Name: Multi-modale beeldvorming van angiogenese in een Naakt ratmodel van borstkanker botmetastase Met behulp van Magnetic Resonance Imaging, Volumetrische computertomografie en Echografie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-14T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 23 s
Description: Leer hoe u multi-modale beeldvorming toepast om angiogenese te bestuderen in een ratmodel van borstkanker botmetastase. Deze methode combineert MRI, CT en echografie voor niet-invasieve analyse van vaatvorming.

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

Dit werk werd ondersteund door de Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB-TR 23 en SFB-TR 79, TB en DK). De auteurs willen graag Renate Bangert bedanken, Karin Leotta en Lisa Seyler voor een uitstekende technische ondersteuning.

1. Cel Cultuur <ol><li> Culture MDA MB-231-menselijke borstkankercellen (American Type Culture Collection) in RPMI-1640 (Invitrogen, Duitsland), aangevuld met 10% FCS (Sigma, Duitsland). Houd alle culturen onder normale omstandigheden (37 ° C, vochtige atmosfeer, 5% CO 2) en passage van de cellen 2-3 keer per week te houden in de logaritmische groei. Voor het diermodel hieronder beschreven, is er geen behoefte voor het gebruik van botspecifiek sublijnen van MDA MB-231-cellen de tumor overname bedraagt ​​dan 90% 1. </li><li> Oogst sub-confluente tumorcellen na met 2 mM EDTA in PBS-(fosfaatgebufferde zoutoplossing zonder Ca2 + en Mg2 +) en 0,25% trypsine (Sigma, Taufkirchen, Duitsland). Count MDA-MB-231 cellen in de kamer van een Neubauer en hang ze in RPMI-1640 (5x10 5 cellen in 1 ml). </li></ol> 2. Naakt Rat Model van botmetastasen <ol><li> Alle experimenten werden goedgekeurd door de verantwoordelijke overheid animal ethische commissie. </li><li> Gebruik naakt ratten op een leeftijd van 6-8 weken en houdt ze op SPF-omstandigheden in een geschikte kleine dieren (bijv. mini-barrière systeem). Houd dieren onder gecontroleerde omstandigheden (21 + / - 2 ° C kamertemperatuur, 60% luchtvochtigheid en 12 uur licht-donker ritme) en bieden geautoclaveerd voeder en water ad libitum aan de ratten. </li><li> Voor het dier chirurgie, injecteert een pijnstillend medicijn (bijv. Carprofen 4 mg / kg sc, als gevolg van de eenmalige toediening en korte halfwaardetijd (ca. 8 uur), moet carprofen geen invloed op de groei van tumoren). Verdoof ratten met een mengsel van zuurstof (0,5 l / min) en isofluraan (1-1,5 vol.%) En zorg ervoor dat de rat is goed verdoofd en ademt regelmatig voor het begin van de volgende procedure. </li><li> Plaats de verdoofde dier onder een geschikte binoculaire operatiemicroscoop (bijv. Leica) en werken met een vergroting van 16-voudig. </li><li> Begin de chirurgische ingreep door het snijden van de huid en het onderhuidse weefsel in de ingunele gebied bij een lengte van 2-3 cm met een schaar (BC060r Iris schaar 108 mm). Alle slagaders vertakken uit de liesslagader (FA) moeten worden ontleed met inbegrip van de oppervlakkige epigastrische slagader (SEA), dalende genicular slagader (DGA), a. poplitea (PA) en oppervlakkige slagader (SA). </li><li> Zet clips op de liesslagader proximale van herkomst van de zee en op de DGA, aan PA en SA tijdelijk af te sluiten lokale doorbloeding. Ligeren van de SEA op zijn distale deel voor het openen van dit schip mogelijk te maken zonder bloeding (figuur 1a). </li><li> Snijd de SEA met een schaar (Vannas Micro-SCRS-groef STR 85 mm) proximaal van de ligatie (Figuur 1B) en het beheer van een 1% papaverin oplossing op de zee, de latere invoeging van een naald te vergemakkelijken door versoepeling van het schip ( Figuur 1C). </li><li> Snijd ongeveer de helft van de diameter van de zee met een schaar en steek een naald (0,3 mm diameter en 42 mm lengte) in het lumen van de zee, terwijl holding het afgesneden einde van het vat met een pincet (figuur 1D, E). Indien beschikbaar, bevestig de naald in een extern apparaat op onregelmatige bewegingen die kunnen leiden tot perforatie van de vaatwand te verminderen. Sluit een spuit aan de naald. Verwijder de clip van de distale FA en plaats het op de oppervlakkige slagader (Figuur 1F). </li><li> Spuit de MDA-MB-231 cellen gesuspendeerd in 0,2 ml media langzaam in de zee. Op grond van de clips MDA-MB-231 cellen zijn gericht op de DGA en de PA. Verwijder de naald en ligeren van de SEA om het bloeden te voorkomen dat voor het uittrekken van de slagader clips. Sluit de wond met behulp van chirurgische clips en het beëindigen van inhalatie-anesthesie. </li><li> Voor na de procedure monitoring, zijn ratten meestal gedood 7-8 weken na de tumorcel inoculatie tot ernstige skelet complicaties te voorkomen. Gedurende deze tijd, moeten de dieren worden gecontroleerd dagelijks naar grootte van de tumor en eventuele bewijzen van pijn (bijvoorbeeld gedrags afwijkingen, gewichtsverlies, motorische defecten) te beoordelen. Als dieren tonen een tumorgroter dan de ethische toegestane limiet of het bewijs van pijn tijdens de groei van de tumor, moeten ze worden gedood. </li><li> Immuno-deficiënte (naakt) ratten werden gebruikt voor xenogenous transplantatie van menselijke MDA-MB-231 borstkankercellen. Naakt ratten werden niet gekozen om beter te visualiseren de groeiende tumor. </li></ol> 3. Magnetic