Name: מודל הישנות גליובלסטומה לאחר כריתה לחקירות הידרוגל טיפוליות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-02-24T14:50:00.000+00:00
Duration: 4 min 46 s
Description: חקור מודל ישנות גליובלסטומה לאחר כריתה בעכברים להערכת יעילות הידרוג'ל ביורספונסיבי. שיטה זו מאפשרת מחקר מקומי של טיפולים בגידולי מוח ומניעת חזרת הסרטן.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי מענקי פרויקט מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82071767 ו -82171781).

כל הניסויים בבעלי חיים אושרו ופוקחו על ידי ועדת הביקורת המוסדית וועדת האתיקה של בעלי חיים באוניברסיטה הרפואית נאנג'ינג (IACUC-1904004). נקבות עכברי C57BL/6J, בגילאי 6-8 שבועות, שימשו במחקר הנוכחי. בעלי החיים התקבלו ממקור מסחרי (ראו טבלת חומרים).
1. הכנת בעלי חיים
<ol><li>לשקול את העכברים, ולהרדים אותם עם הזרקה intraperitoneal של 50 מ"ג / ק"ג נתרן pentobarbital (ראה טבלה של חומרים). מתן meloxicam (5mg / kg; i.p.) עבור שיכוך כאבים perioperative . אחסן את העכברים בכלוב תחת מחזור אור/חושך של 12 שעות/12 שעות, טמפרטורת סביבה של 24 מעלות צלזיוס ולחות יחסית של 50%. הערה: במחקר הנוכחי, המשקל ההתחלתי של העכברים היה כ-22 גרם.</li>
	<li>הסר את השיער על ראשו של עכבר באמצעות מכונת גילוח של חיות מעבדה, וקיבע את הראש והגפיים על המנגנון הסטריאוטקסי (ראה טבלת חומרים). הערה: יש לעקר את כל הציוד לפני השימוש.</li>
	<li>לחטא את ראש העכבר עם לפחות שלושה סיבובים לסירוגין של chlorhexidine או povidone-יוד לשפשף ואחריו אלכוהול, ולכסות את העכבר עם drape כירורגי סטרילי. יש למרוח משחה אופתלמית על שתי העיניים למניעת התייבשות.</li>
	<li>חותכים את הקרקפת של העכבר כ 1 ס"מ לאורך קו האמצע בחלק העליון של המצח הימני עם מספריים אופתלמיים. הערה: יש לאשר את המישור הכירורגי של ההרדמה על ידי היעדר רפלקס דוושה לפני ביצוע החתך.</li>
	<li>כוונן את המנגנון הסטריאוטקסי כדי להבטיח שתפר עצם ההרינג ונקודת הפונטנל הקדמית ממוקמים באותה רמה.</li>
</ol>2. בניית מודל GBM אורתוטופי תוך גולגולתי
<ol><li>סמן את הנקודה 1 מ"מ לצד הקדמי של הפונטנל הקדמי, 1.8 מ"מ לצד ימין של הפונטנל הקדמי, ו-3 מ"מ למטה מהפונטנל הקדמי באמצעות צמר גפן טבול בסגול גנטיאן2 (ראה טבלת חומרים).</li>
	<li>קדח את הנקודה באמצעות מקדח גולגולתי קטן בקוטר 1 מ"מ (ראה טבלת חומרים) ליצירת גודל נקבוביות בקוטר של כ-1 מ"מ ובעומק של 1 מ"מ.</li>
	<li>הסר את נוזל המוח השדרה המופרש עם צמר גפן סטרילי.</li>
	<li>לשאוף 5 μL של תרחיף תאי הגידול (GL261-Luci, 5 × 10 5 תאים מרחפים5 μL של PBS) עם מזרק. הערה: GL261-Luci התקבל ממקור מסחרי (ראה טבלת חומרים).</li>
	<li>יישרו את קצה המחט של המיקרומזרק במאונך עם חור הקידוח של הגולגולת, הכניסו עד שקצה המחט ייכנס למישור הגולגולת למשך 3 מ"מ, והחזירו את המחט ב-0.5 מ"מ7.</li>
	<li>פתח את המיקרומזרק, והזריק במהירות של 1 μL / min.</li>
	<li>שמור על המחט במשך 10 דקות לאחר ההזרקה.</li>
	<li>משכו את המיקרומזרק באיטיות, ולחצו על נקודת ההזרקה בעזרת כדור צמר גפן יבש סטרילי.</li>
