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Cancer Research

चूहे मॉडल में स्तन कैंसर की रोकथाम के लिए इंट्राडक्टल इथेनॉल-आधारित एब्लेटिव उपचार का एक्स-रे विज़ुअलाइज़ेशन

Published: December 9, 2022 doi: 10.3791/64042
Automatic Translation
1,2, 1,3, 1,2, 1,4, 2,5, 2,6, 7, 2, 1,2
1Precision Health Program, Michigan State University, 2Department of Radiology, Michigan State University, 3Department of Pharmacology & Toxicology, Michigan State University, 4College of Osteopathic Medicine, Michigan State University, 5TechInsights Inc., 6IQ Advanced Molecular Imaging Facility, Michigan State University, 7Veterinary Diagnostic Laboratory, College of Veterinary Medicine, Michigan State University

Summary

स्तन कैंसर के छवि-निर्देशित निवारक उपचार के लिए चूहे स्तन डक्टल पेड़ के लिए एक रासायनिक एब्लेटिव समाधान के वितरण के लिए एक प्रक्रिया का वर्णन किया गया है। स्तन उपकला कोशिकाओं को 70% इथेनॉल-आधारित एब्लेटिव समाधान के सीधे निप्पल खोलने और इंट्राडक्टल इन्फ्यूजन में प्रवेशनी के माध्यम से न्यूनतम संपार्श्विक ऊतक क्षति के साथ लक्षित किया जा सकता है।

Abstract

स्तन कैंसर की रोकथाम के लिए अभी भी सीमित संख्या में प्राथमिक हस्तक्षेप हैं। स्तन कैंसर के विकास के उच्च जोखिम वाली महिलाओं के लिए, सबसे प्रभावी हस्तक्षेप रोगनिरोधी मास्टेक्टॉमी है। यह एक कठोर शल्य चिकित्सा प्रक्रिया है जिसमें स्तन कैंसर को जन्म देने वाली स्तन उपकला कोशिकाओं को आसपास के ऊतकों के साथ पूरी तरह से हटा दिया जाता है। इस प्रोटोकॉल का लक्ष्य न्यूनतम इनवेसिव इंट्राडक्टल प्रक्रिया की व्यवहार्यता का प्रदर्शन करना है जो स्तन कैंसर की रोकथाम के लिए एक नया प्राथमिक हस्तक्षेप बन सकता है। यह स्थानीय प्रक्रिया अधिमानतः स्तन उपकला कोशिकाओं को घातक बनने से पहले नष्ट कर देगी। स्तन कैंसर के कृंतक मॉडल में इन उपकला कोशिकाओं को सीधे समाधान देने के लिए इंट्राडक्टल विधियों को मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी और अन्य जगहों पर विकसित किया गया है। चूहे स्तन ग्रंथि में एक एकल डक्टल पेड़ होता है जिसमें मानव स्तन की तुलना में एक सरल और अधिक रैखिक वास्तुकला होती है। हालांकि, स्तन कैंसर के रासायनिक रूप से प्रेरित चूहे मॉडल माउस मॉडल से मनुष्यों के लिए नए निवारक हस्तक्षेप और स्केलेबिलिटी के प्रमाण-अवधारणा अध्ययन के लिए मूल्यवान उपकरण प्रदान करते हैं। यहां, इथेनॉल-आधारित एब्लेटिव समाधान के इंट्राडक्टल वितरण के लिए एक प्रक्रिया का वर्णन किया गया है जिसमें एक्स-रे कंट्रास्ट एजेंट के रूप में टैंटलम ऑक्साइड नैनोकणों और एथिल सेल्यूलोज को गेलिंग एजेंट के रूप में चूहे स्तन डक्टल पेड़ में शामिल किया गया है। इंट्राडक्टल इंजेक्शन द्वारा जलीय अभिकर्मकों (जैसे, साइटोटोक्सिक यौगिकों, एसआईआरएनए, एडीसीआरई) की डिलीवरी को पहले माउस और चूहे के मॉडल में वर्णित किया गया है। यह प्रोटोकॉल विवरण पद्धतिगत परिवर्तनों और चरणों पर जोर देता है जो विशिष्ट रूप से एक एब्लेटिव समाधान देने से संबंधित हैं, एब्लेटिव समाधान के स्थानीय और प्रणालीगत दुष्प्रभावों को कम करने के लिए सूत्रीकरण विचार, और डक्टल ट्री फिलिंग के विवो मूल्यांकन के लिए एक्स-रे इमेजिंग। फ्लोरोस्कोपी और माइक्रो-सीटी तकनीक ें टैंटलम युक्त कंट्रास्ट एजेंट के साथ संगतता के लिए एब्लेटिव समाधान वितरण की सफलता और डक्टल ट्री भरने की सीमा निर्धारित करने में सक्षम हैं।

Introduction

यूएसए1 में महिलाओं के लिए, स्तन कैंसर (बीसी) सबसे अधिक निदान कैंसर प्रकार बना हुआ है और फेफड़ों के कैंसर को छोड़कर किसी भी अन्य कैंसर प्रकार की तुलना में अधिक मौतों का कारण बनता है। 2022 के अनुमानों का अनुमान है कि 51,400 महिलाओं को सीटू में कार्सिनोमा का निदान किया जाएगा और 287,850 महिलाओं को इनवेसिव कार्सिनोमा का निदान किया जाएगा, और 43,600 महिलाएं बीसी1 से मर जाएंगी। बीसी से जुड़े प्रसार और मृत्यु दर के बावजूद, नए हस्तक्षेपों पर प्राथमिक रोकथाम और अनुवाद अनुसंधान के लिए कुछ विकल्प उपलब्ध हैं क्योंकि संघीयएजेंसियों द्वारा प्राथमिक रोकथाम को प्राथमिकता नहीं दी जाती है। प्रोफिलैक्टिक मास्टेक्टॉमी प्राथमिक रोकथाम के लिए सबसे प्रभावी हस्तक्षेप है। हालांकि, इस प्रक्रिया को केवल उच्च जोखिम वाले व्यक्तियों के लिए अनुशंसित किया जाता है क्योंकि यह जीवन बदलने वाले परिणामों के साथ एक प्रमुख सर्जरीहै। इस सर्जरी में स्तन उपकला कोशिकाओं को पूरी तरह से हटाना शामिल है जिसमें से कार्सिनोजेनेसिस विकसित होता है और साथ ही आसपास के सामान्य ऊतक भी होते हैं। शारीरिक, मनोवैज्ञानिक और सामाजिक तनाव के नकारात्मक प्रभाव के कारण व्यक्तियों को अक्सर प्राथमिक हस्तक्षेप के अपने पहले विकल्प के रूप में इस प्रक्रिया का उपयोग करने से मना किया जाता है। इन कारणों से, यहां तक कि कुछ उच्च जोखिम वाले व्यक्ति भी इस प्रक्रिया से नहीं गुजरने का विकल्प चुनते हैं और इसके बजाय सतर्क प्रतीक्षा या इसी तरह की निगरानी रणनीतियों का चयन करतेहैं। पिछले प्रकाशन में, माउस मॉडल के डक्टल पेड़ में सीधे 70% इथेनॉल (ईटीओएच) का वितरण आसन्न सामान्य ऊतक को सीमित नुकसान के साथ रासायनिक रूप से स्तन उपकला कोशिकाओं को स्थिर करने और स्तनट्यूमर के गठन को रोकने में प्रभावी था। ईटीओएच का उपयोग कई नैदानिक अनुप्रयोगों में या तो कुछ कैंसर के स्थानीय उपचार के लिए एक एब्लेटिव एजेंट या धमनीशिरापरक सूजन और विकृतियों के स्थानीय उपचार के लिए स्क्लेरोसिंग एजेंट के रूप में किया जाता है 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14 . ईटीओएच की कम विषाक्तता और सुरक्षा प्रोफ़ाइल अच्छी तरह से स्थापित है, क्योंकि कुछ प्रक्रियाओं में 95% ईटीओएच के 50 एमएल तक प्रति सत्र 5,10 प्रशासित किया जा सकता है।