Resonance Imaging (MRI) <ol><li> Na de tumorcel inoculatie, laat ongeveer 25-30 dagen van de groei van tumoren Voordat u begint met de beeldvorming. Voor MRI gebruik maken van een speciale experimentele scanner of een menselijke MR-systeem met een geschikte dier spoel. We gebruikten een menselijke MR-systeem (Symphony, Siemens, Duitsland) en een zelfgebouwde spoel voor radiofrequentie-excitatie en detectie, ontworpen als een cilindrisch volume resonator met een binnendiameter van 83 mm en een nuttige lengte van 120 mm (figuur 2A). </li><li> Verdoof de rat met zuurstof en isofluraan zoals hierboven gegeven. Plaats een katheter in de staartader en plaats deze op de staart met behulp van een kraan<html> e. Sluit een spuit met het contrastmiddel (bv 0,1 mmol / kg Gd-DTPA in ongeveer 0,5 ml; Magnevist, Bayer-Schering, Duitsland). </li><li> Plaats de rat in het MR-systeem handhaven van de inhalatie-anesthesie. Begin met een morfologische MR-sequentie tot op het bot metastase te vinden (bijv. T2 gewogen: turbo spin-echo sequentie, TR 3240 ms, TE 81 ms, matrix 152 x 256, FOV 90 x 53,4 mm 2, slice dikte van 1,5 mm, 3 gemiddelden, scan tijd 3:40 min). </li><li> Bepaal een stukje van het bot metastase met de grootste diameter en start de volgorde voor DCE-MRI (bijv. verzadiging herstel turbo knippersignalen, TR 373 ms, TE 1,86 ms, matrix 192 x 144, FOV 130 x 97,5 mm 2, slice dikte 5 mm, afmetingen 512, gemiddelden 1, scantijd 6:55 min). Na ongeveer 30 sec, beginnen de contrastmiddel injecteren over een periode van 10 sec. De totale tijd voor de hierboven genoemde procedures om een ​​MRI-onderzoek uit te voeren is ongeveer 15-20 minuten per dier. </li></ol>titel &quot;&gt; 4. Volumetrische Computed Tomography (VCT) <ol><li> Kies een geschikte CT systeem hetzij een humane of een experimenteel scanner. Hier hebben we gebruik gemaakt van een prototype van een flat-panel voorzien van volumetrisch berekende tomograaf (Figuur 2B, Volume CT, Siemens, Duitsland). </li><li> Verdoof de rat met zuurstof en isofluraan zoals hierboven gegeven. Plaats een katheter in de staartader en plaats deze op de staart met een tape. Sluit een spuit met het contrastmiddel (bijvoorbeeld 1 g jodium per kg in ongeveer 0,5 ml; Imeron 400, Bracco, Duitsland). </li><li> Plaats de rat op de scanner onder inhalatie-anesthesie. Gebruik de volgende scan parameters voor VCT: buisspanning 80 kV, buisstroom 50 mA-, scan-tijd 51 sec, rotatiesnelheid 10 seconden, frames per seconde 120, matrix 512 x 512 en slice dikte van 0,2 mm. Injecteer het contrastmiddel in de tweede rotatie van de flat-panel systeem. De totale tijd voor de hierboven genoemde procedures om een ​​onderzoek uit te voeren VCT is ongeveer 5-10 minuten per Animal. </li><li> Reconstrueer beelden met een gemodificeerde FDK (Feldkamp-Davis-Kress) cone-beam reconstructie-algoritme (kernel H80a, Afra, Duitsland). </li></ol> 5. Echografie (US) <ol><li> Experimentele en klinische Amerikaanse systemen zijn beschikbaar voor dit doel. We gebruikten de klinische systeem Acuson Sequoia 512 ultrasound systeem met een 15L8 lineaire transducer (figuur 2C; Siemens-Acuson, Mountain View, CA). </li><li> Verdoof de rat met zuurstof en isofluraan zoals hierboven gegeven. Plaats een katheter in de staartader en plaats deze op de staart met een tape. Sluit een spuit met een microbellen contrastmiddel (bijv. 1,6 ml / kg in ongeveer 0,5 ml; SonoVue, Bracco, Italië). Bevestig de VS transducer op de betreffende achterbeen gebruik van een statief en toe te passen VS gel tussen de transducer en de achterpoot. </li><li> Voer B-modus beeldvorming (zendfrequentie: 17 MHz; mechanische index: 0,51) tot de grootste diameter van het bot metastase te bepalen en vaststellen van de transducer in tzijn positie. Voeg Doppler-signaal op B-modus beelden voor informatie over weefselperfusie. Houd er rekening mee dat alleen laesies die corticale bot verstoren zijn toegankelijk voor de VS golven. </li><li> Voor dynamische contrast-enhanced VS (DCE-US) zet de Amerikaanse toestel in cadans contrast puls sequencing (CPS) modus (zendfrequentie: 7 MHz; mechanische index: 0,18), injecteer de microbellen en het opnemen van een cine lus van 90 sec lengte. De totale tijd voor de bovengenoemde procedures om een ​​Amerikaans onderzoek uit te voeren is ongeveer 10-15 minuten per dier. </li></ol> 6. Nabewerking van beeldgegevens <ol><li> Gebruik de morfologische gegevens van MRI, VCT en de VS om de weke delen tumor (MRI, VS) en het skelet vernietiging (VCT) van botmetastasen te karakteriseren en de locatie, laesie grootte en het volume van de letsels met een DICOM-viewer (bv. Osirix Dicom te bepalen Viewer). </li><li> Om de vertakking patroon van de schepen in botmetastasen (angiografie) te verkrijgen, kan de VCT gegevens worden gebruikt. Rebouw 2D-of 3D-afbeeldingen met behulp van de informatie van de arteriële fase met of zonder aftrekken technieken (bijvoorbeeld Osirix Dicom Viewer). </li><li> Om de parameters van vascularisatie kwantificeren van DCE-MRI, DCE-VCT en DCE-US, gebruik maken van software specifiek voor de modaliteiten. Voor DCE-MRI, bepalen de vasculaire parameters amplitude A (geassocieerd met het bloedvolume) en wisselkoers k ep (in verband met perfusie en schip permeabiliteit) in botmetastasen met Dyna