	<li>תפרו את הקרקפת בתפר כירורגי שאינו נספג (10-0, ראו טבלת חומרים), וחיטאו שוב את החתך.</li>
	<li>לפקח על בריאותו של בעל החיים, ולשמור אותו בתנאים חמים.</li>
	<li>החזירו את העכבר לכלוב הדיור לאחר שהעכבר מתעורר.</li>
	<li>דמיינו את העכבר עם מערכת הדמיה ביולומינסנטית in vivo (ראו טבלת חומרים) כדי לזהות את הגידול המושתל ביום העשירי לאחר נשיאת הגידול. הערה: לוציפראז שהוטען בתאי GBM, GL261, שימש להדמיה ביולומינסנטית.<ol><li>מרדימים את העכבר עם איזופלורן 1.5% עם קצב זרימת חמצן של 0.6L/min. לאחר אישור עומק ההרדמה באמצעות חוסר רפלקס דוושה, הזריקו לעכבר אשלגן פלואורסצאין תוך צפקי (10 מ"ג/מ"ל, ראו טבלת חומרים), וכעבור 11 שניות, בצעו את ההדמיה הביו-לומינסנטית in vivo . כאשר ערך הפלואורסצנטיות מגיע ~ 5 × 105, ההליך מצליח. הערה: יש להרדים את בעל החיים לפני ההדמיה. יש להרדים באמצעות חרוט אף המסופק עם איזופלורן מאדים.</li>
	</ol></li>
	<li>בחר את העכברים עם נשיאת גידול מוצלחת כדי לבנות את מודל הישנות GBM לאחר כריתה.</li>
</ol>3. בניית מודל הישנות GBM לאחר כריתה
<ol><li>כאשר גודל הגידול בעכברי מודל GBM תוך גולגולתי אורתוטופי הופך ~ 6.5 × 105, בחר את העכברים עבור מודל הישנות לאחר הניתוח.</li>
	<li>לשקול את עכברי מודל GBM תוך גולגולתי אורתוטופי, ולהרדים את העכברים עם הזרקה intraperitoneal של 50 מ"ג / ק"ג נתרן pentobarbital. מתן meloxicam (5mg / kg; i.p.) עבור שיכוך כאבים perioperative .</li>
	<li>חזור על התהליך של שלבים 1.2-1.5.</li>
	<li>הפרידו את רקמת הקרקפת והגולגולת, ובדקו את חור הקידוח המשמש לבניית מודל GBM תוך גולגולתי אורתוטופי. אם החור נרפא, זהה את החור באמצעות מכשיר סטריאוטקטי, ופעל לפי ההליך המוזכר בשלבים 2.1-2.3.</li>
	<li>הרחב את קוטר החור ל -5 מ"מ עם מקדח גולגולת, והסר את הנוזל השדרתי המופרש עם צמר גפן סטרילי.</li>
	<li>מקדו את המיקרוסקופ על ראש העכבר, והתאימו את ההגדרות כדי לוודא שחור הקידוח ממוקם במרכז שדה הראייה.</li>
	<li>חותכים את קרומי המוח עם מספריים, ולהסיר חלק מרקמת הגידול עם מיקרו קורט ואזמל מיקרו מתחת למיקרוסקופ. הערה: לגבי קרומי המוח, כאשר הגולגולת נפתחת, הקרום הדק הקרוב לרקמת המוח הוא קרומי המוח.</li>
	<li>עצור את הדימום עם גזה סטרילית, ולשטוף את החתך עם מלוחים פיזיולוגיים סטריליים.</li>
	<li>הזריקו את ההידרוג'ל הזמין מסחרית (10 μL, ראו טבלת חומרים) לתוך חלל הכריתה באמצעות מזרק 1 מ"ל, תפרו את הקרקפת בתפר כירורגי שאינו נספג (10-0), וחיטאו שוב את החתך (איור 1).</li>
	<li>עקוב אחר בריאותו של בעל החיים, ושמור על חום העכבר.</li>
	<li>החזירו את העכבר לכלוב הדיור לאחר שהעכבר מתעורר.</li>
	<li>בצעו הדמיה ביולומינסנטית in vivo כדי לזהות את הגידול המושתל יום אחד לאחר מכן כדי לכמת את גודל הגידול השיורי (איור 2 ואיור 3).</li>
	<li>שוקלים את העכברים כל יומיים עד לנקודת הקצה הסופית. הערה: במחקר הנוכחי, נקודת הקצה הסופית הייתה היום ה-30, והעכברים הומתו על ידי מנת יתר של נתרן פנטוברביטלי בזריקה תוך-צפקית.</li>
</ol>

