ウサギモデルにおける乳がん予防のための管内エタノールベースのアブレーション注入のX線可視化
2025年9月12日
このプロトコルは、ウサギ乳腺の乳管樹系への画像誘導注入の手順を提示します。X線造影剤を含むエタノールベースのアブレーション溶液を、透視リアルタイムイメージングにより、すべての乳頭開口部に制御注入することを実証します。
乳がんは、がん関連の死因の第2位です。平均リスクの女性に対する積極的な介入はほとんどありませんが、予防的乳房切除術とホルモン療法は、リスクの高い女性にとって利用可能な選択肢です。しかし、これらの予防オプションには深刻な副作用があるため、多くのハイリスク女性はそれらを服用しないことを選択しています。
したがって、リスクの高い個人に対する予防の新しい戦略が必要です。私たちは、乳房切除術の局所的で侵襲性の低い代替手段として、乳がんが発生する記憶上皮細胞を切除するための管内送達技術を開発しました。私たちの以前の研究では、積極的なマウスモデルで乳がん形成を予防するための 70% エタノールの単回管内注入の有効性が示されました。
この手順をラットモデルにスケールアップし、マイクロCTで注入の成功を確認することができました。マウスとラットの両方のモデルで管ツリーの充填と in vivo X 線イメージングを実証しましたが、これらのモデルには乳腺ごとに 1 つの管ツリーしかありません。したがって、この手順では、マルチダクトツリーシステムを使用したウサギモデルにおけるこの手法のスケーラビリティに対処します。
ウサギは、このID切除手順をヒトに翻訳して適用するための実用的で関連性の高い中間大型動物モデルを提供します。簡単に言うと、注射する乳首を囲む毛皮を取り除くことにより、動物を処置の準備から始め、次に管内注入が行われ、各注入に続いて、X線透視画像が撮影され、管の木が満たされていることを確認します。最後に、組織分析が行われ、アブレーション溶液の成功率が決定されます。
イソフルラン投与の20分前に、筋肉内に麻酔を注射することにより、ウサギを鎮静させます。ケタミンとキシラジンを使用しました。鎮静の臨床徴候が示された後に鎮痛剤を注射します。
ケトプロフェンを使用しました。再循環温水ブランケットで裏打ちされたイメージングテーブルにウサギを置き、適切なサイズの挿管チューブを使用してウサギを挿管し、イソフルランマシンに取り付けます。チューブのサイズはウサギの体重によって異なりますが、必ずしも正確であるとは限らないため、複数のサイズを手元に用意しておくことをお勧めします。
適切なシールが得られない場合は、挿管チューブの代わりにマスクを使用できます。25ゲージの静脈カテーテルをウサギの耳に挿入して、緊急薬物投与を可能にします。ウサギが完全に麻酔されたら、2番目と3番目の乳首の周りの尾腹部を剃ります。
コードレス掃除機は、輸液部位を清潔に保つのに役立ちます。ほとんどの毛が取り除かれたら、乳頭部分の周りに脱毛クリームを塗り、15秒間塗布した後、濡らしたガーゼで脱毛クリームを取り除きます。乳頭領域への視認性とアクセスが良好であることを確認し、必要に応じて繰り返します。
カニューレ挿入前に、クロルヘキシジンガーゼパッドでその領域を拭き、注射部位をきれいにします。ウサギは、乳管の開口部からプラグが突き出ている可能性があり、取り外さないと乳頭のカニューレ挿入が成功しない可能性があります。細かい先のとがった鉗子を使用して、乳管開口部の上の皮膚の層をそっと取り除きます。
面取りされた面を上にして28ゲージの針を乳頭の側面に挿入し、0.2ミリリットルの滅菌0.9%生理食塩水をゆっくりと注入します。一部の生理食塩水が乳管の開口部から排出される場合があります。これにより、カニューレ挿入中の乳管開口部をよりよく視覚化できます。
無菌技術を使用してカニューレ挿入用の 12 インチ延長ラインを準備します。ベンチの表面をエタノールで洗浄し、滅菌手袋を慎重に着用します。延長線の両端にある保護キャップを取り外します。
1ミリリットルのルアーロックシリンジを使用して、調製したアブレーション溶液1ミリリットルを吸引します。注射器を女性の翼のある端に慎重に取り付け、次に27ゲージの鈍い先端の針を反対側の端に慎重に取り付けます。針から安定した溶液の流れが出てくるまで、溶液をラインにゆっくりと押し込みます。
シリンジを傾けると気泡が発生するので注意してください。親指と人差し指で乳頭をそっと持ち、管内注入のために少し持ち上げます。27ゲージの鈍い先端の針を使用して、目的の管を慎重にカニューレ挿入します。
10 倍の拡大ランプは、乳管の開口部の視覚化に役立ちます。ダクト内の急速に移動する流体によって引き起こされる潜在的な損傷を最小限に抑えるために、溶液をゆっくりと注入します。通常、1 人の研究者が針を挿し込んで保持し、もう 1 人の研究者が注射器を持ち、プランジャーを希望の速度で押します。
Omnipaque は FDA 承認のヨウ素ベースの造影剤で、X 線透視画像下で乳管樹を見ることができます。これにより、ダクタリングツリーがアブレーション溶液で満たされているのをリアルタイムで確認し、溶液がダクタリングツリーの端に到達すると送達を停止することができます。また、透視イメージングは、注入直後に管木全体の充填が成功したことを迅速かつ簡単に確認することができます。
3番目のダクトへの注入のこのライブセッションでは、ダクト1と2がすでに注入されていることがわかります。このライブイメージングは、ダクタリングツリーの充填を最大化するためのガイドです。手順が完了したら、逆転剤を筋肉内に投与することにより、ウサギの回復を開始します。
私たちの場合、アティパメゾールを使用しました。回復の兆候には、咀嚼や鼻のけいれんなどがあります。ウサギが自分で回復する前に、ウサギが自分自身を直立させることができることを確認してください。
ケトプロフェンを処置後少なくとも 3 日間皮下投与して、炎症を軽減し、瘢痕化を最小限に抑えます。ヘマトキシリンとエオシンの染色、またはより一般的にはH&E染色として知られている染色は、組織学で最も使用されている染色です。これにより、乳腺内の4つの乳管開口部と乳管経路を見ることができます。
私たちの実験では、エタノール濃度が10〜70%のさまざまな溶液をテストしました。この濃度範囲に基づいて、エタノールの割合が高いと比較して、10%未満のエタノールを含むアブレーション溶液でも効率的にダクタリングツリーをアブレーションできることがわかります。これらの結果は、この低 10% エタノール切除溶液をさらなる研究に優先する必要があることを示しています。
ウサギの乳腺の乳管ツリー系への画像誘導注入の手順について説明します。エタノールベースのアブレーション溶液を含むX線造影剤を、透視リアルタイムイメージングによりすべての乳頭開口部に制御注入することを実証し、組織学的分析により上皮細胞のアブレーションと組織損傷の速度を確認します。この手順は、予防的乳房切除術の代替として、乳がんの一次予防のための低侵襲方法の拡張性に向けた一歩を提供します。
このプロトコルは、管の木を視覚化するための現在の臨床診療と互換性のある、Omnipaque含有エタノールベースのアブレーション溶液の透視ガイド下注入のための機器、試薬、および材料を使用します。したがって、記載された手順は、最初のヒト臨床試験で容易に実施および評価できます。
概要
このプロトコルは、ウサギの乳腺の管腔系への画像誘導注入の技術を概説しています。この方法は、リアルタイムイメージング用のフローロスコピーを使用して、消融溶液の制御された注入を可能にします。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 神経科学
- 生物学
背景
- 乳がんはがんに関連する死亡の主な原因です。
- 高リスク女性のための現在の予防措置には重大な副作用があります。
- 乳房切除術の代替となるより侵襲性の低い方法が必要です。
- 以前の研究では、マウスモデルでの導管内エタノール注入の有効性が示されました。
研究の目的