Lab (Mevis Research, Bremen, Duitsland) op basis van de twee- compartiment model van Brix 8,9. Alternatieve farmacokinetische modellen voor de evaluatie beschikbaar zijn, zoals bijvoorbeeld de Tofts model 10. </li><li> Om DCE-VCT gegevens te kwantificeren, het uitvoeren van een beschrijvende analyse van gegevens aan parameters, zoals oppervlakte te berekenen onder de curve (AUC) of piekverhogingsfactor (PE) met Dyna Lab (Mevis Research, Bremen, Duitsland). </li><li> Kwantificeer informatie van real-time DCE-met ons op via kwantitatieve analyse software (bijv. Qontrast, Bracco, Italië) door het analyseren van cine-loops op basis van de geïmplementeerde bolusinjectie model. Plaats de regio van belang (ROI) op het bot metastase, te bepalen of beschrijvende factoren, zoals de oppervlakte onder de curve of kwantitatieve parameters van kleur-gecodeerde kaarten, bijvoorbeeld regionale bloedvolume, de regionale doorbloeding en het vullen van de tijd. </li></ol> 7. Representatieve resultaten Na intra-arteriële injectie van MDA-MB-231 cellen in de zee (Figuur 1), site-specifieke uitzaaiingen in de botten te ontwikkelen in de betreffende achterpoot van het naakt rat. Osteolytische laesies beperkt tot het dijbeen, het scheenbeen en kuitbeen kan een niet-invasieve worden afgebeeld door middel van MRI, VCT en de Verenigde Staten (figuur 2) begint ongeveer 25-30 dagen na de injectie en de follow-up gedurende enkele weken. Bij het combineren van MRI, VCT en de Verenigde Staten met inbegrip van inheemse en contrast-enhanced technieken, kan aanvullende informatie worden beoordeeld botmetastasen die zijn samengesteld uit een weke delentumor (tumor cellen en stroma) en de respectieve osteolytische laesie (botafbraak). Voor vergelijking van de gegevens tussen de techniek, kunnen alle drie beeldvorming sequentieel in dezelfde rat. MRI toont morfologie van de botten uitgezaaide zachte weefsel dat in eerste instantie wordt beperkt tot het beenmerg holte en vervolgens meer dan corticale bot in de loop van de ontwikkeling. Functionele parameters zoals regionale bloedvolume, perfusie en schip permeabiliteit kan worden verkregen bij DCE-MRI en gekwantificeerd (figuur 3). Botstructuur, in het bijzonder osteolytische veranderingen in de metastasen beoordeeld hoge resolutie door VCT. Als aanvulling op MRI-bevindingen, zijn osteolytische laesies gelegen naast de groei van tumoren intramedullaire. VCT angiografie toont de gewijzigde macrovessel architectuur van botmetastasen, en DCE-VCT geeft respectieve aspecten van de microcirculatie (figuur 4). Door lokale vernietiging van corticale bot in metastatic laesies, VS voor morfologische en functionele eigenschappen van het zachte weefsel beoordeling tumor door het gebruik van B-modus en Doppler technieken. Na toepassing van microbellen, DCE en de VS zorgt voor real-time beeldvorming van vascularisatie in botmetastasen (figuur 5). <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/4178/4178fig1.jpg" /> Figuur 1. Achterpoot van een rat naakt bereid tumorcel inoculatie als afgebeeld door een operatie microscoop. A, vertakking patroon van de arteria femoralis (FA) met inbegrip van de oppervlakkige epigastrische slagader (SEA), dalende genicular slagader (DGA), a. poplitea (PA) en oppervlakkige slagader (SA). Arteriële clips op de SA, PA en proximale FA evenals ligatie van SEA, B, SEA werd gesneden proximaal van de ligatie, C-, spier-relaxatie van de zee na toevoeging van papaverine, D, insnijding van de zee (in beslag genomen door een pincet), E, ​​het inbrengen van de naald in de zee, F, gefixeerd naald in de zee (externe fi<html> xating apparaat) en de injectie van MDA-MB-231 tumorcellen via de zee, naar de DGA en de PA op grond van de clips. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/4178/4178fig2.jpg" /> Figuur 2 A, menselijke MR-systeem (Symphony, Siemens, Duitsland) en een zelfgebouwde spoel voor radiofrequentie-excitatie en detectie geplaatst in de scanner;. B, flat-panel voorzien van volumetrisch berekende tomograaf (Volume CT, Siemens, Duitsland), C, klinische ultrasound systeem Acuson Sequioa 512 (Siemens-Acuson, Mountain View, CA). <img alt="Figuur 3" src="/files/ftp_upload/4178/4178fig3.jpg" /> Figuur 3. Axiaal MR secties. Linker paneel, T2w MRI, middenpaneel, amplitude A (DCE-MRI), rechts paneel, wisselkoers k ep (DCE-MRI). Pijlen wijzen op botmetastasen. De kleur kaart voor DCE-MRI data varieert van rood (hoge waarden) naar blauw (lage waarden). 78/4178fig4.jpg &quot;/&gt; Figuur 4. 3D-VCT reconstructies van de osteolytische botmetastasen (linker paneel) en een angiografie (middelste paneel) en een DCE-VCT sectie in axiale richting van de parameter piekverhogingsfactor (rechter paneel). De kleur kaart voor DCE-VCT data varieert van rood (hoge waarden) naar blauw (lage waarden). <img alt="Figuur 5" src="/files/ftp_upload/4178/4178fig5.jpg" /> Figuur 5. Amerikaanse beelden van B-mode (morfologie, linker paneel), Doppler (perfusie, middelste paneel) en CEUs (rechter paneel, piekverhogingsfactor na injectie van microbellen van real-time beeldvorming van vascularisatie) van een bot metastase. Aanvullende film 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/4178/4178movie1.mov" target="_blank">Klik hier om extra film te bekijken</a> .