<ol><li>Lim, M., Xia, Y., Bettegowda, C., Weller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+state+of+immunotherapy+for+glioblastoma%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Clinical+Oncology%22%5BJournal%5D)">Current state of immunotherapy for glioblastoma.</a> Nature Reviews Clinical Oncology. 15 (7), 422-442 (2018).</li>
<li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+targeting+nanoparticles-hydrogel+hybrid+system+for+combined+chemo-immunotherapy+of+glioma%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">In situ targeting nanoparticles-hydrogel hybrid system for combined chemo-immunotherapy of glioma.</a> Journal of Controlled Release. 345, 786-797 (2022).</li>
<li>Binder, Z. A., O'Rourke, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glioblastoma%3A+The+current+state+of+biology+and+therapeutic+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Glioblastoma: The current state of biology and therapeutic strategies.</a> Cancer Research. 82 (5), 769-772 (2022).</li>
<li>Kauer, T. M., Figueiredo, J. L., Hingtgen, S., Shah, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulated+therapeutic+stem+cells+implanted+in+the+tumor+resection+cavity+induce+cell+death+in+gliomas%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Encapsulated therapeutic stem cells implanted in the tumor resection cavity induce cell death in gliomas.</a> Nature Neuroscience. 15 (2), 197-204 (2011).</li>
<li>Jiang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle+engineered+TRAIL-overexpressing+adipose-derived+stem+cells+target+and+eradicate+glioblastoma+via+intracranial+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle engineered TRAIL-overexpressing adipose-derived stem cells target and eradicate glioblastoma via intracranial delivery.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (48), 13857-13862 (2016).</li>
<li>Quail, D. F., Joyce, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+microenvironmental+landscape+of+brain+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Cell%22%5BJournal%5D)">The microenvironmental landscape of brain tumors.</a> Cancer Cell. 31 (3), 326-341 (2017).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immunostimulant+hydrogel+for+the+inhibition+of+malignant+glioma+relapse+post-resection%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Immunostimulant hydrogel for the inhibition of malignant glioma relapse post-resection.</a> Nature Nanotechnology. 16 (5), 538-548 (2021).</li>
<li>Ruan, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+dual-bioresponsive+drug-delivery+depot+for+combination+of+epigenetic+modulation+and+immune+checkpoint+blockade%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">A dual-bioresponsive drug-delivery depot for combination of epigenetic modulation and immune checkpoint blockade.</a> Advanced Materials. 31 (17), 1806957(2019).</li>
<li>Louveau, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+features+of+central+nervous+system+lymphatic+vessels%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels.</a> Nature. 523 (7560), 337-341 (2015).</li>
<li>Sun, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immunostimulant+in+situ+hydrogel+improves+synergetic+radioimmunotherapy+of+malignant+glioblastoma+relapse+post-resection%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Immunostimulant in situ hydrogel improves synergetic radioimmunotherapy of malignant glioblastoma relapse post-resection.</a> Advanced Functional Materials. 32 (43), 2205038(2022).</li>
<li>Liu, D. K., Sulman, E. P., Wen, P. Y., Kurz, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+therapies+for+glioblastoma%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Neurology+and+Neuroscience+Reports%22%5BJournal%5D)">Novel therapies for glioblastoma.</a> Current Neurology and Neuroscience Reports. 20 (7), 19(2020).</li>
<li>Mellinghoff, I. K., Cloughesy, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Balancing+risk+and+efficiency+in+drug+development+for+rare+and+challenging+tumors%3A+A+new+paradigm+for+glioma%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Oncology%22%5BJournal%5D)">Balancing risk and efficiency in drug development for rare and challenging tumors: A new paradigm for glioma.</a> Journal of Clinical Oncology. 40 (30), 3510-3519 (2022).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים.