स्तन उपकला कोशिकाओं को पूरी तरह से हटाना जिसमें से बीसी विकसित होता है, रोगनिरोधी मास्टेक्टॉमी और एब्लेटिव समाधान के स्थानीय वितरण दोनों का सबसे महत्वपूर्ण घटक है। इसलिए, पूर्ण डक्टल पेड़ भरने की पुष्टि यह गारंटी देने के लिए आवश्यक है कि एब्लेटिव समाधान सभी स्तन उपकला कोशिकाओं के सीधे संपर्क में आया है। डक्टल ट्री (ओं) के भीतर एक समाधान प्रदान करना और छवि-निर्देशित फ्लोरोस्कोपी या डक्टोग्राफी द्वारा इसका विज़ुअलाइज़ेशन नैदानिक प्रक्रियाओं के माध्यम से संभव है जो पहले से ही मौजूद हैं 15,16,17। इस प्रकार, नैदानिक परीक्षणों में इस प्रक्रिया को आसानी से लागू करना और मूल्यांकन करना संभव होगा। प्राथमिक रोकथाम के लिए एक नए हस्तक्षेप के रूप में इंट्राडक्टल (आईडी) एब्लेशन की प्रभावकारिता और ट्रांसलेशनल व्यवहार्यता स्थापित करने में एक महत्वपूर्ण कदम उनके डक्टल ट्री आर्किटेक्चर 4,18,19 के बढ़ते आकार और जटिलता के पशु मॉडल में इस एक्स-रे विज़ुअलाइज़ेशन दृष्टिकोण की व्यवहार्यता का प्रदर्शन करना होगा। एक प्रोटोकॉल जो माउस20 से चूहे के मॉडल तक इस एब्लेटिव प्रक्रिया को बढ़ाता है, यहां वर्णित है। जबकि माउस और चूहे के डक्टल पेड़ों में एक समान रैखिक संरचना और शाखा पैटर्न होता है, चूहे का डक्टल पेड़ आनुपातिक रूप से बड़ा होता है और बहुत सघन स्ट्रोमा से घिरा होता है। हमने प्रयोगशाला में एक विधि लागू की है ताकि एक कंट्रास्ट एजेंट युक्त एब्लेटिव समाधान के साथ साप्ताहिक सत्रों की एक श्रृंखला में एक चूहे में हर स्तन ग्रंथि को सफलतापूर्वक इंजेक्ट किया जा सके। यह सुनिश्चित करने के लिए सत्र अंतराल आवश्यक है कि जानवरों में ईटीओएच के न्यूनतम दुष्प्रभाव हैं (चित्रा 1 और चित्रा 2)। इस प्रक्रिया में 33 ग्राम सुई के साथ एक आइसोफ्लुरेन-एनेस्थेटाइज्ड चूहे के निप्पल खोलने में सीधे एब्लेटिव समाधान का इंजेक्शन शामिल है। प्रक्रिया के कुछ प्रमुख सुधारों में विस्तारित विरोधी भड़काऊ उपचार का उपयोग, सुझाए गए21 की तुलना में प्रति डक्टल ट्री में उच्च मात्रा का इंजेक्शन, और तरल और गैसों के लिए गैसटाइट सिरिंज शामिल हैं। आईडी इंजेक्शन से 48 घंटे पहले से 1 सप्ताह बाद तक 5 मिलीग्राम / किलोग्राम कारप्रोफेन (एनएसएआईडी) के साथ उपचार की अवधि क्लिनिक में शिरापरक विकृति के स्क्लेरोसिंग थेरेपी के लिए उपयोग किए जाने वाले विरोधी भड़काऊ प्रोटोकॉल के बराबर है। उपचार प्रणालीगत संज्ञाहरण के तहत रोगियों पर किया जाता है, जिसके बाद एनएसएआईडी जैसी विरोधी भड़काऊ दवाओं के 2 दिन होते हैं। स्थानीय सूजन और किसी भी संभावित दर्द को कम करने के लिए विरोधी भड़काऊ उपचार को कुछ और दिनों के लिए बढ़ाया जा सकताहै। चूहों20 की तरह, 5% सुक्रोज समाधान का इंट्रापरिटोनियल इंजेक्शन चूहों में शराब के नशे के अल्पकालिक प्रभाव को कम करता है। चूहों को इस सुक्रोज समाधान के साथ प्रशासित होने पर एक सत्र में 70% ईटीओएच (4 नलिकाओं तक; रक्त में ईटीओएच सामग्री के 0.2 ग्राम / डीएल तक) के 1 एमएल तक इंजेक्ट किया जा सकता है; आईडी इंजेक्शन के बाद जानवर 4 घंटे के भीतर पूरी तरह से ठीक हो जाते हैं। हम 4 से अधिक ग्रंथियों और / या उच्च ईटीओएच सांद्रता को इंजेक्ट करते समय पर्याप्त वसूली समय की अनुमति देने के लिए अनुक्रमिक सत्र करते हैं। महिलाओं में अल्कोहल नशा दोनों स्तनों में सभी डक्टल पेड़ों के आईडी इंजेक्शन के रूप में बहुत कम होगा, यह मानते हुए कि 16 मुख्य नलिकाएं 16,17और 2 एमएल प्रति वाहिनी 22,23, 70% ईटीओएच के परिणामस्वरूप रक्त में 0.1 ग्राम / डीएल से कम ईटीओएच सामग्री होगी और हल्के हानि का कारण बन सकती है।

एक्स-रे इमेजिंग यह निर्धारित करने में सक्षम बनाता है कि प्रत्येक व्यक्तिगत ग्रंथि में इंट्राडक्टल डिलीवरी कितनी सफल है और क्या पूरा डक्टल पेड़ भरा हुआ है (चित्रा 1, चित्रा 2, चित्रा 3)। माइक्रो-सीटी स्कैन और / या डीआईसीओएम फ़ाइल डेटा के 3 डी पुनर्निर्माण की तैयारी में वास्तविक समय फ्लोरोस्कोपी इमेजिंग का उपयोग डक्टल पेड़ में समाधान वितरण की सीमा और स्ट्रोमा में किसी भी रिसाव का आकलन करने के लिए किया जा सकता है। फ्लोरोस्कोपी का उपयोग जानवर पर लगाए गए समग्र विकिरण खुराक को सीमित करने में मदद कर सकता है। फ्लोरोस्कोपी तकनीक इस एब्लेटिव उपचार के छवि-मार्गदर्शन के लिए इच्छित नैदानिक अनुप्रयोग के लिए अधिक निकटता से अनुमानित है। एफडीए-अनुमोदित आयोडीन युक्त आइसोव्यू की तुलना टैंटलम ऑक्साइड (टीएओएक्स) नैनोकणों से की गई है ताकि एब्लेटिव समाधान 4,19 की उपयोगिता को और परिष्कृत किया जा सके। यह पाया गया है कि चूहों 4,19 में डक्टल पेड़ के प्रारंभिक भरने के विज़ुअलाइज़ेशन के लिए टीएओ एक्स आइसोव्यू की तुलना में एक बेहतर माइक्रो-सीटी कंट्रास्ट एजेंट है। यहां, हम प्रदर्शित करते हैं कि टीएओएक्स चूहे के डक्टल पेड़ (चित्रा 2 और चित्रा 3) के प्रारंभिक भरने की कल्पना करने के लिए एक उपयुक्त कंट्रास्ट एजेंट है। ट्रांसलेशनल अनुसंधान और नैदानिक अभ्यास अनुप्रयोगों दोनों में, जेलिंग एजेंट एथिल सेल्यूलोज (ईसी) को इच्छित लक्षित क्षेत्रों 13,14,24,25,26,27,28,29 से प्रसार को कम करने के लिए ईटीओएच समाधान में जोड़ा गया है। अध्ययनों से पता चला है कि ईटीओएच युक्त एब्लेटिव समाधानों में 1.5% ईसी को जोड़ना टीएओएक्स-आधारित इमेजिंग (चित्रा 3) के साथ संगत है। ये और साथ ही एब्लेटिव समाधान के लिए और अधिक परिष्करण इस छवि-निर्देशित प्रक्रिया के क्लिनिक में तैयार अनुवाद में सहायता कर सकते हैं।

Protocol

वर्णित सभी प्रयोग मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित प्रोटोकॉल के तहत आयोजित किए गए थे।