<ol><li>Bäuerle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+a+rat+model+with+site-specific+bone+metastasis+induced+by+MDA-MB-231+breast+cancer+cells+and+its+application+to+the+effects+of+an+antibody+against+bone+sialoprotein%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Characterization of a rat model with site-specific bone metastasis induced by MDA-MB-231 breast cancer cells and its application to the effects of an antibody against bone sialoprotein.</a> Int. J. Cancer. 115, 177-186 (2005).</li>
<li>Merz, M., Komljenovic, D., Zwick, S., Semmler, W., Bäuerle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sorafenib+tosylate+and+paclitaxel+induce+anti-angiogenic%2C+anti-tumor+and+anti-resorptive+effects+in+experimental+breast+cancer+bone+metastases%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Sorafenib tosylate and paclitaxel induce anti-angiogenic, anti-tumor and anti-resorptive effects in experimental breast cancer bone metastases.</a> Eur. J. Cancer. 47, 277-286 (2010).</li>
<li>Bäuerle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cilengitide+inhibits+progression+of+experimental+breast+cancer+bone+metastases+as+imaged+noninvasively+using+VCT%2C+MRI+and+DCE-MRI+in+a+longitudinal+in+vivo+study%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Cilengitide inhibits progression of experimental breast cancer bone metastases as imaged noninvasively using VCT, MRI and DCE-MRI in a longitudinal in vivo study.</a> Int. J. Cancer. 128, 2453-2462 (2011).</li>
<li>Bäuerle, T., Merz, M., Komljenovic, D., Zwick, S., Semmler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug-induced+vessel+remodeling+in+bone+metastases+as+assessed+by+dynamic+contrast+enhanced+magnetic+resonance+imaging+and+vessel+size+imaging%3A+a+longitudinal+in+vivo+study%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Drug-induced vessel remodeling in bone metastases as assessed by dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging and vessel size imaging: a longitudinal in vivo study.</a> Clin. Cancer Res. 16, 3215-3225 (2010).</li>
<li>Bäuerle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+anti-angiogenic+treatment+response+with+DCE-VCT%2C+DCE-MRI+and+DWI+in+an+animal+model+of+breast+cancer+bone+metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Imaging anti-angiogenic treatment response with DCE-VCT, DCE-MRI and DWI in an animal model of breast cancer bone metastasis.</a> Eur. J. Radiol. 73, 280-287 (2010).</li>
<li>Bäuerle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bevacizumab+inhibits+breast+cancer-induced+osteolysis%2C+surrounding+soft+tissue+metastasis%2C+and+angiogenesis+in+rats+as+visualized+by+VCT+and+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neoplasia%22%5BJournal%5D)">Bevacizumab inhibits breast cancer-induced osteolysis, surrounding soft tissue metastasis, and angiogenesis in rats as visualized by VCT and MRI.</a> Neoplasia. 10, 511-520 (2008).</li>
<li>Merz, M., Komljenovic, D., Semmler, W., Bäuerle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+contrast-enhanced+ultrasound+for+imaging+anti-angiogenic+treatment+response+in+experimental+osteolytic+breast+cancer+bone+metastases%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Quantitative contrast-enhanced ultrasound for imaging anti-angiogenic treatment response in experimental osteolytic breast cancer bone metastases.</a> , Forthcoming (2012).</li>
<li>Brix, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacokinetic+parameters+in+CNS+Gd-DTPA+enhanced+MR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comput.+Assist.+Tomogr%22%5BJournal%5D)">Pharmacokinetic parameters in CNS Gd-DTPA enhanced MR imaging.</a> J. Comput. Assist. Tomogr. 15, 621-628 (1991).</li>
<li>Brix, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcirculation+and+microvasculature+in+breast+tumors%3A+pharmacokinetic+analysis+of+dynamic+MR+image+series%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Microcirculation and microvasculature in breast tumors: pharmacokinetic analysis of dynamic MR image series.</a> Magn. Reson. Med. 52, 420-429 (2004).</li>
<li>Tofts, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+kinetic+parameters+from+dynamic+contrast-enhanced+T%281%29-weighted+MRI+of+a+diffusable+tracer%3A+standardized+quantities+and+symbols%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Estimating kinetic parameters from dynamic contrast-enhanced T(1)-weighted MRI of a diffusable tracer: standardized quantities and symbols.</a> J. Magn. Reson. Imaging. 10, 223-232 (1999).</li>
<li>Arguello, F., Baggs, R. B., Frantz, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+murine+model+of+experimental+metastasis+to+bone+and+bone+marrow%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">A murine model of experimental metastasis to bone and bone marrow.</a> Cancer Res. 48, 6876-6881 (1988).</li>
<li>Kjonniksen, I., Winderen, M., Bruland, O., Fodstad, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validity+and+usefulness+of+human+tumor+models+established+by+intratibial+cell+inoculation+in+nude+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Validity and usefulness of human tumor models established by intratibial cell inoculation in nude rats.</a> Cancer Res. 54, 1715-1719 (1994).</li>
<li>Bäuerle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+bone+metastasis+induced+by+MDA-MB-231+breast+cancer+cells+with+an+antibody+against+bone+sialoprotein%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Oncol%22%5BJournal%5D)">Treatment of bone metastasis induced by MDA-MB-231 breast cancer cells with an antibody against bone sialoprotein.</a> Int. J. Oncol. 28, 573-583 (2006).</li>
<li>Andersen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+physical+mechanism+for+coupling+bone+resorption+and+formation+in+adult+human+bone%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Pathol%22%5BJournal%5D)">A physical mechanism for coupling bone resorption and formation in adult human bone.</a> Am. J. Pathol. 174, 239-247 (2009).</li>
<li>Nyangoga, H., Mercier, P., Libouban, H., Basle, M. F., Chappard, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+characterization+of+the+vascular+bed+in+bone+metastasis+of+the+rat+by+microcomputed+tomography+%28MicroCT%29%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional characterization of the vascular bed in bone metastasis of the rat by microcomputed tomography (MicroCT).</a> PLoS One. 6, e17336(2011).</li>
<li>Bäuerle, T., Semmler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+response+to+systemic+therapy+for+bone+metastases%5BTitle%5D)+AND+%22European+Radiol%22%5BJournal%5D)">Imaging response to systemic therapy for bone metastases.</a> European Radiol. 19, 2495-2507 (2009).</li>
<li>Bretschi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cilengitide+inhibits+metastastic+bone+colonization+in+a+nude+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22Oncol.+Rep%22%5BJournal%5D)">Cilengitide inhibits metastastic bone colonization in a nude rat model.</a> Oncol. Rep. 26, 843-851 (2001).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