ניתוח נותר הבחירה הראשונה עבור רוב חולי GBM11. בשל המאפיין של צמיחה פולשנית של GBM, מספר קטן של תאי גידול עדיין נשארים לאחר טכניקות נוירוכירורגיות מיקרו, וכתוצאה מכך בסופו של דבר הישנות הגידול12. כיצד לעכב את הישנות GBM לאחר ניתוח הפך למוקד המחקר הקשור לגליובלסטומה. עם זאת, בשל המבנה האנטומי המורכב של רקמת המוח, בניית מודל GBM מתאים לאחר הניתוח הפכה לבעיה העיקרית שיש לפתור בתחום זה.
מחקר זה פיתח מודל הישנות GBM לאחר כריתה. בתהליך בניית מודל זה, בניית מודל GBM תוך גולגולתי אורתוטופי היא קריטית. לאחר שמודל זה פותח בהצלחה, יש לבצע את הכריתה בזמן הנכון. הזמן המומלץ הוא כאשר הערך הפלואורסצנטי של גודל הגידול הוא כ 6.5 × 105. כדי להפחית את התמותה של העכברים, בוצעה כריתה בהרדמה עם 40 מ"ג / ק"ג 1% נתרן pentobarbital על ידי הזרקה intraperitoneal. עם זאת, הכריתה הייתה קשה לביצוע, והעכברים נעו לעתים קרובות בגלל המינון הקטן של חומר ההרדמה. על בסיס זה, מינון חומר ההרדמה הועלה ל -50 מ"ג / ק"ג. לאחר הגדלת מינון ההרדמה, נעלמו התגובות התוך ניתוחיות של העכברים, והכריתה בוצעה בהצלחה. גז איזופלורן יכול לשמש גם בפרוטוקול זה.
במחקר זה, תאי GL261-Luci שימשו לפיתוח המודל; לכן, יש להשתמש בקווי תאים נוספים של GBM כדי לאמת את הפרוטוקול בעתיד. כדי להפוך את הפרוטוקול למשכנע יותר, יש להשתמש במודלים שונים של עכברי GBM, כגון מודלים של עכברי GBM מהונדסים גנטית. בנוסף, MRI עשוי להיות האמצעי הטוב ביותר לזהות את הישנות של גידולים לאחר הניתוח.
לסיכום, בעבודה זו פותח מודל הישנות GBM לאחר כריתה. במודל זה, מעקב אחר הישנות הגידול מתבצע על ידי הערכת צמיחת שאריות הגידול לאחר כריתה. למרות שלא ניתן להתייחס למודל זה כמחקה לחלוטין את הישנות הגידול, סגנון הכריתה במודל זה דומה לסטנדרט של ניתוח בטוח באופן מקסימלי בטיפול קליני בחולי GBM. עבודה זו מספקת שיטה נוחה וישימה לבניית מודל הישנות GBM לאחר כריתה ומהווה התקדמות בתחום המחקר על הישנות GBM לאחר כריתה.

גליובלסטומה (GBM) הוא הגידול הממאיר השכיח ביותר מבין כל סוגי סרטן מערכת העצבים המרכזית 1,2. ניתוח הוא טיפול הקו הראשון לחולים עם GBM, וכימותרפיה היא הטיפול האדג'ובנטי העיקרי לאחר הניתוח. עם זאת, הישנות הגידול מתפתחת לעיתים קרובות תוך 3-6 חודשים ברוב חולי GBM עם טיפולים שונים 3,4,5. לפיכך, יש צורך דחוף לפתח אסטרטגיות טיפול יעילות יותר למניעת הישנות GBM.
מחקרים אחרונים על GBM התמקדו בעיקר בגידולים ראשוניים ולא בגידולים חוזרים6. עם זאת, הבעיה הנפוצה ביותר שיש לפתור במרפאה היא כיצד לעכב את הישנות GBM לאחר הניתוח. לכן, מחקר על הישנות GBM לאחר ניתוח דורש תשומת לב רבה יותר. הידרוג'לים טיפוליים מגיבים ביולוגית הם הווקטור הנפוץ ביותר המשמש במחקרים על הישנות הגידול לאחר ניתוח 7,8. עם זאת, בשל המבנה המיוחד של מערכת העצבים המרכזית, קשה לפתח מודל מתאים להישנות GBM לאחר כריתה9, שהוא קריטי לחקר הישנות GBM.
מחקר זה יצר מודל משופר להישנות GBM לאחר כריתה המבוסס על מודל GBM תוך גולגולתי אורתוטופי המשמש במחקר על GBM ראשוני. במודל זה, רוב הגידולים מוסרים בניתוח במיקרוסקופיה, והגידול השיורי מזוהה על ידי הדמיה ביולומינסנטית in vivo וצביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E). מודל זה מחקה את מצב הכריתה של חולי גידולי מוח וניתן להשתמש בו במחקרים שונים על הישנות GBM.