1. विस्तारित विरोधी भड़काऊ उपचार

  1. कारप्रोफेन की मौखिक खुराक के रूप में सुक्रालोज जेल कप तैयार करें। प्रक्रिया के 70% ईटीओएच के आईडी इंजेक्शन प्राप्त करने से 2 दिन पहले से 7 दिन बाद तक चूहों को इस विरोधी भड़काऊ उपचार के साथ प्रदान करें।
  2. कप में इंजेक्शन के लिए बाँझ पीबीएस में कारप्रोफेन के एक कामकाजी समाधान को पतला करें। 50 mg/mL स्टॉक घोल से, 1% v/v बाँझ नीले खाद्य डाई के साथ रंगीन एक पतला 2 mg/mL घोल तैयार करें और प्रत्येक कप में 500 μL इंजेक्ट करें। कप के सुक्रालोज के भीतर दवा के पूर्ण मिश्रण के विज़ुअलाइज़ेशन में डाई एड्स को जोड़ना।
  3. कारप्रोफेन के अतिरिक्त कप तैयार करने के लिए निर्माता की सिफारिश का पालन करें। जब तक विक्रेता द्वारा अन्यथा संकेत नहीं दिया जाता है, कप को 15 मिनट के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर पानी के स्नान में गर्म करें और संदूषण के जोखिम को कम करने के लिए हटाने पर सूख जाएं।
    1. क्षेत्र में 70% ईटीओएच के साथ सुक्रालोज कप के ढक्कन को पोंछें और कारप्रोफेन वर्किंग समाधान युक्त सिरिंज की सुई पेश करें। उपयुक्त मात्रा (500 μL) वितरित करें।
    2. पंचर को स्टिकर से कवर करें। कप को 15 सेकंड के लिए ऊर्जावान रूप से हिलाएं, और फिर उस कप को अतिरिक्त 15 सेकंड के लिए भंवर में रखें। बाद में उपयोग के लिए भंडारण करने से पहले समरूप और पूर्ण मिश्रण का नेत्रहीन आकलन करें। गहरे नीले रंग की उपस्थिति की तलाश करें।
      नोट: कप को कमरे के तापमान पर आने दें। यदि वांछित हो तो कप को कमरे के तापमान पर स्टोर करें लेकिन निर्माता से दवा प्रभावकारिता मार्गदर्शन पर ध्यान दें। वैकल्पिक रूप से, कप को 4 डिग्री सेल्सियस पर स्टोर करें और एक महीने के भीतर उपयोग करें। स्टिकर को डेट करना एक पेन या शार्प मार्कर के जोखिम के बिना इंजेक्शन की तारीख का ट्रैक रखने के लिए एक अच्छा अभ्यास है।
  4. उपयोग से ठीक पहले, कप के बाहरी हिस्से को 70% ईटीओएच के साथ पोंछ दें। कप को पशु पिंजरे में रखने से पहले ढक्कन हटा दें। हर दूसरे दिन या खाली होने पर कप बदलें। पर्याप्त खुराक सुनिश्चित करने के लिए रोजाना जेल के स्तर की जांच करें। एक कप 2 दिनों तक दो चूहों के लिए कारप्रोफेन की आपूर्ति कर सकता है; हालांकि, चूहे जल्द ही पूरे कप का उपभोग कर सकते हैं।

2. प्रीऑपरेटिव तैयारी

नोट: सुनिश्चित करें कि पशु तैयारी चरण आईडी इंजेक्शन प्रक्रिया से 2-3 दिनों से पहले है।

  1. चूहे को एनेस्थेटाइज करने के लिए आइसोफ्लुरेन वेपोराइज़र (2% -3% आइसोफ्लुरेन, 1.5 एल / मिनट ऑक्सीजन) चालू करें। जानवर को वार्मिंग पैड पर नाक शंकु में ले जाएं। चूहे पर आंख स्नेहक लागू करें, और फिर जानवर को उसकी पीठ पर रखें। यह सुनिश्चित करने के लिए पशु के श्वसन की सावधानीपूर्वक निगरानी करें कि एनेस्थेटिक विमान आइसोफ्लुरेन के 1% -3% पर बनाए रखा गया है।
    नोट: एक इलेक्ट्रिक रेजर का उपयोग डीपिलेशन से पहले अतिरिक्त फर को हटाने के लिए किया जा सकता है। रेजर के साथ किसी भी निपल्स को नुकसान न पहुंचाने के लिए अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। इस कारण से, इस चरण को छोड़ा जा सकता है। चूहे चूहों की तुलना में डिपिलेटरी क्रीम के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, इसलिए अतिरिक्त क्रीम को हटाना बहुत महत्वपूर्ण है। इथेनॉल युक्त घोल को एक ऐसे क्षेत्र में इंजेक्ट करने से बचें जिसमें पहले से ही विघटन से मौजूद घर्षण है। कुछ क्रीम में एलोवेरा और लैनोलिन जैसे यौगिक जोड़े गए हैं जो घर्षण की संभावना को कम करने में मदद कर सकते हैं।
  2. निप्पल क्षेत्र पर ओवर-द-काउंटर डिपिलेटरी क्रीम फैलाने के लिए कपास-टिप एप्लिकेटर का उपयोग करें। क्रीम को 10-30 सेकंड के लिए क्षेत्र में रगड़ने के लिए एप्लिकेटर का उपयोग करें। जांचें कि क्या फर जल्दी से ढीला हो गया है।
    1. क्रीम को कम से कम संभव अंतराल के लिए चूहे पर छोड़ दें और त्वचा की जलन से बचने के लिए पूरी तरह से हटा दें। चूहे चूहों की तुलना में इस प्रक्रिया के प्रति और भी अधिक संवेदनशील होते हैं।
  3. आवेदन के 10-30 सेकंड के बाद, गर्म पानी के साथ धुंध गीली करें और इसका उपयोग क्रीम और जानवर से ढीले फर को कुल्ला करने के लिए करें। क्षेत्र के कम से कम तीन कुल्ला ताजा नम धुंध के साथ करें और अंतिम कुल्ला के बाद सूखी धुंध के साथ सुखाएं। अच्छी दृश्यता और निप्पल के क्षेत्र तक पहुंच की पुष्टि करें जहां से फर हटा दिया जाता है। यदि आवश्यक हो तो डिपिलेटरी प्रक्रिया को दोहराएं।
  4. चूहे को हीटिंग पैड पर एक साफ पिंजरे में रखें और इसे ठीक होने दें। यह सुनिश्चित करने के लिए चूहे की जांच करें कि यह अपने स्थायी पिंजरे में वापस लाने से पहले संज्ञाहरण से पूरी तरह से ठीक हो गया है।
  5. विरोधी भड़काऊ उपचार के लिए पिंजरे में एक कारप्रोफेन-खुराक (1 मिलीग्राम / कप) सुक्रालोज जेल कप रखें। रोजाना जेल की खपत की जांच करें और उचित रूप से एक ताजा कप के साथ बदलें। कप को 2 दिनों से अधिक समय तक न छोड़ें। आमतौर पर, कप को 1 दिन के बाद बदलने की आवश्यकता होगी।