De werkwijze voor het induceren experimentele botmetastasen hier in combinatie met de beeldvorming mogelijk te vervolg osteolytische laesies naakt ratten lengterichting. In ons model worden de MDA-MB-231 menselijke borstkankercellen geïnjecteerd in de zee, die een anastomose tussen de bekkenslagader via de pudendoepigastric stam en de liesslagader. Hierdoor wordt de bloedstroom in de meegeleverde gebied van het kniegewricht behouden na ligatie van de zee. De voordelen van dit model ten opzichte bestaande modellen van bo...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het serum </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td></tr><tr><td> MDA-MB-231 menselijke borstkankercellen </td><td> American Type Culture Collection (ATCC) </td><td> HTB-26 </td></tr><tr><td> RPMI-1640 </td><td> Invitrogen </td><td> 61870 </td></tr><tr><td> FCS </td><td> Invitrogen </td><td> 10270 </td></tr><tr><td> Trypsine-EDTA </td><td> Invitrogen </td><td> 25300 </td></tr><tr><td> Carprofen Rimadyl </td><td> Pfizer </td><td> PZN 110208 </td></tr><tr><td> Magnevist </td><td> Bayer Schering </td><td> PZN 6961516 </td></tr><tr><td> Imeron 400 MCT </td><td> Bracco </td><td> PZN 228654 </td></tr><tr><td> SonoVue </td><td> Bracco </td><td> PZN 1567358 </td></tr><tr><td> Papaverin </td><td> Alfa Aesar </td><td> L 04152 </td></tr><tr><td> Isofluran </td><td> Baxter</td><td> HDG 9623 </td></tr><tr><td> Symphony (Magnetic Resonance Imaging) </td><td> Siemens </td><td></td></tr><tr><td> Volume CT (Volumetrische computertomografie) </td><td> Siemens </td><td></td></tr><tr><td> Acuson Sequioa 512 (echo) </td><td> Siemens-Acuson </td><td></td></tr></tbody></table>