<table><tbody><tr><td>סגול ג'נטיאן</td><td>סיגמא</td><td>C6158</td><td></td></tr><tr><td>GL261-לוצ'י</td><td>שנחאי ז'ונג צ'יאו שין ג'ואו ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ</td><td>ZQ0932</td><td></td></tr><tr><td>In vivo מערכת הדמיה ביו-לומינסנט</td><td>Tanon</td><td>Tanon ABL X6</td><td></td></tr><tr><td>מכונת גילוח לבעלי חיים במעבדה</td><td>Beyotime Biotechnology</td><td>FS600</td><td></td></tr><tr><td>עכברים</td><td>בייג'ינג Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרו קורט</td><td>Belevor רפואי ושות', בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרו אזמל</td><td>Belevor רפואי ושות', בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ</td><td>שנחאי Xiangfan מכשיר ושות', בע"מ</td><td>JSZ5A/B</td><td></td></tr><tr><td>מיקרומזרק</td><td>המילטון</td><td>87943</td><td></td></tr><tr><td>מיני מקדחה גולגולת</td><td>RWD</td><td>78001</td><td></td></tr><tr><td>תפר כירורגי בלתי נספג</td><td>שנחאי Yuyan מכשירים ושות', בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>פנטוברביטל נתרן</td><td>ChemSrc</td><td>57-33-0</td><td></td></tr><tr><td>PVA-TSPBA הידרוג'ל&nbsp;</td><td>אלאדין</td><td>9002-89-5</td><td></td></tr><tr><td>מכשיר סטריאוטקסי</td><td>RWD</td><td>68043</td><td></td></tr></tbody></table>

מודל הישנות גליובלסטומה לאחר כריתה לחקירות הידרוג'ל טיפוליות

Glioblastoma Relapse Post-Resection Model for Therapeutic Hydrogel Investigations

הישנות הגידול היא גורם חשוב המעיד על פרוגנוזה גרועה בגליובלסטומה (GBM). מחקרים רבים מנסים לזהות אסטרטגיות טיפוליות יעילות למניעת הישנות GBM לאחר ניתוח. הידרוג'לים טיפוליים מגיבים ביולוגית המסוגלים לקיים תרופות בשחרור מקומי משמשים לעתים קרובות לטיפול מקומי בגליובלסטומה לאחר ניתוח. עם זאת, המחקר מוגבל בשל היעדר מודל מתאים להישנות GBM לאחר כריתה. כאן, מודל הישנות GBM לאחר כריתה פותח ויושם בחקירות הידרוג'ל טיפוליות. מודל זה נבנה על בסיס מודל GBM תוך גולגולתי אורתוטופי, הנמצא בשימוש נרחב במחקרים על GBM. כריתת סכום ביניים בוצעה בעכבר מודל GBM תוך גולגולתי אורתוטופי כדי לחקות את הטיפול הקליני. הגידול השיורי שימש לציון גודל הגידול הגידול. מודל זה קל לבנייה, יכול לחקות טוב יותר את המצב של כריתה כירורגית של GBM, וניתן ליישם אותו במחקרים שונים על הטיפול המקומי בהישנות GBM לאחר כריתה. כתוצאה מכך, מודל GBM relapse post-resection מספק מודל ייחודי להישנות GBM למחקרי טיפול מקומיים יעילים בהישנות לאחר כריתה.

תהליך הבנייה של מודל GBM relapse post-resection מוצג באיור 1. חלל הכריתה לאחר שהגידול הוסר חלקית תחת המיקרוסקופ מוצג. ההידרוג'ל הוזרק לחלל הכריתה עם מזרק כדי להדגים את האפקט הטיפולי. לוח הזמנים של תכנון הניסוי מוצג באיור 2A. לאחר שתאי GBM הושתלו במוחם של העכברים, הגידול נבדק על ידי הדמיה ביולומינסנטית in vivo ביום ה-10. הכריתה בוצעה ביום ה-11, ולאחר מכן הוזרק ההידרוג'ל לחלל הכריתה. בדיקת ההדמיה הביו-לומינסנטית in vivo בוצעה ביום ה-15, ביום ה-20, ביום ה-25 וביום ה-30 כדי לעקוב אחר שאריות הגידול הגידולי. כפי שניתן לראות באיור 2B,C, גודל הגידולים במודל GBM relapse post-resection היה קטן משמעותית מזה של הגידולים במודל GBM אורתוטופי תוך גולגולתי, כפי שניתן לראות בבדיקות הדמיה ביולומינסנטיות in vivo. ביום ה-25 הגידולים חזרו באופן משמעותי לאחר הכריתה (איור 2D). צביעת H&amp;E אישרה כי מודל הישנות GBM לאחר כריתה נבנה בהצלחה וכי גידולים שיוריים חזרו באופן משמעותי לאחר הכריתה (איור 3A,B).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65026/65026fig01.jpg"> איור 1: מבט תוך ניתוחי על כריתת הגידול והזרקת ההידרוג'ל. חלק מרקמת הגידול הוסר עם מיקרו קורט ומיקרו אזמל מתחת למיקרוסקופ, והידרוג'ל הוזרק לחלל הכריתה. פסי קנה מידה: 50 מיקרומטר. נתון זה שונה מ- Sun et al.10. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65026/65026fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65026/65026fig02.jpg"> איור 2: לוח הזמנים של תכנון הניסוי וההדמיה הביו-לומינסנטית in vivo של עכברים במודל GBM תוך גולגולתי ולאחר כריתה. (A) לוח הזמנים של תכנון הניסוי מראה כי הכריתה בוצעה ביום ה-11 וכי ההדמיה הביולומינסנטית in vivo (IV) בוצעה ביום ה-10, ביום ה-15, ביום ה-20, ביום ה-25 וביום ה-30. (B) עכברי מודל GBM תוך גולגולתי הראו גודל גידול גדול ביום 10, (C) גודל הגידול הוקטן משמעותית לאחר כריתה ביום 11, ו-(D) גודל הגידול גדל לאחר כריתה ביום 25 במודל GBM שלאחר כריתה. קבוצת הביקורת כללה עכברי מודל הישנות GBM לאחר כריתה ללא טיפול. במחקר זה נעשה שימוש בסך הכל ב-42 עכברים. פסי קנה מידה: 100 מיקרומטר. נתון זה שונה מ- Sun et al.10. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65026/65026fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65026/65026fig03.jpg"> איור 3: תמונת צביעת H&amp;E של רקמת מוח ממודל GBM שלאחר כריתה. (A) תמונת צביעת H&amp;E המדגימה את חלל הכריתה, שאריות הגידול ורקמת המוח התקינה. רקמת המוח נאספה יום לאחר הכריתה. (B) תמונת צביעת H&amp;E המדגימה את הגידול החוזר ואת רקמת המוח הרגילה. רקמת המוח נאספה ביום ה-12 לאחר הכריתה. פסי קנה מידה: 100 מיקרומטר. נתון זה שונה מ- Sun et al.10. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65026/65026fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

