Name: MR Molecular imaging van prostaatkanker met een kleine moleculaire CLT1 Peptide Gerichte contrastmiddel (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-09-03T12:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 54 s
Description: Leer moleculaire MRI-beeldvorming van prostaatkanker met een CLT1-peptide-gestuurd contrastmiddel in muizen. Deze methode verbetert de detectie van tumoren met hoge specificiteit.

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 wordt mede ondersteund door de American Heart Association GRA Lente 09 Postdoctoraal Fellowship (09POST2250268) en het NIH R01 CA097465. We waarderen ten zeerste Dr Wen Li en Dr Vikas Gulani voor MRI-protocol testen en setup, en mevrouw Yvonne Parker voor haar hulp op tumorimplantatie.

Protocol aangepast van een voorafgaande studie 11. 1. Vervoeging van Gd-DOTA naar CLT1 Peptide <ol><li> Met behulp van standaard vaste fase peptidesynthese, synthetiseren CLT1 peptide (CGLIIQKNEC) van Fmoc-beschermde aminozuren op een 2-chloortritylchloridehars (1,0 mmol). </li><li> Na toevoeging laatste aminozuur, gecycliseerd het lineaire peptide op hars met thallium (III) trifluoracetaat (1,09 g, 2,0 mmol, 2 equivalenten) in DMF (20 ml) bij 0 ° C gedurende 2 uur. </li><li> Vervolgens conjugaat PEG en lysine achtereenvolgens aan de N-terminus van CLT1 peptide (1,0 mmol) van hars door reactie met achtereenvolgens Fmoc-NH-PEG-COOH (3,0 mmol), Fmoc-Lys (Fmoc)-OH (3.0 mmol) en een tweede partij van Fmoc-Lys (Fmoc)-OH (6 mmol). </li><li> Verwijder Fmoc met piperidine. Add DOTA-tris (t-Bu) (4,58 g, 8,0 mmol, 2 equivalenten aan elke aminogroep) reageren met de vier vrije aminen van de lysine dendrimeer op de hars gedurende 2 uur. </li><li> Tot slot, klieven en bescherming te ontdoen van het productvan de hars door behandeling met een cocktail van trifluorazijnzuur, water en triisobutylsilane (TIS) (20 ml, 95/2.5/2.5) gedurende 8 uur bij kamertemperatuur. Verwijder de hars door filtratie gevolgd door wassen met trifluorazijnzuur (TFA). Voeg de gecombineerde filtraten druppelsgewijs koude ethylether (200 ml), centrifuge, en wassen met ethylether 4x. Droog onder vacuüm om een ​​kleurloze vaste stof (1,99 g, 61% opbrengst). </li><li> Zuiver het ruwe product met preparatieve HPLC met een gradiënt van 0-40% oplosmiddel B (0.1% TFA in acetonitril) in oplosmiddel A (0,1% TFA waterige oplossing) gedurende 20 min en 40-90% oplosmiddel B in oplosmiddel A gedurende 10 minuten . </li><li> Los CLT1-dl-(DOTA) 4 (250 mg, 0.077 mmol) in gedeïoniseerd water (15 ml) en op pH 6 met 1 M NaOH. Voeg Gd (OAc) 3 0,4 H2O (472 mg, 0.462 mmol, 1,5 equivalenten aan DOTA monoamide) in porties aan de oplossing, terwijl de pH op 6 met 1 M NaOH. Roer de reactie-oplossing bij kamertemperatuur gedurende 48 uur. </li><li> Complexer de resterende Gd (III) met ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (90 mg, 0,31 mmol), en zuiver het ruwe product met een grootte-uitsluiting het eindproduct CLT1-dl-(Gd-DOTA) 4 (169 mg, 57%). </li></ol> 2. Karakterisering van Contraststoffen <ol><li> Meet Gd (III) tevreden met inductief gekoppeld plasma-optische emissie spectroscopie. </li><li> Acquire matrix-geassisteerde laser desorptie / ionisatie time-of-flight (MALDI-TOF) massaspectra lineaire modus met 2,5-dihydroxybenzoëzuur (2,5-DHB) als matrix. </li><li> Meet relaxatietijden van de waterige oplossing van de contrastmiddelen van CLT1-dl-(Gd-DOTA) 4 en een nontargeted controlestof sCLT1-dl-(Gd-DOTA) 4 in verschillende concentraties op 60 MHz (1,5 T) met een relaxometer bij 37 ° C. Gebruik een inversie-recovery pulssequentiewaarde T 1 en een Carr-Purcell-Meiboom-Gill sequence meten met 500 echo&#39;s naar T 2 te meten. Bereken T 1 en T 2 relaxiviteiten van the agenten van de hellingen van de percelen van 1 / T 1 en 1 / T 2 versus de Gd concentraties. </li></ol> 3. Cel Cultuur en Ontwikkeling van Animal Model met Orthotope PC3 Prostaat Tumor <ol><li> Cultuur PC3-prostaatkankercellen met