multi-modale beeldvorming van angiogenese in een naakt ratmodel van borstkanker botmetastase met behulp van magnetic resonance imaging, volumetrische computertomografie en echografie

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenese is een essentieel kenmerk van de groei van kanker en metastase vorming. In bot metastase, angiogene factoren zijn cruciaal voor tumorcelproliferatie in het beenmerg holte, alsmede voor de interactie van de tumor en botcellen resulteert in lokale botafbraak. Ons doel was om een model van experimentele botmetastase die het mogelijk maakt in vivo evaluatie van de angiogenese in het skelet laesies met behulp van niet-invasieve beeldvormende technieken te ontwikkelen. Voor dit doel hebben we 10 5 MDA-MB-231 menselijke borstkankercellen geïnjecteerd in de oppervlakkige epigastrische slagader, die de groei van uitzaaiingen in het lichaam van andere gebieden dan de betreffende achterpoot 1 uitsluit. Na 25-30 dagen na de tumorcel inoculatie, site-specifieke botmetastasen te ontwikkelen, beperkt tot de distale femur, proximale tibia en proximale fibula 1. Morfologische en functionele aspecten van angiogenese kan lengterichting worden onderzocht in het bot metastases met behulp van magnetische resonantie beeldvorming (MRI), volumetrische computertomografie (VCT) en echografie (US). MRI geeft morfologische informatie over het zachte weefsel van botmetastasen die in eerste instantie beperkt is tot het beenmerg holte en vervolgens meer dan corticaal bot, terwijl vordert. Het gebruik van dynamische contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functionele gegevens met inbegrip van regionale bloedvolume, perfusie en schip permeabiliteit kan worden verkregen en gekwantificeerd 2-4. Botafbraak wordt gevangen in een hoge resolutie met behulp van morfologische VCT beeldvorming. Als aanvulling op MRI-bevindingen, kan osteolytische laesies grenzend aan sites van intramedullaire groei van de tumor worden geplaatst. Na het contrastmiddel toepassing, VCT angiografie onthult de macrovessel architectuur in botmetastasen in hoge resolutie, en DCE-VCT in staat stelt inzicht in de microcirculatie van deze laesies 5,6. VS is van toepassing op morfologische en functionele kenmerken te beoordelen van het skelet letsels als gevolg vanlokale osteolyse van corticale bot. Met behulp van B-mode en Doppler-technieken, kan de structuur en de doorbloeding van het zachte weefsel metastasen worden geëvalueerd, respectievelijk. DCE-US zorgt voor real-time beeldvorming van vascularisatie in botmetastasen na injectie van microbellen 7. Tot slot, in een model van site-specifieke borstkanker botmetastasen multimodale beeldvorming technieken, waaronder MRI, VCT en de Verenigde Staten bieden aanvullende informatie over de morfologie en functionele parameters van angiogenese in deze skelet laesies.