הפרוטוקול הנוכחי מבסס מודל הישנות גליובלסטומה (GBM) לאחר כריתה באמצעות מיקרוסקופיה כדי לחקור את ההשפעה הטיפולית של הידרוג'ל in vivo הניתן להזרקה, המגיב ביולוגית.

Tumor recurrence is an important factor indicative of a poor prognosis in glioblastoma (GBM). Many studies are attempting to identify effective ...

הישנות הגידול היא הגורם העיקרי לכישלון משטרי של כריתה כירורגית של GBM. הפרוטוקול שלנו מספק מודל ייחודי להישנות GBM למחקרי טיפול מקומיים יעילים בהישנות, לאחר מחקר. טכניקה זו מספקת שיטה נוחה וישימה לבניית מודל הישנות GBM לאחר כריתה, וניתן להשתמש בה במחקרים שונים על הישנות GBM.התחל בהכנת החיה. חותכים את הקרקפת של העכבר כסנטימטר אחד לאורך קו האמצע במצח הימני עם מספריים אופתלמיים. כוונן את המנגנון הסטריאוטקסי כדי להבטיח שתפר עצם ההרינג ונקודת הפונטנל הקדמית ממוקמים באותה רמה.בעזרת צמר גפן טבול בסגול גני, מסמנים נקודה במילימטר אחד מלפנים, 1.8 מילימטר ימינה ושלושה מילימטרים למטה מהפונטנלה הקדמית. קדח את הנקודה באמצעות מקדחה גולגולתית זעירה בקוטר מילימטר. צור נקבובית בקוטר של כמילימטר אחד ובעומק של מילימטר אחד.הסר את נוזל עמוד השדרה המוחי המופרש באמצעות צמר גפן סטרילי. לאחר מכן, לשאוף חמישה מיקרוליטר של השעיית תאי הגידול עם מזרק. יישרו את קצה המחט של המיקרומזרק במאונך עם חור הקידוח בגולגולת והכניסו עד שקצה המחט ייכנס למישור הגולגולת למשך שלושה מילימטרים.לאחר מכן, למשוך את המחט על ידי 0.5 מ"מ. פתח את המזרק והזריק את הפתרון במהירות של מיקרוליטר אחד לדקה. שמור על המחט במשך 10 דקות לאחר ההזרקה.לאחר מכן, משכו את המיקרומזרק באיטיות ולחצו על נקודת ההזרקה בעזרת כדור צמר גפן סטרילי ויבש. תפרו את הקרקפת בתפר כירורגי 10-0 שאינו נספג וחיטאו את החתך. לפקח על בריאותו של בעל החיים ולשמור אותו בתנאים חמים.לאחר שהעכבר מתעורר, העבר אותו בחזרה לכלוב הדיור. 10 ימים לאחר נשיאת הגידול, לזהות את הגידול המושתל. לשם כך, להזריק את העכבר intraperitoneally עם אשלגן fluorescein, ו 11 שניות מאוחר יותר, תמונה העכבר עם מערכת הדמיה bioluminescent in vivo.הפרידו את רקמת הקרקפת והגולגולת ובדקו את חור הקידוח המשמש לבניית מודל GBM תוך גולגולתי אורתוטופי. אם החור נרפא, זהה את החור באמצעות מכשיר סטריאוטקטי וקדח את החור כפי שהוצג קודם. הרחב את הקוטר כולו לחמישה מילימטרים עם מקדח גולגולת והסר את נוזל השדרה המוחי המופרש עם צמר גפן סטרילי.מקדו את המיקרוסקופ בראש העכבר והתאימו את ההגדרות כדי לוודא שחור הקידוח ממוקם במרכז שדה הראייה. חותכים את קרומי המוח עם מספריים. לאחר מכן, להסיר חלק מרקמת הגידול עם microcurette ו microscalpel מתחת למיקרוסקופ.עצור את הדימום עם גזה סטרילית ולשטוף את הזריקה עם מלוחים פיזיולוגיים סטריליים. באמצעות מזרק של מיליליטר, להזריק 10 מיקרוליטר של הידרוג'ל זמין מסחרית לתוך חלל כריתה. באמצעות פרוטוקול זה, תאי GBM הושתלו במוחם של העכברים וצמיחת הגידול נבדקה על ידי הדמיה ביולומינסנטית in vivo ביום העשירי.הכריתה והזרקת ההידרוג'ל בוצעו ביום ה-11. גודל הגידולים במודל GBM relapse post-resection היה קטן משמעותית מהגידולים במודל GBM התוך-גולגולתי האורתוטופי. מעקב אחר שאריות הגידול ביום ה-25 הראה את הישנות הגידולים.צביעת H&E אישרה כי מודל הישנות GBM לאחר כריתה נבנה בהצלחה וכי גידולים שיוריים חזרו באופן משמעותי לאחר הכריתה. הדבר החשוב ביותר לזכור בהליך זה הוא לחתוך את קרומי המוח ולהסיר חלק מרקמת הגידול מתחת למיקרוסקופ.