constitutieve expressie van groene fluorescentie eiwit (GFP) in RPMI medium aangevuld met 5% foetaal runderserum en penicilline / streptomycine / fungizone, oogst door trypsine en resuspendeer in dichtheid van 2,5 x 10 4 cellen / ul PBS. </li><li> Handhaaf mannelijke NIH athymische naakt muizen (4-5 weken oud) bij de Athymische Animal Core Facility, Case Western Reserve University (CWRU) volgens een dier protocol door de CWRU Institutional Animal Care en gebruik Comite. </li><li> De chirurgische vlakken werden besproeid met 2% chloorhexidine-oplossing en vervolgens bedekt met absorberende doeken. Steriele chirurgische handschoenen werden gedragen tijdens de procedure. Voor dier chirurgie, ip geïnjecteerd Avertin (250 mg / kg) aan anesthetize de muizen. Als alternatief kan ketamine / xylazine / acepromazine worden gebruikt bij een concentratie van 50/5/1 mg / kg. Ofthalmische zalf werd aangebracht op de muis om voldoende vocht tijdens de anesthesie te handhaven. </li><li> Start de operatie door het snijden van een kleine incisie door de huid en het buikvlies langs de onderste middellijn bij een lengte van ongeveer 1 cm met een steriele scalpel. Een steriele chirurgische laken werd rond de incisie die tijdens survival operaties. </li><li> Voorzichtig exterioriseren en stabiliseren de prostaat dorsale lobben aan de prostaat bloot te leggen. De suspensie injecteren van PC3-GFP cellen in PBS (20 pl) in de prostaat met een naald van 30 gauge. Tenslotte sluit de incisie met gewikkelde Autoclip 12. </li><li> Voor post-procedure monitoring, bewaken dieren tweemaal per dag gedurende 1 week. Tekenen van ziekte zijn gebrek aan eten, donkere urine verzamelen rond urethra, en onvaste gang die infectie of occlusie van de blaas kunnen worden aangegeven in de nietjes. </li><li> Na 10 dagen, te verwijderen thij nietjes met een ontnieter. Controleer de dieren dagelijks tumorgrootte en enig bewijs van pijn zoals gewichtsverlies, gedrags-afwijkingen en motorische gebreken beoordelen. Euthanaseren van de dieren die een tumorgrootte groter dan het ethisch toegestane limiet of het bewijs van pijn tijdens tumorgroei toonde. </li></ol> 4. Bevestiging van Tumor Binding Specificiteit van de peptiden met fluorescentie beeldvorming en histologie <ol><li> Na tumorcel inoculatie, zodat ongeveer 4 weken van tumorgroei voor het begin van de beeldvorming. Vóór injectie van het peptide probes verwerven GFP fluorescentie beelden met levende muizen op een fluorescentie imager de aanwezigheid van tumor controleren. </li><li> Iv injecteren Texas rood gemerkte peptiden aan de tumor dragende muizen in een dosis van 10 nmol / muis. </li><li> Offer de muizen 2 uur later door cervicale dislocatie, het verzamelen van de tumor en de belangrijkste organen, en meteen beeld op een fluorescentie imager. Gebruik groen licht filters voor GFP (excitatie: 444-490 nm, emissie: 515 nm lange pass filter, de verwerving instellingen: 500-720 in 10 nm stappen) en rood licht filters voor Texas Red (excitatie: 576-621 nm, emissie: 635 nm lange pass filter, de verwerving instellingen: 630-800 in 10 nm stappen). 10 msec belichtingstijd voor GFP en 150 msec voor Texas Red. </li><li> Onmiddellijk na het meten van hele weefsel fluorescentie, verzamel tumor weefsel, vast met formaline en cryosection in 5-micrometer plakjes. </li><li> Na spoelen met PBS, monteren met 1 druppel montage medium met 4 &#39;,6-diamidino-2-fenylindool (DAPI), foto onmiddellijk op een confocale laser scanning microscoop. </li></ol> 5. Magnetic Resonance Imaging (MRI) <ol><li> Ongeveer 4 weken na tumorcelinoculatie, zodat de tumoren groeien tot 0,3-0,6 cm in diameter. Gebruik een 7 T MRI scanner met een volume radiofrequentie (RF) spoel voor MRI onderzoek. </li><li> Verdoven van de muis met een 2% isofluraan-zuurstof mengsel in een isofluraan inductie kamer. OPHthalmic zalf werd aangebracht op de muis om voldoende vocht tijdens de anesthesie te handhaven. </li><li> Steek een 30 gauge naald in een 