In de pathogenese van bot metastase, angiogenese is een cruciaal proces en vormt derhalve een doel voor beeldvorming en therapie. Hier presenteren we een rat model van site-specifieke borstkanker botmetastase en beschrijven strategieën om niet-invasieve beeld angiogenese<em&gt; In vivo</em&gt; Met behulp van magnetische resonantie imaging, volumetrische computertomografie en echografie.

Multi-modale beeldvorming van angiogenese in een Naakt ratmodel van borstkanker botmetastase Met behulp van Magnetic Resonance Imaging, Volumetrische computertomografie en Echografie

Angiogenese is een essentieel kenmerk van tumorgroei en de vorming van metastasen. Bij botmetastasen zijn angiogene factoren cruciaal voor tumorcellen ...

In dit experiment worden complementaire beeldvormingstechnieken gebruikt om angiogenese op niet-invasieve wijze te beoordelen in een ratmodel van borstkanker. Voor botmetastasen worden eerst humane borstkankercellen in de arteria epigastrica superficialis geïnjecteerd om plaatsspecifieke osteolytische botmetastasen in het achterpootje van naakte ratten te induceren. Bereid het dier na 25 tot 30 dagen voor op beeldanalyse en verzamel gegevens via magnetic resonance imaging, computertomografie en echografie.Gebruik vervolgens de aanvullende morfologische en functionele gegevens van deze beeldgevingsmodaliteiten om verschillende aspecten van de vascularisatie in osteolytische laesies te beschrijven. De verkregen resultaten omvatten de macrovasculaire architectuur, het lokale bloedvolume, de perfusie en de permeabiliteit, evenals real-time beeldvorming van de vascularisatie in botmetastasen. Deze methoden kunnen helpen bij het beantwoorden van kernvragen over de rol van angiogenese bij de pathogenese van botmetastasen, wat implicaties heeft voor de beeldvorming en behandeling van maligne ossieuze laesies.Voor het hier beschreven diermodel is het gebruik van een N-D-A-M-B 2 3 1 bot-specifieke subcellijn niet nodig, aangezien de tumorannamesnelheid boven de 90% ligt. Begin met een logaritmische kweek van menselijke borstkankercellen in RPMI 1640. Medium aangevuld met 10% foetaal kalfsserum. Nadat de subconfluente tumorcellen met trypsine zijn geoogst, worden de cellen geteld met een Neubauer-telkamer en gesuspendeerd in RPMI 1640; alle experimenten zijn goedgekeurd door de verantwoordelijke overheidscommissie voor dierethiek. Anestheseer de zes tot acht weken oude rat volgens de beschrijving in de bijgevoegde tekst voor de chirurgische procedure.Gebruik een geschikte binoculaire operatiemicroscoop met een 16-voudige vergroting. Begin met het opensnijden van de huid en het subcutane weefsel in de liesstreek over een lengte van twee tot drie centimeter. Dissekeer vervolgens alle arteriën die aftakken van de arteria femoralis; plaats clips op de arteria femoralis proximaal van de oorsprong van de S CA, evenals op de DGA, PA en S SA om de lokale bloedstroom tijdelijk af te sluiten.Ligeer vervolgens de SEA aan het distale uiteinde om opening van dit vat zonder bloedingen mogelijk te maken. Snijd de SEA proximaal van de ligatuur door en breng een 1%pipen oplossing aan op de SEA. Snijd nu met een schaar ongeveer de helft van de diameter van de SEA door en voer, terwijl het doorgesneden uiteinde van het vat met een pincet wordt vastgehouden, een naald in het lumen.Fixeer de naald, indien mogelijk, in een extern hulpmiddel om onregelmatige bewegingen te verminderen die tot perforatie van de vaatwand kunnen leiden. Sluit vervolgens een spuit aan op de naald. Verwijder de klem uit de arteria femoralis distalis en plaats deze op de vena saphena.Inject vervolgens langzaam 0,2 milliliters MDA MD 2 31 borstkankercellen in de arteria epigastrica superficialis. Let op dat de cellen door de klemmen naar de DGA en pa worden geleid. Verwijder de naald en ligeer de arteria epigastrica superficialis om bloedingen te voorkomen voordat de arteriële klemmen worden verwijderd.Nadat de wond is gesloten en de inhalatieanesthesie is beëindigd, krijgt de tumor in het dier 25 tot 30 dagen de tijd om te groeien. Gebruik hiervoor een specifieke experimentele MR-scanner of een menselijk MR-systeem met een geschikte dierspoel, zoals deze zelfgebouwde spoel voor radiofrequentie-excitatie en detectie. Nadat de rat is geanestheseerd met zuurstof en isofluraan, wordt er een katheter in de staartvene geplaatst en op de staart gefixeerd.Bevestig met plakband een spuit met het contrastmiddel. Plaats vervolgens de rat in het MR-systeem terwijl de inhalatieanesthesie wordt gehandhaafd. Begin met een morfologische MR-sequentie om de botmetastase te lokaliseren.Bepaal vervolgens een plak van de botmetastase met de grootste diameter en start de sequentie voor D-C-E-M-R-I na ongeveer 30 seconden. Begin met het injecteren van het contrastmiddel over een tijdsperiode van 10 seconden. Kies een geschikt CT-systeem, een menselijke of een experimentele scanner.Hier maken we gebruik van een prototype van een volumetrische computertomograaf uitgerust met een vlakpaneeldetector. Nadat de rat is geanestheseerd met zuurstof en isofluraan, wordt er een katheter in de staartvene geplaatst en met tape op de staart gefixeerd. Sluit vervolgens een spuit aan die contrastmiddel bevat.Plaats de rat nu op de scanner onder inhalatieanesthesie. Stel de scanparameters in voor VCT. Hiervoor zijn verschillende experimentele en klinische echografiesystemen beschikbaar.Nadat de rat is geanestheseerd met zuurstof en isofluraan, wordt er een katheter in de staartvin geplaatst en met tape op de staart vastgezet. Sluit vervolgens een spuit aan die een microbel-contrastmiddel bevat. Bevestig de echografische transducer met een statief op het betreffende achterpootje en breng echogel aan tussen de transducer en het achterpootje.Voer vervolgens een beeldvorming in B-modus uit. Om de grootste diameter van de botmetastase te bepalen en de transducer in deze positie te fixeren, voegt u een dopplersignaal toe aan de B-modusbeelden voor informatie over de weefselperfusie. Houd er rekening mee dat alleen laesies die het corticale bot doorbreken toegankelijk zijn voor ultrasone golven.Stel voor dynamische contrastversterkte echografie het echografieapparaat in op de modus cadence, contrast pulse sequencing, injecteer de microbellen en neem een korte loop op met een lengte van 90 seconden. Verwerk de morfologische informatie afgeleid van M-R-I-V-C-T en echografie om de weke delen tumor en de skeletdestructie van de botmetastasen te karakteriseren. Bepaal vervolgens de locatie en het volume van de botmetastasen met behulp van een DICOM-viewer voor angiografie.Gebruik de eRx DICOM-viewer en bestudeer de VCT-gegevens om het vertakkingspatroon van vaten in botmetastasen te bepalen. Reconstrueer 2D- of 3D-beelden met behulp van de informatie uit de arteriële fase, met of zonder subtractietechnieken. Om de functionele parameters van de vascularisatie uit D-C-M-R-I-D-C-E-V-C-T en DCE-echografie te kwantificeren, dient men softwaretools te gebruiken die specifiek zijn voor elke modaliteit.Voor D-C-E-M-R gebruik ik Dyna Lab om de vasculaire parameters te bepalen die geassocieerd zijn met het bloedvolume en de uitwisselingsconstante die geassocieerd is met perfusie en vatpermeabiliteit in botmetastasen. Om D-C-E-V-C-T-gegevens te kwantificeren, voer ik een beschrijvende analyse van de gegevens uit om parameters te berekenen zoals de oppervlakte onder de curve of de piekverbetering. Kwantificeer daarnaast informatie uit real-time DCE-echografie door middel van kwantitatieve analysesoftware door cine-loops te analyseren. Plaats, volgens het geïmplementeerde bolusinjectiemodel, de region of interest over de botmetastase om ofwel beschrijvende factoren zoals de oppervlakte onder de curve, ofwel kwantitatieve parameters uit kleurgecodeerde kaarten te bepalen.Intra-arteriële injectie van M-D-A-M-B 2 31-cellen in de SEA werd gebruikt om locatie-specifieke botmetastasen te ontwikkelen in het betreffende achterpoot van de naakte rat. Deze afbeelding toont het vertakkingspatroon van de arteria femoralis, inclusief de arteria epigastrica superficialis, de arteria descendens ulnaris, de arteria poplitea en de arteria saphena. De arteriële klemmen zijn geplaatst op de sa, PA en proximale fa, evenals de ligatie van de SEA.De SEA werd vervolgens proximaal van de ligatuur doorgesneden en na toevoeging van papaine wordt de spier van de vaatwand met een pincet ontspannen. De SEA wordt ingesneden en er wordt een naald in de SEA geplaatst met behulp van een extern fixatieapparaat voor de naald. Menselijke borstkankertumorcellen worden via de SEA geïnjecteerd en naar de DGA en pa geleid.Dankzij de clipse kunnen osteolytische laesies, beperkt tot het femur, tibia en fibula, niet-invasief worden in beeld gebracht via M-R-I-V-C-T en echografie vanaf ongeveer 25 tot 30 dagen na injectie, met een follow-up van enkele weken. Alle drie de beeldvormingsmodaliteiten kunnen sequentieel bij dezelfde rat worden toegepast. De MRI toont de morfologie van het zachte weefsel van de botmetastase, dat aanvankelijk beperkt blijft tot de mergholte en vervolgens in de loop van de ontwikkeling het corticale bot overschrijdt.In deze axiale doorsneden toont de T2-gewogen MR-afbeelding het weke delen-gedeelte van de botmetastase en tonen de D-C-E-M-R-I kleurkaarten de waarden voor amplitude A en de uitwisselingsconstante binnen de botstructuur van de laesie; in het bijzonder worden osteolytische veranderingen in de metastasen in hoge resolutie beoordeeld via VCT als aanvulling op de MRI-bevindingen. OSTEOLYTISCHE laesies bevinden zich aangrenzend aan intramedullaire tumorgroei. VCT-angiografie onthult de gewijzigde architectuur van de macrovaten bij botmetastasen en D-C-E-V-C-T toont de respectievelijke aspecten van de microcirculatie als gevolg van lokale destructie van het corticale bot in metastatische laesies. Echografie is toepasbaar voor het beoordelen van morfologische en functionele kenmerken van de weke delen tumor met behulp van B-modus en dopplertechnieken.Bij toepassing van microbellen maakt DCE-echografie realtime beeldvorming van de vascularisatie in botmetastasen mogelijk. Na het bekijken van deze video heeft u een goed inzicht in het inoculeren van tumorcellen voor locatie-specifieke borstkankerbotmetastasen om morfologische en functionele aspecten van angiogenese in deze laesies non-invasief in beeld te brengen.

multi-modal-imaging-angiogenesis-nude-rat-model-breast-cancer-bone

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

We beschrijven een werkwijze voor beeldvorming respons op...