3. इंट्राडक्टल इंजेक्शन

  1. बाँझ फॉस्फेट बफर्ड सलाइन (पीबीएस) का उपयोग करके वर्णित19 के रूप में 333.3 एमएम पर टीएओएक्स स्टॉक समाधान तैयार करें। यदि पाउडर पूरी तरह से घुलता नहीं है तो घोल को गर्म करें। धीरे से हिलाएं। बुलबुला गठन से बचने के लिए भंवर या जोर से हिलाएं नहीं।
  2. अंतिम 70% EtOH 100 mM/TaOx समाधान के लिए 100% ETOH के सात भागों के साथ 333.3 mM TaOx के तीन भागों को मिलाएं। वैकल्पिक रूप से, एब्लेटिव समाधान के स्थानीय प्रतिधारण को अधिकतम करने के लिए एक गेलिंग एजेंट के रूप में 0.5% -1.5% एथिल सेल्यूलोज (ईसी) की उचित मात्रा जोड़ें। जलसेक के दौरान डक्टल पेड़ में डिलीवरी की दृश्य जांच के लिए एब्लेटिव घोल में 1% वी / वी ब्लू फूड डाई जोड़ें।
  3. प्रयोगात्मक आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त मात्रा तैयार करें। ग्रंथि जोड़े 1 (ग्रीवा) और 6 (इंगुइनल) को घोल के 100 μL तक भरा जा सकता है जबकि अन्य सभी जोड़े 300 μL तक भरे जा सकते हैं।
  4. चरण 2.1 के अनुसार चूहे को एनेस्थेटाइज करें और एक बार पूरी तरह से एनेस्थेटाइज्ड होने के बाद चूहे को नाक शंकु में ले जाएं। दोनों आंखों पर आई लुब्रिकेंट लगाएं और फिर जानवर को उसकी पीठ पर रखें। निपल्स के पास टेप का उपयोग करके स्टीरियोस्कोप के नीचे चूहे को सुरक्षित करें, यदि वांछित हो तो इंजेक्शन दिया जाएगा। चूहे का वजन आम तौर पर इसे टैप किए बिना काफी हद तक स्थानांतरित करने से रोकने के लिए पर्याप्त है।
  5. इंजेक्शन के लिए निपल्स तैयार करने के लिए, किसी भी मृत त्वचा को हटा दें जो निप्पल को ठीक नुकीले बल के साथ कवर करता है, यदि संभव हो तो। चूहों में अक्सर निप्पल खोलने से एक प्लग निकलता है जो हटाए जाने पर निप्पल के सफल प्रवेशनी को रोक सकता है।
    नोट: यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि चूहों में उपयोग किए जा रहे एब्लेटिव समाधानों के बड़े इंजेक्शन वॉल्यूम के परिणामस्वरूप इंजेक्शन साइट (ओं) के पास सतही त्वचा के घाव होने की अधिक संभावना हो सकती है। इस कारण से, एक ही सत्र में हर दूसरे निप्पल को इंजेक्ट करना आसन्न निपल्स को इंजेक्ट करने की तुलना में जानवर के लिए कम हानिकारक और परेशान करने वाला है। इंजेक्शन के बाद 7 दिनों के लिए किसी भी घर्षण के लिए चूहों की निगरानी करने से यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि जानवरों को खरोंचने से कोई गंभीर स्वास्थ्य प्रभाव नहीं पड़ता है और पिंजरे के फर्श के मलबे के साथ संदूषण से संक्रमण की संभावना पेश होती है। ट्रिपल एंटीबायोटिक मलहम या क्लोरहेक्सिडीन समाधान के साथ धोने का उपयोग चोट संक्रमण के किसी भी संकेत के इलाज के लिए किया जा सकता है (तालिका 1)।
  6. 101-301 μL एब्लेटिव घोल को एस्पिरेट करने के लिए 33 G सुई के साथ 500 μL सिरिंज का उपयोग करें। कैनुलाटेड सुई को हटाते समय संभावित मामूली रिसाव के लिए घोल का एक अतिरिक्त 1 μL एस्पिरेट करें।
    नोट: ये डक्टल पेड़ (ओं) को पूरी तरह से भरने के उद्देश्य से वॉल्यूम के लिए सिफारिशें हैं: गर्भाशय ग्रीवा और इंगुइनल ग्रंथियों में 100 μL तक, और अन्य ग्रंथियों में 300 μL तक। अन्य अनुप्रयोगों के लिए, छोटे या बड़े वॉल्यूम का उपयोग करना उचित हो सकता है।
  7. निप्पल को धीरे से पकड़ने के लिए चिमटी का उपयोग करें और सुई को निप्पल खोलने में कैनुला करें। धीरे से सुई डालना जारी रखें जब तक कि बेवेल पूरी तरह से निप्पल के अंदर न हो जाए। निप्पल में सुई को समायोजित करने के लिए, निप्पल को निप्पल में नीचे धकेलने के बजाय सुई की ओर ऊपर लाएं। (तालिका 1)। निप्पल खुलने के रास्ते पर चलने का ध्यान रखें।
    नोट: चूहे के निपल्स आम तौर पर बड़े आकार के कारण चूहों की तुलना में सफलतापूर्वक हेरफेर करना और कैनुला करना बहुत आसान होता है। हालांकि, निप्पल खोलने के आसपास वसा की बढ़ी हुई मात्रा भी गलती से वसा पैड को इंजेक्ट करने की अधिक संभावना बनाती है यदि सुई मुख्य वाहिनी से विचलित हो जाती है।
  8. एक बार सुई बेल पूरी तरह से डालने के बाद, धीरे-धीरे चूहों में लगभग 100 μL / min की स्थिर दर पर घोल डालें। जलसेक दर में अचानक परिवर्तन डक्टल पेड़ को फट या नुकसान पहुंचा सकता है। जलसेक के अंत के बाद 30 सेकंड तक प्रतीक्षा करें, इससे पहले कि कैनुलाटेड पेड़ से सुई को बल का उपयोग करके सहायता से निकाला जाए; यह सुनिश्चित करता है कि इंजेक्शन की मात्रा डक्टल पेड़ (चित्रा 2) के भीतर रहती है और रिसाव की संभावना को कम करती है।
  9. छवियों में बाहरी कंट्रास्ट समाधान से बचने के लिए नम धुंध या ईटीओएच पोंछे के साथ किसी भी बिखरे हुए घोल को साफ करें।
  10. यदि आईडी इंजेक्शन समाधानों के भीतर इथेनॉल निहित है तो अल्कोहल नशा के प्रभाव को कम करने के लिए इंट्रापेरिटोनियल रूप से 5% सुक्रोज (10 एमएल / किग्रा) युक्त पीबीएस इंजेक्ट करें। यह खुराक प्रक्रिया की शुरुआत और अंत में दी जा सकती है।

4. माइक्रो-सीटी इमेजिंग

  1. सभी वांछित ग्रंथियों को इंजेक्ट किए जाने के बाद, जानवर को माइक्रो-सीटी सिस्टम में तेजी से ले जाएं और शामिल आइसोफ्लुरेन वेपोराइज़र का उपयोग करके संज्ञाहरण को बनाए रखना जारी रखें।
  2. जानवर की रीढ़ को सीधा करें और प्रत्येक पिछले पैर को एक विस्तारित स्थिति में टेप करें, ताकि जानवर की पैर की हड्डियां रुचि की निचली ग्रंथियों से दूर हो जाएं और स्कैन की गई छवि में रुचि के क्षेत्र के साथ ओवरलैप न हों।
  3. निचली ग्रंथियों को स्कैन करते समय श्वास कलाकृतियों को कम करने के लिए पेट में टेप करें।
    नोट: जानवरों को विभिन्न स्कैनिंग मापदंडों (जैसे, उच्च रिज़ॉल्यूशन, अनुदैर्ध्य स्कैन) के साथ चित्रित किया जा सकता है यदि चूहों के लिए विकिरण की उचित स्वीकार्य जीवनकाल खुराक निर्धारित करने और यह सुनिश्चित करने के लिए देखभाल की जाती है कि संचयी खुराक इस स्तर से अधिक न हो। स्कैन किए बिना फ्लोरोस्कोपी स्टिल और वीडियो प्राप्त करके विकिरण जोखिम को और कम किया जा सकता है (चित्रा 2)।
  4. निम्नलिखित स्कैन मापदंडों का उपयोग करके बार-बार मानक (2 मिनट) अधिग्रहण स्कैन के लिए अच्छे रिज़ॉल्यूशन और अवसर के साथ चूहे के डक्टल पेड़ की टीएओएक्स इमेजिंग करें: 90 केवीपी / क्षेत्र (एफओवी), 72 मिमी; स्लाइस की संख्या, 512; स्लाइस मोटाई, 72 μm; voxel रिज़ॉल्यूशन, 72 μm3. लंबे समय की अवधि (4-14 मिनट) के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्कैन भी जानवरों में प्राप्त किए जा सकते हैं जिन्हें समान मापदंडों का उपयोग करके अनुदैर्ध्य रूप से स्कैन नहीं किया जाएगा।
  5. डेटा अधिग्रहण के बाद, सावधानीपूर्वक चूहे को संज्ञाहरण शंकु से दूर ले जाएं और हीटिंग पैड पर एक नए साफ पिंजरे में रखें। यह सुनिश्चित करने के लिए चूहे की जांच करें कि वह अपने स्थायी पिंजरे में वापस लाने से पहले संज्ञाहरण से पूरी तरह से ठीक हो गया है। कारप्रोफेन युक्त सुक्रालोज कप रखें और चरण 2.5 में वर्णित के रूप में उचित रूप से प्रतिस्थापित करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि जानवरों को अगले 7 दिनों तक विरोधी भड़काऊ उपचार मिलता रहे।
  6. स्कैन की गई छवियों को माइक्रो-सीटी सॉफ्टवेयर के भीतर त्वरित प्रस्तुतियों में संसाधित करें ताकि किसी भी कंट्रास्ट लीक की बेहतर सराहना की जा सके, केवल आंशिक भरना, या ओवरफिलिंग (चित्रा 2)।
  7. प्रकाशन के लिए औपचारिक छवि प्रसंस्करण करने या वांछित होने पर स्कैन का विस्तृत विश्लेषण करने के लिए अगले अनुभाग पर आगे बढ़ें (चित्रा 3)।

