Een labelvrije segmentatiebenadering voor intravitale beeldvorming van de micro-omgeving van borsttumoren

Brian M. Burkel; David R. Inman; María Virumbrales-Muñoz; Erica J. Hoffmann; Suzanne M. Ponik

doi:10.3791/63413

Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Een labelvrije segmentatiebenadering voor intravitale beeldvorming van de micro-omgeving van borsttumoren

2.1K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/63413

⸱

24 mei 2022

Brian M. Burkel¹ , David R. Inman¹ , María Virumbrales-Muñoz¹^,² , Erica J. Hoffmann¹ , Suzanne M. Ponik¹^,³

¹Department of Cell and Regenerative Biology, University of Wisconsin-Madison, ²Department of Pathology, University of Wisconsin-Madison, ³Carbone Cancer Center, University of Wisconsin-Madison

In dit artikel

Samenvatting

De hier beschreven intravitale beeldvormingsmethode maakt gebruik van collageen tweede harmonische generatie en endogene fluorescentie van de metabole co-factor NAD (P) H om een niet-invasieve tumormicro-omgeving te segmenteren in tumor-, stromale en vasculaire compartimenten voor diepgaande analyse van 4D intravitale beelden.

Samenvatting

Het vermogen om complexe en dynamische fysiologische interacties tussen talrijke celtypen en de extracellulaire matrix (ECM) in een levende tumormicro-omgeving te visualiseren, is een belangrijke stap in de richting van het begrijpen van mechanismen die tumorprogressie reguleren. Hoewel dit kan worden bereikt door middel van de huidige intravitale beeldvormingstechnieken, blijft het een uitdaging vanwege de heterogene aard van weefsels en de behoefte aan ruimtelijke context binnen de experimentele observatie. Hiertoe hebben we een intravitale beeldvormingsworkflow ontwikkeld die collageen tweede harmonische generatie beeldvorming, endogene fluorescentie van de metabole co-factor NAD (P) H en fluorescentie lifetime imaging microscopie (FLIM) combineert als een middel om de tumormicro-omgeving niet-invasief te compartimenteren in basisdomeinen van het tumornest, het omringende stroma of ECM en de vasculatuur. Dit niet-invasieve protocol beschrijft het stapsgewijze proces, variërend van het verkrijgen van time-lapse-beelden van borsttumormodellen tot nabewerkingsanalyse en beeldsegmentatie. Het belangrijkste voordeel van deze workflow is dat het metabole handtekeningen gebruikt om de dynamisch veranderende levende tumormicro-omgeving te contextualiseren zonder het gebruik van exogene fluorescerende labels, waardoor het voordelig is voor van de mens afgeleide xenograft (PDX) -modellen en toekomstig klinisch gebruik waar extrinsieke fluoroforen niet gemakkelijk toepasbaar zijn.

Inleiding

Het is bekend dat de extracellulaire matrix (ECM) in de micro-omgeving van de tumor dynamisch wordt afgezet en geremodelleerd door meerdere celtypen om de progressie van de ziekte verder te vergemakkelijken ^1,2,3. Deze matrixveranderingen bieden zowel mechanische als biologische signalen die het celgedrag veranderen en vaak resulteren in een voortdurende cyclus van matrixremodellering⁴. Onderzoek naar het dynamische, wederzijdse samenspel tussen tumorcellen en de extracellulaire matrix wordt vaak uitgevoerd met behulp van driedimensionale (3D) in v....