1,0 m lange buis gevuld met gehepariniseerde zoutoplossing. Plaats de self-made katheter in de muis staart ader. </li><li> Plaats de muis in de magneet en houdt onder inhalatie-anesthesie met 1,5% isofluraan en zuurstof via een neuskegel. </li><li> Plaats een respiratoire sensor aangesloten op een systeem van toezicht op de buik om snelheid en diepte van de ademhaling te controleren. Houd de lichaamstemperatuur op 37 ° C door het blazen van hete lucht in de magneet via een teruggekoppeld regelsysteem. </li><li> Begin met sagittale doorsnede beelden met behulp van een lokaliserend volgorde om de tumor locatie (TR / TE = 200/3.7 msec, FOV = identificeren 3,0 cm, slice dikte = 2,2 mm, slice nummer = 16, gemiddelde = 2, flip hoek = 45 °, matrix = 128 x 128). </li><li> Gebruik een 2D T1-gewogen gradiënt vet onderdrukking volgorde om 2D axiale beelden voor CE-MRI (TR / TE = 151.2/1.9 msec, FOV = 3,0 cm x 3,0 cm, verwerven sluizen dikte = 1,2 mm, slice nummer = 12, gemiddelde = 1, flip hoek = 80 °, matrix = 128 x 128). </li><li> Na pre-injectie beeld basislijn MR verwerving begint de beoogde middel of middel voor het regelen injecteren in een dosis van 0,03 mmol Gd / kg door spoelen met 200 pl zoutoplossing. </li><li> Doorgaan naar CE-MRI-beelden te verwerven op verschillende tijdstippen voor maximaal 30 minuten. </li></ol> 6. Beeldverwerking en analyse <ol><li> Gebruik imaging software voor beeldanalyse. </li><li> Teken de gebieden van belang (ROI) over de gehele tumor en de nieren in de tweedimensionale beeldvlak en meet de gemiddelde signaalintensiteit. </li><li> Om de CE-MRI data te kwantificeren, meten tumor of nier contrast enhancement (ΔSNR) door berekening van de stijging van de post-contrast SNR dan pre-contrast SNR met behulp van de volgende vergelijking: ΔSNR = (S t / σ t) - (S 0 / σ 0), waarbij S 0 en S t geven het signaal in de tumof of de nieren voor en na contrast en σ 0 en σ t zijn de standaardafwijking gemeten ruis van de achtergrond lucht voor en na contrast. </li><li> Bereken de p-waarden met behulp van twee-tailed t-test van de student, uitgaande van statistische significantie bij p &lt;0,05. </li></ol>

<ol><li>Brown, M. A., Semelka, R. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrown%2C+MA+%22MRI+Basic+Principles+and+Applications%22">MRI Basic Principles and Applications</a>. , 3rd, John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey. (2003).</li>
<li>Artemov, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+magnetic+resonance+imaging+with+targeted+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Molecular magnetic resonance imaging with targeted contrast agents.</a> J. Cell. Biochem. 90, 518-524 (2003).</li>
<li>Kalber, T. L., Kamaly, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+low+molecular+weight+folate+receptor+targeted+contrast+agent+for+magnetic+resonance+tumor+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Imaging+Biol%22%5BJournal%5D)">A low molecular weight folate receptor targeted contrast agent for magnetic resonance tumor imaging.</a> Mol. Imaging Biol. 13, 653-662 (2011).</li>
<li>Schmieder, A. H., Winter, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+MR+imaging+of+melanoma+angiogenesis+with+alphanubeta3-targeted+paramagnetic+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Molecular MR imaging of melanoma angiogenesis with alphanubeta3-targeted paramagnetic nanoparticles.</a> Magn. Reson. Med. 53, 621-627 (2005).</li>
<li>Mulder, W. J., Strijkers, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+molecular+imaging+and+fluorescence+microscopy+for+identification+of+activated+tumor+endothelium+using+a+bimodal+lipidic+nanoparticle%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">MR molecular imaging and fluorescence microscopy for identification of activated tumor endothelium using a bimodal lipidic nanoparticle.</a> FASEB J. 19, 2008-2010 (2005).</li>