5. छवि विश्लेषण

  1. भरे हुए डक्टल पेड़ के रेंडरिंग का उत्पादन करने के लिए विशेष सॉफ्टवेयर पैकेज का उपयोग करें।
    नोट: इंजेक्शन वाले डक्टल पेड़ का सबसे अच्छा प्रतिपादन प्राप्त करने के लिए स्तन वसा पैड को विभाजित करना सबसे अच्छा है। इस विभाजन को प्राप्त करने के लिए स्लाइन जानवर की पूरी मोटाई में वसा पैड की अंधेरी सीमाओं का पता लगाता है।
  2. वसा पैड को विभाजित करने के लिए (चूहों के विपरीत, इस डिब्बे की सीमाएं पेरिटोनियल गुहा, ऊरु मांसपेशियों और समान हौंसफील्ड इकाइयों के कारण त्वचा से आसानी से अलग नहीं होती हैं) जिसके भीतर रुचि का डक्टल पेड़ निहित होता है, मैनुअल मेनू से "स्लाइन ट्रेस" विकल्प का चयन करना एक प्रतिपादन बनाने में पहला कदम है।
  3. स्लाइन हर तीसरे स्लाइस में वसा पैड की रूपरेखा का पता लगाता है। अर्ध-स्वचालित मेनू से प्रचार ऑब्जेक्ट्स विकल्प पर क्लिक करें। यह सभी स्लाइस को रुचि की एकल खंडित वस्तु में प्रचारित और कनेक्ट करेगा।
    नोट: खंडित क्षेत्र के भीतर दहलीज को बदलने से सिग्नल का विज़ुअलाइज़ेशन केवल हौंसफील्ड इकाइयों (एचयू) की एक निश्चित सीमा के भीतर होता है; अन्य कंट्रास्ट एजेंटों या इमेजिंग मापदंडों के लिए, इस सीमा को समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है। एक सॉफ्टवेयर पैकेज या आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस विश्लेषण का उपयोग अन्य माप और छवियों को यह दिखाने के लिए किया जा सकता है कि डक्टल पेड़ कितना भरा था।
  4. थ्रेशोल्ड वॉल्यूम टैब के तहत अर्ध-स्वचालित मेनू पर एचयू मानों को 300 के निम्न बिंदु और 3,000 के उच्च बिंदु पर सेट करें। यह केवल डक्टल पेड़ के भीतर कंट्रास्ट (टीएओएक्स) को प्रदर्शित करने वाले एक प्रतिपादन के निर्माण की अनुमति देता है।
  5. "दृश्य" बटन का उपयोग करके प्रस्तुति को प्राथमिक के रूप में सेट करें। यह केवल डक्टल ट्री के 3 डी प्रतिपादन को दिखाने के लिए प्रदर्शन को बदल देगा।
    नोट: आगे के विश्लेषण के लिए डक्टल पेड़ का पुनर्निर्माण करें।

Representative Results

एक मादा चूहे की 12 स्तन ग्रंथियों में से प्रत्येक में एक एकल डक्टल पेड़ होता है जो निप्पल छिद्र पर खुलता है। माउस और चूहे के बीच आकार में अंतर के बावजूद, स्तन ग्रंथियों का विकास समय और इन जानवरों के वयस्कता तक पहुंचने का समयबहुत समान 30,31 है। दोनों कृंतक प्रजातियों के प्रतिनिधि के रूप में चूहों में स्तन ग्रंथि के विकास के प्रमुख चरणों का एक संक्षिप्त विवरण प्रदान किया गया है। टर्मिनल एंड बड्स (टीईबी) एलॉन्गिंग डक्टल पेड़ की युक्तियों पर अत्यधिक प्रोलिफेरेटिव संरचनाएं हैं जो डक्टल शाखाओं को30,31 तक निर्देशित करती हैं। टीईबी के प्रसार और घनत्व का चरम 3-4 सप्ताह की उम्र में प्यूबर्टलविकास में डक्टल पेड़ के लम्बाई चरण के दौरान होता है। 9-10 सप्ताह की उम्र तक, कुछ टीईबी शेष हैं क्योंकि डक्टल पेड़ वसा पैड30 की पूरी लंबाई पर कब्जा करने के लिए बढ़ गया है। उसके बाद, डक्टल पेड़ की वृद्धि और विस्तार वसा पैड और जानवर32 के आनुपातिक है। मानव स्तन में टर्मिनल डक्टल लोब्यूलर इकाइयां (टीडीएलयू) कृन्तकों में टीईबी के समान भूमिका निभाती हैं। टीडीएलयू कार्सिनोजेनेसिस की शुरुआत और बीसी33,34 की प्रगति के लिए मुख्य स्रोत हैं। हम 9 सप्ताह के स्प्राग-डॉवले चूहे के वक्ष और पेट के स्तन ग्रंथियों के पूरे डक्टल पेड़ को भरने के लिए 70% ईटीओएच समाधान के 300 μL तक इंजेक्ट कर सकते हैं (चित्रा 1, चित्रा 2, चित्रा 3)। चूहों20 के विपरीत, स्प्राग-डॉवले चूहों के ग्रीवा और इंगुइनल ग्रंथियों के निपल्स आमतौर पर 80% से अधिक जानवरों में इंजेक्शन के लिए उपयुक्त होते हैं, और पूरे डक्टल पेड़ को भरने के लिए 70% ईटीओएच समाधान के 100 μL तक की आवश्यकता होती है (चित्रा 2)। हम नियमित रूप से अध्ययन के तहत एब्लेटिव समाधान के साथ 10 स्तन ग्रंथियों को इंजेक्ट करते हैं। एक विशिष्ट प्रयोगात्मक डिजाइन में दो स्वतंत्र साप्ताहिक आईडी इंजेक्शन सत्र होते हैं, जिसमें पांच वैकल्पिक ग्रंथियों को एक्स-रे कंट्रास्ट एजेंट और / या ईसी युक्त एब्लेटिव समाधान के साथ जोड़ा जाता है (चित्रा 2)। टीएओएक्स-युक्त (50-200 एमएम) एब्लेटिव समाधान के लिए, फ्लोरोस्कोपी और / या माइक्रो-सीटी स्कैनिंग प्रत्येक सत्र के अंत के बाद की जाती है ताकि प्रत्येक डक्टल पेड़ को आंशिक या पूर्ण मात्रा में संक्रमित समाधान के साथ इंजेक्ट करने की व्यक्तिगत सफलता को निर्धारित और रिकॉर्ड किया जा सके (चित्रा 2)। इंजेक्शन के बाद तत्काल और अनुदैर्ध्य इमेजिंग इस बात का आकलन करने में सक्षम बनाता है कि फॉर्मूलेशन में परिवर्तन, विशेष रूप से ईसी गेलिंग एजेंट की एकाग्रता, इंजेक्शन की मात्रा के कार्य के रूप में एब्लेटिव समाधान के बाहरी प्रसार को प्रभावित और सीमित करती है (चित्रा 3)। यह इमेजिंग विश्लेषण न्यूनतम संपार्श्विक ऊतक क्षति के साथ अधिकतम पृथक्करण प्राप्त करने के लिए इष्टतम मापदंडों को समझने के लिए जानकारी प्रदान करता है।