Leef Imaging van de Drug antwoorden in de tumor micro-omgeving in muismodellen van Kanker van de Borst

Een borstkanker hersenmetastasen muismodel wordt vastgesteld met echografie-imaging geleide intracardiale injectie van MDA-MB231/Br-GFP cellen. Ontwikkeling van multifocale intracraniële metastasen is longitudinaal gevolgd met behulp van hoge-resolutie 9.4 T MRI.

Ultrasound Imaging-begeleide Intracardiale Injection een muismodel van borstkanker hersenmetastasen Gevolgd door Longitudinale MRI Ontwikkelen

We beschrijven een niet-invasieve dierlijke beeldvormingsplatform die de detectie, kwantificering en monitoring van de groei en recidief van ovariumkanker mogelijk maakt. Dit intra-peritoneale xenograftmodel bootst het klinische profiel van patiënten met ovariumkanker na.

Muizenmodel voor Non-invasieve beeldvorming te detecteren en Monitor Eierstokkanker Herhaling

We beschrijven hoe parametrische en vectorkaarten van de diffusietensor van de borst te verkrijgen met behulp van magnetische resonantie beeldvorming. Het protocol en de uiteindelijke output na beeldverwerking zijn afgestemd op het volgen van architecturale kenmerken van de borst en het detecteren van kwaadaardige borsttumoren.

Het volgen van de Mammary architectonische kenmerken en het opsporen van borstkanker met Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Hier gebruiken we bioluminescente, X-ray, en het positron-emissie tomografie/berekend tomography imaging te bestuderen hoe remmende mTOR activiteit beïnvloedt het beenmerg-geaccepteerd myeloma tumoren in een xenograft model. Dit zorgt voor fysiologisch relevante, niet-invasieve en multimodale analyses van het effect van de anti-myeloma van therapieën gericht op beenmerg-geaccepteerd myeloma tumoren in vivo.

Multimodale bioluminescente en positronisch-emissie tomografie/computationele Tomography Imaging van Multiple Myeloma beenmerg Xenografts in NOG muizen

Dit werk presets een geavanceerd protocol om nauwkeurig te beoordelen tumor laden door detectie van groene fluorescerende eiwitten en bioluminescentie signalen, alsmede de integratie van kwantitatieve moleculaire detectie techniek.

Studeren Triple Negatieve Borstkanker met behulp van Orthotopische Borstkanker Model

De beschreven aanpak combineert experimentele staart ader metastase assays met in vivo levende dierlijke beeldvorming zodat real-time monitoring van borstkanker metastase vorming en groei in aanvulling op de kwantificering van metastasen aantal en grootte in de longen.

Gecombineerd gebruik van staart ader metastase assays en real-time in vivo beeldvorming om borstkanker te kwantificeren gemetastaseerde kolonisatie en last in de longen

Dit protocol is ontworpen om een machine learning-algoritme te trainen om een combinatie van beeldvormingsparameters te gebruiken die zijn afgeleid van magnetic resonance imaging (MRI) en positron emissietomografie/computertomografie (PET/CT) in een ratmodel van botmetastasen van borstkanker om vroege gemetastaseerde ziekte op te sporen en latere progressie naar macrometastasen te voorspellen.

Machine Learning-algoritmen voor vroegtijdige opsporing van botmetastasen in een experimenteel ratmodel

We beschrijven een meer consistente en snelle methode om longmetastase te kwantificeren in het 4T1 borstkankermodel met behulp van Fiji-ImageJ.

Computergebaseerde beeldanalyse gebruiken om de kwantificering van longmetastase in het 4T1 Breast Cancer Model te verbeteren

De vertaling van de bevindingen van intravitale microscopie wordt uitgedaagd door de geringe dieptepenetratie in het weefsel. Hier beschrijven we een muismodel met dorsale vensterkamer dat co-registratie van intravitale microscopie en klinisch toepasbare beeldvormingsmodaliteiten (bijv. CT, MRI) mogelijk maakt voor directe ruimtelijke correlatie, waardoor de klinische vertaling van intravitale microscopiebevindingen mogelijk wordt gestroomlijnd.

Een dorsaal huidplooi raamkamer tumor muismodel voor gecombineerde intravitale microscopie en magnetische resonantie beeldvorming in translationeel kankeronderzoek

Dit protocol gebruikt een meerkamerbed voor parallelle magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) van maximaal vier dieren om pancreasadenocarcinoomtumoren te detecteren in genetisch gemodificeerde muismodellen. Dit multianimal MRI-protocol is snel en kosteneffectief voor het opsporen en meten van tumoren, wat de dierselectie voor preklinische studies en longitudinale monitoring van tumorgroei vergemakkelijkt.

Multianimal Magnetic Resonance Imaging voor tumormetingen in alvleesklierkanker muismodellen

Leer hoe u multi-modale beeldvorming toepast om angiogenese te bestuderen in een ratmodel van borstkanker botmetastase. Deze methode combineert MRI, CT en echografie voor niet-invasieve analyse van vaatvorming.

Multi-modale beeldvorming van angiogenese in een Naakt ratmodel van borstkanker botmetastase Met behulp van Magnetic Resonance Imaging, Volumetrische computertomografie en Echografie (Video) | JoVE Journal

Multi-modale beeldvorming van angiogenese in een Naakt ratmodel van borstkanker botmetastase Met behulp van Magnetic Resonance Imaging, Volumetrische computertomografie en Echografie

Meer video's verkennen