<li>Wang, S. J., Brechbiel, M., Wiener, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+a+new+MRI+contrast+agent+prepared+from+polypropyleneimine+dendrimers%2C+generation+2%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Characteristics of a new MRI contrast agent prepared from polypropyleneimine dendrimers, generation 2.</a> Invest. Radiol. 38, 662-668 (2003).</li>
<li>Amirbekian, V., Aguinaldo, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atherosclerosis+and+matrix+metalloproteinases%3A+experimental+molecular+MR+imaging+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Atherosclerosis and matrix metalloproteinases: experimental molecular MR imaging in vivo.</a> Radiology. 251, 429-438 (2009).</li>
<li>Overoye-Chan, K., Koerner, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EP-2104R%3A+a+fibrin-specific+gadolinium-Based+MRI+contrast+agent+for+detection+of+thrombus%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">EP-2104R: a fibrin-specific gadolinium-Based MRI contrast agent for detection of thrombus.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 6025-6039 (2008).</li>
<li>Pilch, J., Brown, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peptides+selected+for+binding+to+clotted+plasma+accumulate+in+tumor+stroma+and+wounds%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Peptides selected for binding to clotted plasma accumulate in tumor stroma and wounds.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 2800-2804 (2006).</li>
<li>Rohrer, M., Bauer, H., Mintorovitch, J., Requardt, M., Weinmann, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+magnetic+properties+of+MRI+contrast+media+solutions+at+different+magnetic+field+strengths%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Comparison of magnetic properties of MRI contrast media solutions at different magnetic field strengths.</a> Invest. Radiol. 40, 715-724 (2005).</li>
<li>Wu, X., Burden-Gulley, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+evaluation+of+a+peptide+targeted+small+molecular+Gd-DOTA+monoamide+conjugate+for+MR+molecular+imaging+of+prostate+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjugate+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthesis and evaluation of a peptide targeted small molecular Gd-DOTA monoamide conjugate for MR molecular imaging of prostate cancer.</a> Bioconjugate Chem. 23, 1548-1556 (2012).</li>
<li>Burden-Gulley, S. M., Gates, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+molecular+diagnostic+of+glioblastomas%3A+detection+of+an+extracellular+fragment+of+protein+tyrosine+phosphatase+mu%5BTitle%5D)+AND+%22Neoplasia%22%5BJournal%5D)">A novel molecular diagnostic of glioblastomas: detection of an extracellular fragment of protein tyrosine phosphatase mu.</a> Neoplasia. 12, 305-316 (2010).</li>
<li>McBride, J. 	D., Birgit, H., Leatherbarrow, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resin-coupled+cyclic+peptides+as+proteinase+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+and+Peptide%22%5BJournal%5D)">Resin-coupled cyclic peptides as proteinase inhibitors.</a> Protein and Peptide. 3 (3), 193-198 (1996).</li>
<li>Cline, D. J., Thorpe, C., Schneider, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((General+method+for+facile+intramolecular+disulfide+formation+in+synthetic+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Biochem%22%5BJournal%5D)">General method for facile intramolecular disulfide formation in synthetic peptides.</a> Anal. Biochem. 335 (1), 168-170 (2004).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Kritische stappen Selectie van de juiste Biomarker en Targeting Kleine Peptide Met succes te ontwikkelen een gerichte contrastmiddel met kleine grootte, moet twee belangrijke punten te worden beschouwd. Ten eerste is het belangrijk om een ​​goede moleculaire biomarkers die overvloedig aanwezig in zieke weefsels met weinig aanwezigheid in normale weefsels te selecteren. Onze geselecteerde kanker-gerelateerde biomarker, clotted plasma-eiwitten, voldoe...