Figure 1
चित्रा 1: चूहों में इंट्राडक्टल इंजेक्शन और छवि विश्लेषण के लिए प्रक्रिया की योजनाबद्धता। इंट्राडक्टल इंजेक्शन और छवि विश्लेषण के लिए चरण-दर-चरण प्रक्रिया पर प्रकाश डाला गया है। अधिक जानकारी के लिए कृपया वीडियो देखें। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्र 2: निप्पल कैनुलाशन के उदाहरण और कई स्तन ग्रंथियों में एब्लेटिव समाधान के वितरण परिणाम। (ए) स्प्राग-डॉवले चूहे के तनाव में निप्पल आकृतियों की विशिष्ट प्रस्तुति। निप्पल की लंबाई सफल प्रवेशनी की संभावना से संबंधित है। छोटे निपल्स की तुलना में लंबे निपल्स को कैनुला करना आसान होता है, जबकि अत्यधिक छोटे या वेस्टियल निपल्स को कैनुलेटेड नहीं किया जा सकता है। एक बार प्रवेशित होने के बाद, लंबे और छोटे दोनों निपल्स को समाधान के साथ जोड़ा जा सकता है और प्रसव की समान सफलता दर प्राप्त की जा सकती है। इंजेक्शन वाले घोल में ब्लू फूड डाई का उपयोग डक्टल ट्री भरने और वितरण की सफलता के विवो साक्ष्य के रूप में किया जा सकता है (सबसे स्पष्ट, गुंबद का गठन, एक असफल वसा पैड इंजेक्शन के लिए)। छवि अधिग्रहण (सी) के बाद उत्पन्न वास्तविक समय फ्लोरोस्कोपी (बी) और 3 डी माइक्रो-सीटी प्रस्तुतियां डिलीवरी की सफलता के विवो साक्ष्य और टीईबी तक पहुंचने वाले समाधान के अधिक मात्रात्मक मूल्यांकन में प्रदान करती हैं। (बी) पहली जोड़ी (# 4, # 10) की प्रत्येक पेट स्तन ग्रंथि को 1% ईसी (नारंगी रूपरेखा) या इसके बिना (हरी रूपरेखा) (सी) दाहिने ग्रीवा (# 7), थोरैसिक की दूसरी जोड़ी (# 3, # 9) और पेट की पहली जोड़ी (# 4, # 10) स्तन ग्रंथियों में एब्लेटिव समाधान का सफल वितरण (नीली रूपरेखा) और बाएं वक्ष (# 1) ग्रंथि में असफल इंजेक्शन (सफेद रूपरेखा) प्राप्त हुआ। स्केल बार अलग-अलग आवर्धन पर छवियों में 1 मिमी के अनुरूप हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्र 3: 3 डी पुनर्निर्माण और एब्लेटिव समाधान भरने और प्रसार का आकलन। 1% ईसी (ऊपर) या ईसी (नीचे) के बिना 70% ईटीओएच / 100 एमएम टीएओएक्स नैनोकणों को दूसरे पेट स्तन ग्रंथि जोड़ी (# 4 और # 10) में इंट्राडक्टली इंजेक्ट किया गया था और तुरंत माइक्रो-सीटी द्वारा चित्रित किया गया था। प्रत्येक स्प्राग-डॉवले चूहे को किसी भी समाधान की बढ़ती मात्रा प्राप्त हुई। व्यक्तिगत डक्टल पेड़ों को एक छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर पैकेज (स्प्लिन ट्रेस + प्रचार वस्तु + थ्रेशोल्ड प्रतिपादन) का उपयोग करके पुनर्निर्मित किया गया था। 1% ईसी के साथ, समाधान को टर्मिनल छोर तक पहुंचते हुए देखा जा सकता है। जैसे-जैसे वितरित मात्रा में वृद्धि होती है, भरे गए टीईबी की संख्या अधिक स्पष्ट होती है। स्केल बार सभी प्रस्तुतियों में 10 मिमी से मेल खाती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

समस्या उपस्थिति घोल
छोटा निप्पल (चित्र 2) निप्पल में कम प्रोफ़ाइल है - पकड़ने में मुश्किल कभी-कभी निप्पल के पास की त्वचा को पकड़ना और सुई से निप्पल के केंद्र को लक्षित करना आसान होता है। सुई संभवतः त्वचा के नीचे गोता लगाएगी। धीरे-धीरे ऊपर खींचने से निप्पल सुई की नोक पर थोड़ा ऊपर हो सकता है और इसे सुई पर बाकी रास्ते में पकड़ने और खींचने के लिए जगह मिल सकती है। सुई के कोण के बारे में त्वचा के नीचे गोता लगाते समय बहुत सावधान रहें। गलत कोण पर छुरा घोंपकर अनजाने में वसा पैड इंजेक्शन प्राप्त करना आसान है।
फैट पैड इंजेक्शन (चित्र 2) निप्पल के चारों ओर और संभवतः निप्पल में ही सूजन - यह देखना सबसे आसान है कि क्या इंजेक्शन समाधान में रंग जोड़ा जाता है यदि निप्पल में पहले कुछ उल् इंजेक्शन के साथ सूजन है, तो सुई हटा दें, और कोण की अधिक सावधानी के साथ फिर से डालने का प्रयास करें। फिर से इंजेक्शन शुरू करें और आगे की सूजन के लिए देखें। यदि सूजन जारी रहती है, तो प्रयास छोड़ दें। वसा पैड इंजेक्शन के रूप में शुरू हुए निप्पल को सफलतापूर्वक इंजेक्ट करना बहुत दुर्लभ है।
घाव/खुजली ईटीओएच समाधान के इंजेक्शन साइट के पास खुला घाव या खुजली चूहों की तुलना में चूहों को इंजेक्शन क्षेत्र के पास घाव या खुजली विकसित करने की अधिक संभावना है। यदि घाव पाए जाते हैं, तो घावों को खोलने के लिए ट्रिपल एंटीबायोटिक मलहम लागू करें लेकिन बिखरे हुए घावों को अकेला छोड़ दें। स्कैब पर मरहम लगाने से संभावना बढ़ सकती है कि जानवर स्कैब को परेशान करेगा और इसे हटा देगा। घाव की गंभीरता के आधार पर ठीक होने तक हर 1-2 दिनों में जांच करें। कारप्रोफेन को तब तक दिया जाना चाहिए जब तक कि सामान्य खिड़की से परे भी ठीक न हो जाए।
प्रत्यावर्ती ग्रंथियों को इंजेक्ट करें N/A चूहों में बड़े इंजेक्शन की मात्रा लगातार ग्रंथियों को इंजेक्ट करने पर त्वचा घर्षण का कारण बनने की अधिक संभावना बनाती है। इंजेक्शन क्षेत्र में आघात की कम से कम संभावना के लिए, वैकल्पिक ग्रंथियों को एक ही सत्र के भीतर इंजेक्ट किया जाता है (यानी # 1-4 के बजाय # 1, 3, 4 और 6 इंजेक्ट करें)। तीसरे (# 3 और # 9) और चौथे (# 4 और # 10) ग्रंथि जोड़े के बीच अंतर इन दोनों ग्रंथियों को एक सत्र में इंजेक्शन की अनुमति देता है।

तालिका 1: उपयोगी युक्तियाँ और समस्या निवारण

Discussion

जैसा कि यहां दिखाया गया है, 70% ईटीओएच की आईडी डिलीवरी अधिमानतःचूहों में आसपास के स्ट्रोमा और वाहिका को सीमित संपार्श्विक क्षति के साथ स्तन उपकला कोशिकाओं को नष्ट कर देती है। डक्टल पेड़ का स्थानीय पृथक्करण माउस मॉडल4 में ट्यूमर के गठन को रोकने में प्रभावी है। यहां, हम प्रदर्शित करते हैं कि इस एब्लेटिव प्रक्रिया को चूहों तक बढ़ाया जा सकता है।

यह उच्च जोखिम वाले व्यक्तियों में स्तन कैंसर की प्राथमिक रोकथाम के लिए रोगनिरोधी मास्टेक्टॉमी के वैकल्पिक हस्तक्षेप के रूप में इस एब्लेटिव प्रक्रिया के अनुवाद के मार्ग में अगला कदम है। एब्लेटिव समाधान के लिए एक्स-रे कंट्रास्ट एजेंट के रूप में टीएओएक्स नैनोकणों को जोड़ने से ट्यूमर के गठन को रोकने में समाधान की प्रभावशीलता का आकलन करने की अनुमति मिलती है, क्योंकि यह निर्धारित किया जा सकता है कि प्रक्रिया डक्टल पेड़ को पूरी तरह से भरने में सफल रही या नहीं। इंजेक्ट किए गए स्तन ग्रंथि की कल्पना करने के लिए फ्लोरोस्कोपी का उपयोग करना इस आईडी प्रक्रिया को निर्देशित करने के लिए क्लिनिक में क्या किया जाएगा। प्रत्येक डक्टल पेड़ के अधिकतम भरने को सुनिश्चित करने के लिए समाधान ने डक्टल पेड़ को कितना भर दिया है और जलसेक को कब रोकना है, इसका छवि मार्गदर्शन नैदानिक कार्यान्वयन का एक महत्वपूर्ण पहलू होगा। समस्या निवारण और उपयोगी युक्तियाँ तालिका 1 में सूचीबद्ध हैं। इस एब्लेटिव प्रक्रिया की प्रभावशीलता के लिए आवश्यक है कि संक्रमित समाधान कोशिका हत्या की दर को अधिकतम करने के लिए सभी उपकला कोशिकाओं के साथ सीधा संपर्क करता है। एक या अधिक पेड़ों के भीतर अतिरिक्त उपकला कोशिकाएं अंततः बीसी विकास के लिए एक स्रोत के रूप में काम कर सकती हैं। अन्य समूहों ने वायरल कणों (जैसे, सीआरई / लॉक्सपी और / या कैस 9 / सीआरआईएसपीआर सिस्टम के घटक), हार्मोन और हार्मोन विरोधी (जैसे, प्रोलैक्टिन, फुलवेस्टेंट), कीमोथेरेपी एजेंट (जैसे, सिस्प्लाटिन), एसआईआरएनए और / या एंटीबॉडी या चूहों में अन्य लक्ष्यीकरण एजेंटों की आईडी डिलीवरी की सूचना दी। 41,42,43,44,45, चूहे 21,33,46,47,48 और/या खरगोश 18,49,50,51,52,53 . कीमोथेरेपी के स्थानीय वितरण के लिए प्रति मानव स्तन आठ डक्टल पेड़ों तक के सफल प्रवेशनी को स्वतंत्र नैदानिकअध्ययनों में 47,54,55 में सूचित किया गया है। ट्यूमर की रोकथाम के उद्देश्य से या स्थानीय उपचार की ओर तैयार किए गए इन अन्य समाधानों के जलसेक के लिए छवि मार्गदर्शन इसी तरह उनकी प्रभावशीलता को अधिकतम करेगा।