glioblastoma-relapse-post-resection-model-for-therapeutic-hydrogel

Research

JoVE Journal

Cancer Research

מחקר סרטן

סרטון זה מדגים כיצד גליומאספירות, שמקורן בגידולי מוח, מופרדות לתאים בודדים ועטופות בהידרוג'ל המבוסס על חומצה היאלורונית. תהליך זה מקדם אינטראקציות בין תאים ויוצר מודל גליובלסטומה תלת-ממדי מובנה.

הידרוג'ל על בסיס חומצה היאלורונית לתרבית תלת מימדית של תאי גליובלסטומה

פרוטוקול להפצה של דגימות כירורגיות גליומה בדרגה גבוהה מנותקות במדיום נוירוספרה ללא סרום כדי לבחור עבור תאים עם פנוטיפ תא גזע סרטני. עבור דגימות שלא מצליחות לגדול כמו נוירוספרות, פרוטוקול חלופי מוצע. טכניקת הטמעת פרפין לשמירה על הארכיטקטורה הנוירוספרית התלת מימדית לאימונוציטוכימיה מתוארת.

אופטימיזציה של תרבית תאי גליומה בדרגה גבוהה מדגימות כירורגיות לשימוש במודלים קליניים רלוונטיים לבעלי חיים ואימונוכימיה תלת-ממדית

הקמנו מודל גליובלסטומה orthotopic קליפת המוח בעכברים לשני הפוטונים במיקרוסקופ intravital שמשחזר אילוצי biophysical בדרך כלל במשחק במהלך הצמיחה של הגידול. חלון זכוכית כרוני החלפת הגולגולת מעל לגידול מאפשר המעקב של התקדמות הגידול לאורך זמן על ידי שני פוטונים במיקרוסקופ.

Glioblastoma עכבר דגם orthotopic שמירה על אילוצי המוח של רקמת ריאה, פיסיים ומתאים לשני פוטונים במיקרוסקופ Intravital

שוחרת הגידול טיפולית בתאי גזע mesenchymal (MSCs) מבטיחים לטיפול פולשני גליובלסטומה. השתלת אופטימלית כולל משלוח של MSCs לתוך חלל כריתה הגידול על פיגומים. כאן, טכניקות פרה כדי ללמוד טיפול MSC גליובלסטומה הינם מסופקים לרבות: כריתה הגידול תמונה מונחה; השרשת נזרע MSC פיגומים; טיפול לאחר הניתוח מעקב.

