרת תמונה superimposed של עכבר עם לומנסנס שזוהה. שלושה שבועות לאחר הטיפול, הבטן נפתחת ונמצאה מחלה מפושטת בכבד. לסיכום, טכניקה זו מאפשרת השראה של צמיחת תאי גידול מטאסטטיים מקומיים בכבד, כאשר הדמיה לומנסנטית מאפשרת ויזואליזציה וכימות של צמיחת הגידול ויישום בהערכת תגובות טיפוליות.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מתאר טכניקה כירורגית להשראה של גידולי כבד ביולומינצנטיים אורתוטופיים בעכברים. הפרוצדורה מאפשרת ניתוח של צמיחת גידולים המוגבלים לכבד באמצעות דימות ביולומינצנטי של הגוף השלם בחי.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- אונקולוגיה
- מדעי המוח
- טכניקות כירורגיות
רקע
- הכבד הוא אתר נפוץ להתפשטות גרורתית בסרטן.
- מחלת כבד מתקדמת מגבילה את אפשרויות הכריתה הכירורגית.
- הבנת גרורות בכבד היא קריטית לשיפור תוצאות הטיפול בחולים.
- טכניקות של דימוי חי (Live imaging) משפרות את חקר הדינמיקה של הגידול.
מטרת המחקר
- להדגמת שיטה להשראה של גידולי כבד במודל עכברים.
- להקלה על חקר צמיחתם והתנהגותם של הגידולים.
- לספק פלטפורמה למחקרי סרטן עתידיים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- השראה של גידולי כבד ביו-לומנסנטיים בעכברים.
- דימות לומנסנטי של הגוף כולו בחי (Live whole body luminescence imaging) לצורך ניתוח הגידול.
- טכניקות כירורגיות להשראת גידולים.
- מעקב אחר צמיחת הגידול לאורך זמן.
תוצאות עיקריות
- השראה מוצלחת של גידולי כבד במודל עכברים.
- ניטור יעיל של צמיחת הגידול באמצעות טכניקות דימות.
- תובנות לגבי התקדמות גרורות בכבד.
- יישומים פוטנציאליים להתערבויות טיפוליות.
מסקנות
- הטכניקה הכירורגית מספקת מודל מהימן לחקר גידולי כבד.
- דימיון חי (Live imaging) הוא כלי בעל ערך לניטור דינמיקת הגידול.
- מחקרים עתידיים יכולים להתבסס על מודל זה כדי לבחון אפשרויות טיפול.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודל זה מאפשר לצוותי מו"פ בביו-פארמה להקים גרורות כבד אורטוטופיות באמצעות תאי גידול המבטאים לוסיפראז, ובכך הוא מספק מערכת בעלת רלוונטיות קלינית להערכת התערבויות טיפוליות. דימות ביו-לומנסנטי מאפשר ניטור לא פולשני ואורכי של עומס הגידול, דבר התומך בהפחתת סיכונים מכניסטיים ובהגברת הביטחון החזוי בזיהוי מועמדים מובילים (lead identification). הגישה הכירורגית מבטיחה השתחאת גידול הניתנת לשחזור דרך מחזור הדם הפורטלי, מה שמקל על הערכה פרה-קלינית סטנדרטית של טיפולים בגרורות כבד.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של מנגנוני הישרדות וצמיחה של תאי גידול גרורתיים בסביבה מיקרובית ספציפית לכבד.
- ערך תפעולי: מספק מודל כירורגי הניתן לשחזור להשראה עקבית של גידולים על פני קבוצות מחקר.
סריקה ופיתוח בדיקות
- ערך מדעי: מייצר אותות ביולומינצנטיים כמותיים המתאימים לעומס תאי גידול חיוניים לצורך הערכת תגובה למינון.
- ערך תפעולי: תומך בפרוטוקולי הדמיה סטנדרטיים באמצעות IVIS לצורך סריקה אורכית של יעילות טיפולית.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: מדמה את התקדמות הגריערה לכבד הרלוונטית למחלה בבני אדם, ובכך מאפשר להעריך אינטראקציות בסביבת המיקרו של הגידול.
- ערך תפעולי: מאפשר זיהוי מוקדם של נמק בגידול המושרה על ידי טיפול באמצעות הפחתה באות הביולומינסנציה, מה שמסייע בקבלת החלטות לגבי המשך או הפסקת הניסוי (go/no-go).
שילוב זרימת עבודה וצנרת עיבוד
המודל משתלב ברצף הגילוי, החל מתיקוף המטרה ועד לבדיקת יעילות פרה-קלינית, ובכך תומך בפיתוח טיפולים למטסטזות בכבד.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת היפותזות של מנגנוני גרורות באמצעות תאי גידול המסומנים בלוקיפראז בהקשר של כבד אורטוטופי.
- סינון: מאפשר יצירת מודלים של גידולים המוכנים לבדיקה עם תוצאות ביו-לומנסיות סטנדרטיות להערכת ספריות של תרכובות.
- אנליטיקה: מספק מדידות כמותיות של צמיחת הגידול באמצעות דימוי IVIS, מה שמקל על השוואה סטטיסטית בין קבוצות הטיפול.
- מחקר תרגומי: מקשר בין ממצאי הגילוי לתיקוף פרה-קליני באמצעות פנוטיפים של גרורות בכבד הרלוונטיים מבחינה קלינית.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה כירורגית ודימויית ניתנת לשימוש חוזר עבור תוכניות אונקולוגיות מרובות המכוונות לגרורות בכבד.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: הפחתת סיכונים מכניסטיים של השערות לגבי גרורות בכבד באמצעות ויזואליזציה ישירה של צמיחת הגידול ותגובתו לטיפול.
- ערך תפעולי: הליך כירורגי ותזרימי דימות סטנדרטיים מבטיחים הדירות בין אתרים ומחקרים שונים.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מוקדמת ומבוססת נתונים לגבי המשך הפיתוח (go/no-go) על ידי כימות ההשפעה הטיפולית על עומס הגידול.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכונים של מועמדים לטיפול בגרורות בכבד, בהתבסס על נקודות קצה ביולומינסנטיות חזויות.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בטכניקות ניתוח בעכברים, כולל ניידות של הטיפה (spleen mobilization) וכריתה חלקית של הטיפה (hemi-spleen resection).
- תלוי בתשתית הדמיית IVIS ובמתן סובסטרט לוסיפראז לצורך גילוי ביו-לומינסצנטי.
- מחייב סטנדרטיזציה של נפח ההזרקה של תאי הגידול ושל זמני הדגירה בין הקבוצות הניסיוניות.
- דורש נהלי ניתוח אסיפטיים כדי לשמור על תקינות המודל ולהפחית שונות.
- מוגבל למודלים של עכברים עם כשל חיסוני (למשל, nude athymic) עבור השתקת תאי גידול אנושיים, דבר שעשוי להשפיע על הערכות טיפוליות הקשורות למערכת החיסון.
