באמצעות טומוגרפיה מיקרו שחושבת הערכת התפתחות גידול ומעקב של תגובה לטיפול במודל עכברי של סרטן הריאות
May 20th, 2016
אנו מתארים שיטה לזיהוי התפתחות קשריות גידול בריאות של מודל עכבר אדנוקרצינומה באמצעות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת והשימוש בה לניטור שינויים בגודל הגוש לאורך זמן ובתגובה לטיפול. דיוק ההערכה אושר באמצעות כימות היסטולוגי של נקודת הקצה.
מטרת העל של סרטון זה היא לזהות את היתרונות של שימוש במיקרו CT, להערכת התפתחות הגידול, התגובה לטיפול וניסויים אחרים במודלים של סרטן ריאות בעכברים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום סרטן הריאות בעת שימוש במודל עכברים, כגון מתי הגידולים מתחילים לגדול, קצב הצמיחה והתגובה להתערבויות טיפוליות. טכניקה זו מאפשרת לנו לזהות אילו בעלי חיים יש להוציא מהמחקר שלנו, תוך זיהוי שינויים בזמן אמת בגודל הגידול שלהם.
הטכניקה חוסכת זמן ומאמץ, ומפחיתה באופן ניכר את מספר העכברים בקבוצת המחקר. מסורק ה-Micro-CT, גש לבקרת המחשב ופתח את חבילת התוכנה בשם RMCT2"לאחר מכן, התחל את מחזור החימום. לאחר מכן, הכינו את מיטת הדגימה של הסורק, עבור העכבר, על ידי עטיפתה בניילון.
לאחר מכן, יש להרדים את העכבר באמצעות איזופלורן ולאשר שהוא מורדם באמצעות צביטה בעור. די בצביטה עדינה של קפל עור קטן. לאחר מכן, מרחו משחה עיניים למניעת יובש בקרנית.
כעת הניחו את העכבר, הצד הגבי כלפי מעלה, על מיטת הדגימה. החזק את ראש העכבר ומשוך את הגוף כלפי מטה מהגפיים התחתונות כדי למתוח וליישר את הגוף בצורה סימטרית. לאחר מכן, נתב את גז ההרדמה לתא, ומקם את צינור הגז ליד האף של החיה, כדי לתת הרדמה רציפה.
לאחר מכן, עטפו את העכבר ומיטת הדגימה בניילון, כדי לשמור על העכבר במקומו. ודא שהעכבר מאובטח מכיוון שכל תנועה או פיתול במהלך הסריקה יגרמו לתמונות מעורפלות ובלתי שמישות. כעת, סגור את החדר, כוונן את המערכת ל-90 קילו-וולט ו-160 מיקרו-אמפר, והגדר את זמן הסריקה ל-4.5 דקות.
הגדר את טווח התמונה ל- 24 מילימטרים. לאחר מכן, הגדר את המערכת במצב סינכרוני לפעימות לב. כעת, צור תיקיה חדשה במסד הנתונים עבור התמונות החדשות והתחל את הסריקה.
לאחר השלמת הסריקה, העבירו את העכבר לכלוב ריק והתבוננו בו עד שיחזור להכרה. אל תחזיר אותו לשותפיו לבית עד שהוא יתאושש לחלוטין מההרדמה. פתח את קבצי התמונות המיקרו CT הסדרתי בתמונה J.גלול בין כל התמונות של כל עכבר מהצוואר ועד הבטן או להיפך.
כעת, באמצעות סריקות של עכברים נאיביים מסוג בר, זהה את הצפיפות של אזורים שונים ומבנים אנטומיים נורמליים בחזה. גלול למעלה אל קרביים וסרעפת הבטן הלבנבנה, וזהה אזור דרך החזה, ומעלה עד הצוואר. שימו לב לציוני הדרך של כלוב החזה הגרמי, עצם החזה והחוליות והצלעות.
לאחר מכן, זהה את הלב בקדמת החזה, ואת כלי הדם העיקריים ליד הלב ובמדיאסטינום. לומן קנה הנשימה הוא עיגול כהה קטן בגובה הצוואר והחזה העליון, המתפצל לסמפונות הראשיים הימניים והשמאליים, ואז ממשיך להסתעף לסמפונות קטנים יותר ויותר. שימו לב שכל סימפונות קשורים קשר הדוק לשניים או שלושה כלי דם.
כעת, התחל לבחון את הסריקות של עכברי DT לא מושרים וזהה נוכחות של חריגות כלשהן. אל תכלול בניסוי עכברים עם צללי ריאות חריגים לפני האינדוקציה, כגון גושים או בולות אמפיזמטיות. לניסוי זה, השתמש בעכברים עם סריקות ריאות רגילות שיכולות לייצר גידולים המושרים על ידי FGF9.