תמונה מונחה כריתה של גליובלסטומה, ההשתלה תוך-גולגולתי של פיגומים נזרע תאי גזע טיפולית

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לתרבות תלת מימדי של החולה-derived גליובלסטומה תאים בתוך orthogonally tunable biomaterials כחיקוי של מטריקס המוח. גישה זו מספקת במבחנה, פלטפורמה ניסיוני זה שומר על מאפיינים רבים של ויוו גליובלסטומה תאים בדרך כלל לאיבוד בתרבות.

חומצה היאלורונית מבוסס Hydrogels לתרבות תלת-ממדי של החולה-Derived גליובלסטומה תאים

עבודה זו מתארת את הפיתוח של אלקטרודות בין-ספרתיות גמישות ליישום במודלים תלת-ממדיים של גידולי מוח, כלומר בתרבית חוץ גופית , במודל ovo ובמודל in vivo murine. השיטה המוצעת יכולה לשמש להערכת ההשפעות של פולסים חשמליים על גידולים ברמות שונות של מורכבות.

מכשירים אלקטרוניים אורגניים גמישים לטיפול בשדה חשמלי פועם של גליובלסטומה

הפרוטוקול הנוכחי מתאר פלטפורמה ניסיונית להערכת ההשפעות של רמזים מכניים וביוכימיים על תגובות כימותרפיות של תאי גליובלסטומה שמקורם בחולה בתרביות מטריצה-מימטיות תלת-ממדיות באמצעות התקן תאורת UV מותאם אישית המאפשר פוטו-קרוסלינקינג בתפוקה גבוהה של הידרוג'לים עם תכונות מכניות הניתנות לכוונון.

מערכי הידרוג'ל מאפשרים תפוקה מוגברת לסינון השפעות של רכיבי מטריצה וטיפולים במודלים תלת-ממדיים של גידולים

במאמר זה אנו מתארים מודל עכבר אורתוטופי פרה-קליני עבור GBM, שהוקם על ידי הזרקה תוך-גולגולתית של תאים שמקורם בגידולי מודל עכבר מהונדסים גנטית. מודל זה מציג את סימני ההיכר של המחלה של GBM אנושי. עבור מחקרים תרגומיים, הגידול במוח העכבר נמצא במעקב על ידי MRI in vivo והיסטופתולוגיה.

מודלים אורתוטופיים תרגומיים של גליובלסטומה מולטיפורמה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול המאפשר ייצור מהיר, חזק וזול של ספרואידים סרטניים ואחריו אנקפסולציה הידרוג'ל. זה ישים באופן נרחב כפי שהוא אינו דורש ציוד מיוחד. זה יהיה שימושי במיוחד לחקר אינטראקציות ספרואידים-מטריצה ובניית פיזיולוגיה של רקמות חוץ גופיות או מודלים פתולוגיים.

ייצור ספרואידי גידול ואנקפסולציה בהידרוג'ל פוליאתילן גליקול לחקר אינטראקציות ספרואידים-מטריצה

אנו מציגים שיטה לשכפול מיקרו-סביבה של גידול גליומה בחזית פולשנית המשלבת זרימת נוזל אינטרסטיציאלית. מודל זה הוא הידרוג'ל היאלורונן-קולגן I בתרבית רקמה שבה ניתן להפעיל ראש לחץ נוזל. פלישה ניתן לכמת, תאים ניתן לבודד או lysed.

מודל חומצה היאלורונית קולגן פוטופולימרי של מיקרו-סביבה פולשנית מסוג גליומה עם זרימה אינטרסטיציאלית

אנו מציגים מודל נדידה תלת-ממדי של גליובלסטומה המשתמש בגליאומספירות מגנטיות שמקורן במטופלים שנוצרו מגידולים שאובחנו לאחרונה וחזרים. פלטפורמה זו מאפשרת המחשה של דינמיקת ההגירה הספציפית של מטופלים והערכת יעילות טיפולית. הבדיקה יכולה להיות מולטיפלקסית לאחר ההגירה כדי להעריך את מיקום החלבונים ודפוסי ביטוי.

בדיקת נדידת גליובלסטומה תלת-ממדית שכפולה עם מיקום ספרואידי מתווך ננו-חלקיקים מגנטיים בתנאים היפוקסיים

חקור מודל ישנות גליובלסטומה לאחר כריתה בעכברים להערכת יעילות הידרוג'ל ביורספונסיבי. שיטה זו מאפשרת מחקר מקומי של טיפולים בגידולי מוח ומניעת חזרת הסרטן.

מודל הישנות גליובלסטומה לאחר כריתה לחקירות הידרוג'ל טיפוליות

גלה סרטונים נוספים