- 乳腺上皮細胞を消滅させる導管内投与技術を開発すること。
- 多重導管系を持つウサギモデルに手順をスケールすること。
- 潜在的な人間への応用のための技術の有効性を確認すること。
使用された方法
- 毛を抜き、麻酔を投与してウサギを準備すること。
- 緊急薬剤投与のための静脈内カテーテル化。
- 消融溶液の注入のための導管口のカニューレ挿入。
- 注入の成功を確認するためのリアルタイムフローロスコピーイメージング。
主な結果
- この技術は、消融溶液で管腔系を成功裏に満たしました。
- フローロスコピーは注入の成功を即座に確認しました。
- 処置後の組織分析で治療の有効性が評価されました。
- 最適な消融のために様々なエタノール濃度が試されました。
結論
- 導管内注入技術は乳房切除術の有望な代替手段です。
- ウサギは更なる翻訳研究のための適切なモデルとなります。
- この方法は高リスク個人の乳がん発生率を減少させる可能性があります。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Scalable, image-guided intraductal ethanol infusion in rabbit models addresses a critical translational gap for non-invasive breast cancer prevention strategies. This approach enables real-time visualization and quantitative assessment of epithelial ablation, supporting predictive confidence at the preclinical stage. The method positions itself as a potential alternative to invasive prophylactic interventions, directly impacting early discovery and translational pipeline decisions.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables mechanistic interrogation of epithelial ablation in a disease-relevant, multi-ductal mammary system.
- Supports biological de-risking by quantifying ablation efficiency and collateral tissue impact.
- Facilitates predictive confidence for advancing non-invasive prevention modalities.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated large-animal model for quantitative assessment of ablative solutions.
- Standardizes imaging and infusion protocols for reproducible, cross-study comparisons.
- Provides immediate fluoroscopic confirmation of ductal tree filling and solution distribution.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with human breast architecture, enhancing translational relevance of preclinical findings.
- Enables optimization of ethanol concentrations for maximal efficacy and minimal tissue damage.
- Supports risk-adjusted advancement toward first-in-human evaluation.
Pipeline & Workflow Integration
This fluoroscopy-guided intraductal infusion method bridges early discovery and translational research, enabling robust preclinical validation before clinical translation.
- Discovery Biology: Quantifies epithelial ablation and tissue response in a scalable, multi-ductal system.
- Screening: Provides reproducible, real-time imaging outputs for solution optimization.
- Analytics: Delivers quantitative histological and imaging data for comparative analysis.
- Translational Research: Ensures continuity from rodent to large-animal models, supporting biomarker and efficacy alignment.
- Enterprise Reuse: Employs clinically compatible instruments and reagents for streamlined adoption across programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in epithelial ablation strategies.
- Operational Value: Standardizes infusion and imaging protocols for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for non-invasive prevention approaches, improving capital allocation.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of translational candidates for breast cancer prevention.
Implementation Considerations
- Requires expertise in fluoroscopy-guided infusion and large-animal handling.
- Needs access to clinical-grade imaging and infusion instrumentation.
- Demands cross-team standardization of infusion rates and imaging protocols.
- Adaptation may be needed for different mammalian ductal architectures.
- Histological analysis is essential for quantitative assessment of ablation and tissue integrity.