כדי לגרום לגידולים, ספק דוקסיציקלין בצ'או שלהם ב-200 חלקים למיליון. לאחר 10 שבועות, בצע סריקת מיקרו-CT שנייה של עכברים אלה כדי לאשר התפתחות קשריות גידול בריאות שלהם. לאחר מכן, חלקו את העכברים לשתי קבוצות.
יש לתת את חוסם ה-FGFR, AZD4547, לקבוצה אחת דרך צינור קיבה. עשו זאת במשך 6 ימים בשבוע במשך 10 שבועות. תנו לקבוצה השנייה פלצבו.
עקוב אחר השינויים בצללים הנודולריים על ידי ביצוע סריקה שלישית ארבעה עד חמישה שבועות לאחר הטיפול. מאוחר יותר, בתום הטיפול המלא של 10 שבועות, בצע סריקה רביעית. לאחר מכן, זהה שינויים דינמיים בגושי הגידול, בתגובה לטיפול, על ידי השוואת מיקומים דומים בתמונות הסריקה הסדרתית בנקודות הזמן השונות.
חפש את המראה או ההיעלמות של צללים חריגים. התמצאות נכונה לאותו מיקום אנטומי היא קריטית לפירוש התוצאות. השתמש בציוני דרך אנטומיים מזוהים בקלות בתוך החזה, כגון קנה הנשימה, התפצלותו, הסמפונות הראשיים הימניים והשמאליים, אבי העורקים וכלי הדם הגדולים והסרעפת.
בגלל הטיות הגוף, עצמות הן ציוני דרך פחות שימושיים. לאחר המתת חסד של עכבר, וגישה לצווארו ולריאותיו, חתכו את הלב ובלוטת התימוס. הכנס מלקחיים מאחורי קנה הנשימה כדי להפריד אותו מהוושט.
לאחר מכן, קנול קנה הנשימה באמצעות צינורית G24, ואבטח את הצינורית על ידי קשירת תפר המונח סביב קצה קנה הנשימה. כעת, נפחו וקבעו את הריאה באמצעות 4% PFA קר כקרח דרך הצינורית עם עמוד 25 ס"מ. לאחר מכן, נתק את הצינורית והדק את הקשר על קנה הנשימה כדי למנוע דליפת PFA.
כעת, חתכו את קנה הנשימה העליון, כולל הצמדתו לגרון. ותוך כדי משיכת קנה הנשימה מחוט התפר, נתח את קנה הנשימה והריאות מכל הקבצים המצורפים. לאחר מכן, הסר את קנה הנשימה עם הריאות en blanc.
יש להניח את הטישו בשפופרת של 15 מ"ל המכילה 5 מ"ל של טמפרטורת החדר 4% PFA. השאירו את הריאות ב-PFA למשך הלילה לחדירת רקמות מלאה וקיבוע. לאחר מכן, עבד את הרקמה כרגיל.
בעכברי DT בני 8-12 שבועות למחקר זה, כמחציתם הראו חריגות ריאתיות בסריקת המיקרו-CT, מה שהופך אותם לבלתי מתאימים להכללה. לצורך המחקר, השראת הגידול הופעלה למשך 10 שבועות, ולאחר מכן טיפול. עכברים שקיבלו את מעכב ה-FGFR, AZD4547, במשך 10 שבועות הראו היעלמות או ירידה בגודל הגושים שנראו בסריקות שלפני הטיפול.
מצד שני, עכברי ביקורת שקיבלו פלצבו לא הראו שינוי, עלייה בגודל הגוש ו/או הופעת גושים חדשים. הערכה היסטולוגית של נקודת הסיום של הריאות מאשרת את דיוק הממצאים שנעשו בסריקת מיקרו-CT. לעכברים שנתפסו כבעלי ריאות נקיות, היו היסטולוגיה תקינה של הריאות.
ואילו עכברים שהראו חריגות, הראו שינויים היסטולוגיים שונים כולל בולות וגושים. לאחר 10-12 שבועות של אינדוקציה עם דוקסיציקלין, נצפו גושי אדנוקרצינומה מרובים, עם גדלים ומיקומים משתנים, בכל בעלי החיים. טיפול עוקב עם 10-12 שבועות של חוסם FGFR, הראה פחות ופחות גושים קטנים יותר.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להשתמש במיקרו-CT כדי להעריך את התפתחות הגידול בריאות העכבר. ולעקוב אחר כל שינוי בגידולים אלה, בתגובה להליכים ניסיוניים שונים. לאחר הפעלת העכבר, ניתן לבצע סריקות תוך פחות מ-10 דקות לכל עכבר.
בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לשמור את העכבר תחת הרדמה עמוקה, ועטוף היטב למיטת הדגימה כדי למזער את התנועה במהלך הסריקות. לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום סרטן הריאה ותאי גזע סרטניים לחקור את היקף התפתחות הגידול, רגרסיה מתקדמת והגדרת ניסויים שונים. אל תשכח שעבודה עם קרני רנטגן עלולה להיות מסוכנת.
