In dit artikel beschreven een imaging gebaseerde experimentele aanpak die 18F-FDG PET/CT beeldvorming met qIHC om te meten de metabole en moleculaire reacties in tumoren van de Long volgend op de levering van de mTOR-remmer MLN0128 gebruikt. MLN0128 verminderd effectief de 18F-FDG consumptie, met vermelding van een significante metabole reactie in de tumoren. Door PET/CT beeldvorming te koppelen aan immunohistochemistry, konden we ruimtelijk verdeelde tumoren aan de 3D PET/CT-beelden te registreren en een gedetailleerd onderzoek van hele tumoren op een cellulair en moleculair niveau. Dit maakte het mogelijk om te bevestigen dat de MLN0128 de mTOR signalering, dus de bevestiging van een reactie op de doelsoort moleculaire op de drug in de tumoren geremd. Ten slotte, door te profiteren van kwantitatieve histologie, konden we kaart en afzonderlijke verschillende tumor pathologieën, zoals totale tumor massa van tumor necrose, adenocarcinoom van squamous cel carcinomen definiëren, en aanvulling van microPET imaging.
MicroPET is momenteel beperkt door een ruimtelijke resolutie van ongeveer 1 mm. Bovendien, kan 18F-FDG retentie in bepaalde weefsels worden beïnvloed door verschillende factoren, waaronder de niveaus van de glucose van de plasma, het type en de duur van blootstelling van de verdoving, de omgevingstemperatuur en de algemene gezondheid van het dier, dat mogelijk van invloed op 18 F-FDG farmacokinetiek30. Deze parameters zijn geoptimaliseerd voor dit protocol maar moeten worden geoptimaliseerd voor elke diermodel. Reproduceerbaarheid studies van 18F-FDG beeldvorming van subcutane tumoren in muizen tonen een variatiecoëfficiënt voor de gemiddelde %ID/g van ongeveer 15%, wat suggereert dat de tumor therapeutische respons van een individuele muis beoordeeld door 18 F-FDG-PET moeten groter zijn dan deze drempel beschouwd als betrouwbare en belangrijke31.
De cellulaire en zelfs subcellular verdeling van PET traceurs kan worden beoordeeld met behulp van autoradiografie weefsel met de secties vervolgens gekleurd en co geregistreerd bij qIHC. Medefinanciering registratie PET met CT staat een afbeelding van de PET worden in context te plaatsen een anatomische; Dit is uiterst waardevol, zelfs met lage weke contrast. Het ontbreken van weke delen contrast door CT kan worden overwonnen met magnetische resonantie beeldvorming (MRI). Bovendien, biomarkers voor fluorescentie beeldvorming kunnen worden gebruikt voor het beoordelen van de glycolyse in vivo, maar foton absorptie en spreiding in de holte van de longkanker van invloed kan zijn op de nauwkeurige kwantificatie of detectie gevoeligheid32. Kortom biedt gebruik makend van hele dieren PET/CT beeldvorming met kwantitatieve histologie een nauwkeurige en real-time kaart van biologie van de tumor na therapeutische interventie.
Multispectrale imaging (MSI) is van toepassing in elke situatie waar een afbeelding in kleur kan worden gebruikt. Op zijn minst, kan MSI biedt dezelfde informatie als een afbeelding in kleur, en voor sommige toepassingen, MSI dat meer gedetailleerde informatie over de spectrale eigenschappen van een monster dan een eenvoudige breedband drie kleuren (RGB) afbeelding. In het algemeen, zijn de beperkingen van MSI die van kleur imaging, behalve dat MSI langzamer is en meer tijd kost om beelden te verwerven. De software van de Morfometrische werd gebruikt om reproduceerbare, nauwkeurige segmentatie resultaten voor de beelden te verkrijgen en is beschreven in de Tabel van materialen. Er zijn extra verkrijgbare producten die kunnen worden gebruikt voor segmentatie van het weefsel en de kwantificering van histologie.
De complexiteit van kanker metabolisme verder reikt dan het Warburg Effect en het glucose metabolisme33,34. Het is zeer waarschijnlijk dat de tumoren gemakkelijk zal aanpassen aan enkele agent behandelingen die een remmende werking glycolyse. De afhankelijkheid van het metabolisme van het aminozuur is goed gedocumenteerd in kanker, en de verwachting is dat de tumoren op allerlei amino acids zoals glutamine en glycine, serine, evenals andere metabolieten zoals vrije vetzuren35,36, vertrouwen 37. Naast 18F-FDG, zijn sondes zoals 18F - 11C-label glutamine, choline en acetaat, 1-(2'-Deoxy-2'-fluoroarabinofuranosyl), cytosine (FAC) en fluorothymidine (FLT) met succes gebruikt om beeld aminozuur, nucleotide, en lipide metabolisme in diermodellen voor kanker38,39,40,41. Automatisering en microscale tracer radiochemie technologieën in combinatie met hogere resolutie, hogere gevoeligheid PET-scanners zal het verbeteren van de toegankelijkheid van PET voor het meten van diverse biologische procedures42,43. Als het begrip van de verhoging van de stofwisseling is het logisch dat het repertoire van PET radiotracers toenemen zal, waardoor onderzoekers en artsen aan noninvasively profiel tumor metabolisme.
Het gebruik van PET/CT beeldvorming en kwantitatieve histologie behandelt een klinische behoefte, die is te snel vertalen Bank ontdekkingen in klinische gebruik. Om dit te bereiken, moeten onderzoekers kunnen zowel de therapeutische respons als de verworven resistentie tegen geneesmiddelen, welke PET/CT beeldvorming kunt nauwkeurig te meten. Bovendien, de PET/CT en immunohistochemische analyse van tumoren van de Long worden gebruikt als standaard van zorg voor patiënten, en zijn dus direct worden omgezet in de klinische praktijk. Nog belangrijker is, identificeert PET/CT beeldvorming gemakkelijk therapie-resistente tumoren, welke onderzoekers kunnen isoleren en ondervragen op een moleculair niveau om de mechanismen van de ziekte beter te begrijpen. Dit is een iteratief proces dat het mogelijk gemaakt heeft om beter te begrijpen van de mechanismen van resistentie en ontwerpen van meer effectieve therapeutische strategieën voor de klinische vertaling.