माउस से चूहे के डक्टल पेड़ तक इस प्रक्रिया की मापनीयता और शोधन यहां प्रदर्शित किया गया है। म्यूरिन 4,19 और चूहे (अप्रकाशित डेटा) डक्टल पेड़ में टीएओ एक्स नैनोपार्टिकल उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग प्रदान करता है जो एफडीए-अनुमोदित आयोडीन युक्त एक्स-रे कंट्रास्ट एजेंटों को पार करता है। इसी तरह, हम चूहों40,41 या अन्य पशु मॉडल 18 में अन्य डक्टल ट्री इमेजिंग दृष्टिकोणों से अनजान हैं जो टीएओ एक्स के लिए तुलनीय संकल्प प्रदान कर सकतेहैं। नैदानिक अनुवाद के लिए प्रासंगिक तथ्य यह है कि इस मध्यवर्ती आकार के चूहे के मॉडल में ईसी का गेलिंग प्रभाव संपार्श्विक ऊतक क्षति को कम करने के लिए एक सक्षम सूत्रीकरण शोधन है। जैसा कि हम बीसी को रोकने की क्षमता के लिए इस एब्लेटिव आईडी प्रक्रिया का आकलन करना जारी रखते हैं, हम यह निर्धारित करने में सक्षम होंगे कि बीसी के रासायनिक रूप से प्रेरित और अन्य चूहे मॉडल में आईडी डिलीवरी के बाद इमेजिंग द्वारा प्रदान की गई अतिरिक्त जानकारी के माध्यम से ग्रंथियां बीसी किस से विकसित होती हैं। ये डेटा इस प्रक्रिया की सुरक्षा निर्धारित करेंगे और किसी भी चिंता या कमियों को इंगित करेंगे कि क्या आंशिक या असफल उपचारित डक्टल पेड़ उच्च जोखिम वाली महिला में बीसी विकसित करने के लिए अधिक प्रवण हो सकते हैं।

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस काम को आंशिक रूप से, राष्ट्रीय कैंसर संस्थान R21 CA226579 और R01 CA258314 एलएफएस को अनुदान और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ बायोमेडिकल इमेजिंग एंड बायोइंजीनियरिंग R01 EB029418 अनुदान द्वारा ईएमएस को अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था। हम अपने इमेजिंग सिस्टम और तकनीकी विशेषज्ञता के उपयोग के लिए एमएसयू इंस्टीट्यूट फॉर क्वांटिटेटिव (आईक्यू) हेल्थ साइंस एंड इंजीनियरिंग इमेजिंग कोर सुविधा के आभारी हैं। डेनियल फर्ग्यूसन को वीडियो की सामग्री और पशु कल्याण दिशानिर्देशों के पालन के आंकड़ों की समीक्षा करने के लिए धन्यवाद देते हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
AnalyzeDirect  v12.0 Caliper n/a For micro-CT image processing
Carprieve, Carprofen 50 mg/mL Allivet 50647 For anti-inflammatory treatment
Ethyl cellulose Acros Organics 9004-57-3 For intraductal injection
Evans blue Sigma E2129-50G For injection visualization
Hot water bath Toolots Yidu_HH-S2 For preparing carprofen cups
MediGel Sucralose Cups ClearH2O 74-02-5022 For delivery of carprofen
Model 1750 TTL, PTFE Luer Lock Syringe, 500μL Hamilton 81220 For intraductal injection
Photoshop 2021 Adobe n/a For image processing
Quantum GX2 microCT Imaging System Perkin Elmer  CLS149276 For micro-CT image acquisition
Metal Hub Needle, 33 gauge, custom (30° bevel angle, 0.4 in, point style 4) Hamilton 7747-01 For intraductal injection
Stereo Microscope SZM Series AmScope SM-4TPZ-144 For intraductal injection
Sterile blue food dye McCormick 930641 For injection visualization
Sterile phosphate buffered saline (PBS) ThermoFisher 14190250 For solution preparation
Stickers DOT Scientific DOTSCI-C50 For preparing carprofen cups
Sucrose Calbiochem 8550-5KG For intraductal injection
Syringes Fisher 14-826-79 For preparing carprofen cups
Vortex VWR 10153-834 For preparing carprofen cups
Warming pump/pad(s) Braintree Scientific HTP-1500 120V; AP-R 26E For intraductal injection/preoperative preparation