במכונה סטנדרטית יש לנקוט תמיד בהליכי הפעלת מכונה בעת ביצוע הליך זה.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה
מאמר זה מציג שיטה לזיהוי התפתחות גושים גידוליים במודל עכברים של אדנוקרצינומה באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת מיקרוסקופית (Micro CT). הטכניקה מאפשרת ניטור של שינויים בגודל הגושים לאורך זמן ובתגובה לטיפול, ומסייעת להבין טוב יותר את התקדמות סרטן הריאות.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- אונקולוגיה
- הדמיה רפואית
- מודלי עכברים
רקע
- סרטן הריאות הוא גורם מוביל למוות הקשור לסרטן.
- הבנת הדינמיקה של גידול הגידול חיונית לפיתוח טיפולים יעילים.
- Micro CT מספקת הדמיה ברזולוציה גבוהה להערכת התפתחות הגידולים.
- ניטור בזמן אמת יכול לשפר את התוצאות הניסוייות ולהפחית את השימוש בבעלי חיים.
מטרת המחקר
- לנצל Micro CT להערכת התפתחות הגידולים במודלי סרטן הריאות.
- לנטר תגובות לטיפול ושיעורי גידול הגידולים.
- לזהות בעלי חיים להרחקה ממחקרים על בסיס שינויים בגודל הגידולים.
שיטות בשימוש
- סריקת מיקרו-טומוגרפיה ממוחשבת (Micro CT) של מודלי עכברים עם אדנוקרצינומה.
- תוכנת RMCT2 לשליטה במכשיר ה-Micro CT.
- הכנת מיטת הדגימות של הסורק להדמיה.
- כימות היסטולוגי לאימות הדיוק.
תוצאות עיקריות
- Micro CT מזהה באופן יעיל את התפתחות הגושים הגידוליים.
- ניטור בזמן אמת של שינויים בגודל הגידולים הוא אפשרי.
- השיטה מאפשרת הערכה מדויקת של תגובות לטיפול.
- אימות היסטולוגי מאשר את דיוק תוצאות ההדמיה.
מסקנות
- Micro CT הוא כלי חשוב למחקר סרטן הריאות במודלי עכברים.
- הטכניקה משפרת את ההבנה של הדינמיקה של הגידולים.
- היא תורמת לפרקטיקות מחקר אתיות יותר על ידי הפחתת מספר בעלי החיים.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Micro-computed tomography (micro-CT) enables real-time, non-invasive assessment of tumor development and therapeutic response in mouse models of lung cancer, directly addressing a critical gap in preclinical oncology workflows. This imaging capability enhances predictive confidence in disease modeling and treatment evaluation, supporting more informed portfolio decisions and efficient resource allocation. Integrating micro-CT into discovery and translational pipelines reduces animal usage and accelerates mechanistic de-risking for candidate therapies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables longitudinal monitoring of tumor initiation and progression in vivo.
- Supports exclusion of unsuitable animal models prior to intervention studies.
- Facilitates functional validation of oncogenic pathways and therapeutic targets.
- Improves predictive confidence for early-stage compound triage.
Screening & Assay Development
- Provides quantitative, reproducible imaging endpoints for treatment efficacy studies.
- Standardizes assessment of tumor burden across experimental cohorts.
- Enables rapid, scalable evaluation of multiple therapeutic regimens.
- Supports robust comparison of compound effects in disease-relevant systems.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging outputs with histological validation for translational continuity.
- Enables dynamic tracking of tumor regression or progression under treatment.
- Reduces late-stage biological risk by confirming mechanistic effects in vivo.
- Supports risk-adjusted advancement of candidates with demonstrated efficacy.
Pipeline & Workflow Integration
Micro-CT imaging integrates at the interface of early discovery, lead identification, and preclinical validation, providing a continuous readout of tumor dynamics and treatment response.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on tumorigenesis and therapeutic mechanism of action.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging endpoints for compound evaluation.
- Analytics: Enables serial measurement of tumor size and number for statistical comparison.
- Translational Research: Bridges imaging findings with histopathological confirmation for preclinical rigor.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, reusable imaging platform for diverse oncology studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in tumor models.
- Operational Value: Standardizes imaging protocols and reduces animal numbers per study.
- Strategic Value: Enables earlier go/no-go decisions and improves capital efficiency in oncology portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of therapeutic candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal imaging and anatomical interpretation.
- Demands access to micro-CT instrumentation and compatible analysis software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging and data analysis protocols.
- Adaptation may be needed for different tumor models or anatomical sites.
- Strict adherence to animal welfare and radiation safety guidelines is essential.