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References

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Fuchs, H. E., Jemal, A. Cancer statistics, 2022. A Cancer Journal for Clinicians. 72 (1), 7-33 (2022).
  2. Wild, C. P. The global cancer burden: necessity is the mother of prevention. Nature Reviews. Cancer. 19 (3), 123-124 (2019).
  3. Padamsee, T. J., Wills, C. E., Yee, L. D., Paskett, E. D. Decision making for breast cancer prevention among women at elevated risk. Breast Cancer Research. 19 (1), 34 (2017).
  4. Kenyon, E., et al. Ductal tree ablation by local delivery of ethanol prevents tumor formation in an aggressive mouse model of breast cancer. Breast Cancer Research. 21 (1), 129 (2019).
  5. Kuang, M., et al. Ethanol ablation of hepatocellular carcinoma Up to 5.0 cm by using a multipronged injection needle with high-dose strategy. Radiology. 253 (2), 552-561 (2009).
  6. Ansari, D., Andersson, R. Radiofrequency ablation or percutaneous ethanol injection for the treatment of liver tumors. World Journal of Gastroenterology. 18 (10), 1003-1008 (2012).
  7. Zhang, W. Y., Li, Z. S., Jin, Z. D. Endoscopic ultrasound-guided ethanol ablation therapy for tumors. World Journal of Gastroenterology. 19 (22), 3397-3403 (2013).
  8. Chin, M., Chen, C. L., Chang, K., Lee, J., Samarasena, J. Ethanol ablation of a peripheral nerve sheath tumor presenting as a small bowel obstruction. ACG Case Reports Journal. 3 (1), 31-32 (2015).
  9. Gueng, M. -K., Chou, Y. -H., Tiu, C. -M., Chiou, S. -Y., Cheng, Y. -F. Pseudoaneurysm of the breast treated with percutaneous ethanol injection. Journal of Medical Ultrasound. 22 (2), 114-116 (2014).
  10. Zhang, J., et al. Comparison between absolute ethanol and bleomycin for the treatment of venous malformation in children. Experimental and Therapeutic Medicine. 6 (2), 305-309 (2013).
  11. Wohlgemuth, W. A., et al. Ethanolgel sclerotherapy of venous malformations improves health-related quality-of-life in adults and children - results of a prospective study. European Radiology. 27 (6), 2482-2488 (2017).
  12. Steiner, F., FitzJohn, T., Tan, S. T. Ethanol sclerotherapy for venous malformation. ANZ Journal of Surgery. 86 (10), 790-795 (2016).
  13. Sannier, K., et al. A new sclerosing agent in the treatment of venous malformations. Study on 23 cases. Interventional Neuroradiology. 10 (2), 113-127 (2004).
  14. Dompmartin, A., et al. Radio-opaque ethylcellulose-ethanol is a safe and efficient sclerosing agent for venous malformations. European Radiology. 21 (12), 2647-2656 (2011).
  15. Faguy, K. Ductography: When, how, and why. Radiologic Technology. 92 (5), 487-503 (2021).
  16. Slawson, S. H., Johnson, B. A. Ductography: how to and what if. Radiographics. 21 (1), 133-150 (2001).
  17. Sheiman, L. S., Levesque, P. H. The in's and out's of ductography: A comprehensive review. Current Problems in Diagnostic Radiology. 45 (1), 61-70 (2016).
  18. Clark, A., Bird, N. K., Brock, A. Intraductal delivery to the rabbit mammary gland. Journal of Visualized Experiments. (121), e55209 (2017).
  19. Chakravarty, S., et al. Tantalum oxide nanoparticles as versatile contrast agents for X-ray computed tomography. Nanoscale. 12 (14), 7720-7734 (2020).
  20. Kenyon, E., et al. Intraductal delivery and x-ray visualization of ethanol-based ablative solution for prevention and local treatment of breast cancer in mouse models. Journal of Visualized Experiments. (182), e63457 (2022).
  21. Murata, S., et al. Ductal access for prevention and therapy of mammary tumors. Cancer Research. 66 (2), 638-645 (2006).
  22. King, B. L., Love, S. M. The intraductal approach to the breast: raison d'etre. Breast Cancer Research. 8 (2), 206 (2006).
  23. Love, S. M., Barsky, S. H. Anatomy of the nipple and breast ducts revisited. Cancer. 101 (9), 1947-1957 (2004).
  24. Lai, Y. E., Morhard, R., Ramanujam, N., Nolan, M. W. Minimally invasive ethyl cellulose ethanol ablation in domesticated cats with naturally occurring head and neck cancers: Six cats. Veterinary and Comparative Oncology. 19 (3), 492-500 (2021).
  25. Mueller, J. L., et al. Optimizing ethyl cellulose-ethanol delivery towards enabling ablation of cervical dysplasia. Scientific Reports. 11 (1), 16869 (2021).
  26. Nief, C., et al. Polymer-assisted intratumoral delivery of ethanol: Preclinical investigation of safety and efficacy in a murine breast cancer model. PLoS One. 16 (1), 0234535 (2021).
  27. Chelales, E., et al. Radiologic-pathologic analysis of increased ethanol localization and ablative extent achieved by ethyl cellulose. Scientific Reports. 11 (1), 20700 (2021).
  28. Morhard, R., et al. Understanding factors governing distribution volume of ethyl cellulose-ethanol to optimize ablative therapy in the liver. IEEE Trans Biomedical Engineering. 67 (8), 2337-2348 (2020).
  29. Morhard, R., et al. Development of enhanced ethanol ablation as an alternative to surgery in treatment of superficial solid tumors. Scientific Reports. 7 (1), 8750 (2017).
  30. Russo, I. H., Russo, J. Developmental stage of the rat mammary gland as determinant of its susceptibility to 7,12-dimethylbenz[a]anthracene. Journal of the National Cancer Institute. 61 (6), 1439-1449 (1978).
  31. Paine, I. S., Lewis, M. T. The terminal end bud: The little engine that could. Journal of Mammary Gland Biology Neoplasia. 22 (2), 93-108 (2017).
  32. Hinck, L., Silberstein, G. B. Key stages in mammary gland development: the mammary end bud as a motile organ. Breast Cancer Research. 7 (6), 245-251 (2005).
  33. Sivaraman, L., et al. Effect of selective ablation of proliferating mammary epithelial cells on MNU induced rat mammary tumorigenesis. Breast Cancer Research Treatment. 73 (1), 75-83 (2002).
  34. Cardiff, R. D., Wellings, S. R. The comparative pathology of human and mouse mammary glands. Journal of Mammary Gland Biology Neoplasia. 4 (1), 105-122 (1999).
  35. Brock, A., et al. Silencing HoxA1 by intraductal injection of siRNA lipidoid nanoparticles prevents mammary tumor progression in mice. Scientific Translational Medicine. 6 (217), (2014).
  36. de Groot, J. S., et al. Intraductal cisplatin treatment in a BRCA-associated breast cancer mouse model attenuates tumor development but leads to systemic tumors in aged female mice. Oncotarget. 8 (37), 60750-60763 (2017).
  37. Wang, G., et al. Intraductal fulvestrant for therapy of ERalpha-positive Ductal Carcinoma in Situ (DCIS) of the breast - A preclinical study. Carcinogenesis. 40 (7), 907-913 (2019).
  38. Yoshida, T., et al. Effective treatment of ductal carcinoma in situ with a HER-2- targeted alpha-particle emitting radionuclide in a preclinical model of human breast cancer. Oncotarget. 7 (22), 33306-33315 (2016).
  39. Chun, Y. S., et al. Intraductally administered pegylated liposomal doxorubicin reduces mammary stem cell function in the mammary gland but in the long term, induces malignant tumors. Breast Cancer Research Treatment. 135 (1), 201-208 (2012).
  40. Markiewicz, E., et al. High resolution 3D MRI of mouse mammary glands with intra-ductal injection of contrast media. Magnetic Resonance Imaging. 33 (1), 161-165 (2015).
  41. Markiewicz, E., et al. MRI ductography of contrast agent distribution and leakage in normal mouse mammary ducts and ducts with in situ cancer. Magnetic Resonance Imaging. 40, 48-52 (2017).
  42. Annunziato, S., et al. Comparative oncogenomics identifies combinations of driver genes and drug targets in BRCA1-mutated breast cancer. Nature Communications. 10 (1), 397 (2019).
  43. Rutkowski, M. R., et al. Initiation of metastatic breast carcinoma by targeting of the ductal epithelium with adenovirus-cre: a novel transgenic mouse model of breast cancer. Journal of Visualized Experiments. (85), e51171 (2014).
  44. Xiang, D., Tao, L., Li, Z. Modeling breast cancer via an intraductal injection of cre-expressing adenovirus into the mouse mammary gland. Journal of Visualized Experiments. (148), e59502 (2019).
  45. Barham, W., Sherrill, T., Connelly, L., Blackwell, T. S., Yull, F. E. Intraductal injection of LPS as a mouse model of mastitis: signaling visualized via an NF-kappaB reporter transgenic. Journal of Visualized Experiments. (67), e4030 (2012).
  46. Chun, Y. S., et al. Intraductal administration of a polymeric nanoparticle formulation of curcumin (NanoCurc) significantly attenuates incidence of mammary tumors in a rodent chemical carcinogenesis model: Implications for breast cancer chemoprevention in at-risk populations. Carcinogenesis. 33 (11), 2242-2249 (2012).
  47. Stearns, V., et al. Preclinical and clinical evaluation of intraductally administered agents in early breast cancer. Science Translational Medicine. 3 (106), (2011).
  48. Okugawa, H., et al. Effect of perductal paclitaxel exposure on the development of MNU-induced mammary carcinoma in female S-D rats. Breast Cancer Research Treatment. 91 (1), 29-34 (2005).
  49. Falconer, I. R. The distribution of 131 I- or 125 I-labelled prolactin in rabbit mammary tissue after intravenous or intraductal injection. Journal of Endocrinology. 53 (3), 58-59 (1972).
  50. Fiddler, T. J., Birkinshaw, M., Falconer, I. R. Effects of intraductal prolactin on some aspects of the ultrastructure and biochemistry of mammary tissue in the pseudopregnant rabbit. Journal of Endocrinology. 49 (3), 459-469 (1971).
  51. Fiddler, T. J., Falconer, I. R. The effect of intraductal prolactin on protein and nucleic acid biosynthesis in the rabbit mammary gland. The Biochemical Journal. 115 (5), 58 (1969).
  52. Bourne, R. A., Bryant, J. A., Falconer, I. R. Stimulation of DNA synthesis by prolactin in rabbit mammary tissue. Journal of Cell Science. 14 (1), 105-111 (1974).
  53. Chadwick, A. Detection and assay of prolactin by the local lactogenic response in the rabbit. The Journal of Endocrinology. 27, 253-263 (1963).
  54. Mahoney, M. E., et al. Intraductal therapy of ductal carcinoma in situ: a presurgery study. Clinical Breast Cancer. 13 (4), 280-286 (2013).
  55. Love, S. M., et al. A feasibility study of the intraductal administration of chemotherapy. Cancer Preview Research (Phila). 6 (1), 51-58 (2013).

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Kenyon, E., Zaluzec, E., Powell, K., Volk, M., Chakravarty, S., Hix, J., Kiupel, M., Shapiro, E. M., Sempere, L. F. X-Ray Visualization of Intraductal Ethanol-Based Ablative Treatment for Prevention of Breast Cancer in Rat Models. J. Vis. Exp. (190), e64042, doi:10.3791/64042 (2022).

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