Effectieve beeldvorming van kanker-gerelateerde moleculaire doelen is van groot belang om de nauwkeurigheid van vroegere opsporing en diagnose van kanker te verbeteren. Magnetic resonance imaging (MRI) is een krachtige klinische beeldvormende modaliteit met een hoge ruimtelijke resolutie en geen ionisatie straling 1. Er zijn echter geen gerichte contrastmiddel is beschikbaar voor klinische MR kanker moleculaire beeldvorming. Innovatief ontwerp en de ontwikkeling van gerichte MRI-contrastmiddelen zou in grote mate bij de toepassing van MR kanker moleculaire beeldvorming. Aanzienlijke inspanningen geleverd om gerichte contrastmiddelen voor MRI van de biomarkers op het oppervlak van kankercellen. Door de relatief lage gevoeligheid van MRI en lage concentratie van deze biomarkers, het is een uitdaging om voldoende contrast enhancement te genereren voor een effectieve MR moleculaire beeldvorming met behulp van kleine moleculaire gerichte contrastmiddelen 2,3. Om voldoende versterking te verkrijgen, verschillende afgiftesystemen such als liposomen, nanodeeltjes en polymeerconjugaten met een hoog laadvermogen van paramagnetische Gd (III) chelaten zijn opgesteld om de lokale concentratie van contrastmiddelen verhogen op het doel plaatsen 4,5. Hoewel deze systemen konden significante tumor verbetering in diermodellen genereren hun grote afmetingen resulteerde in langzame en onvolledige verwijdering uit het lichaam, waardoor langdurige accumulatie van toxische Gd (III)-ionen, wat kan leiden tot ernstige veiligheidsproblemen 6. Onlangs hebben sommige studies aangetoond dat de beperkingen van MRI voor moleculaire beeldvorming kan worden overwonnen door selectie van de juiste moleculaire biomarkers met hoge lokale expressie in de laesies en met kleine moleculaire middelen die gemakkelijk kunnen worden uitgescheiden 7,8. Het belangrijkste kenmerk van deze middelen is dat ze gericht moleculaire merkers overvloedig aanwezig is in de aangetaste weefsels met weinig aanwezigheid in normale weefsels. Een hoge concentratie contrastmiddelen kunnen binden aan deze doelstellingen, resulterend in voldoendedoende contrast enhancement voor een effectieve MR moleculaire beeldvorming. Omdat de afmetingen ervan kleiner dan de renale filtratie drempel kan ongebonden contrastmiddelen gemakkelijk worden uitgescheiden uit het lichaam met verminderde achtergrondruis. We hebben een universele kanker-gerelateerde biomarker, clotted plasma-eiwitten, die overvloedig aanwezig in tumorstroma geselecteerd, en zijn zelden aanwezig in normale weefsels 9. We gesynthetiseerd gerichte contrastmiddel met een kleine gericht peptide CGLIIQKNEC (CLT1), die een sterke specifieke binding aan de PC3 prostaat tumormodel 10, en vier Gd-DOTA monoamide chelaten toonde. Hier bieden we een methodologie voor MR kanker moleculaire beeldvorming om tumoren op te sporen bij muizen.

<table><tbody><tr><td colspan="4">REAGENTS</td></tr><tr><td>Fmoc beschermde aminozuren</td><td>EMD Chemicals Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DOTA-tris(t-Bu)</td><td>TCI America</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PyBOP, HOBt, HBTU</td><td>Nova Biochem</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DIPEA, Thallium(III) trifluoracetaat, TIS</td><td>Sigma-Aldrich Corp.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Texas Red, succinimide-ester, enkele isomeer</td><td>Invitrogen</td><td>T20175</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">EQUIPMENTS</td></tr><tr><td>Agilent 1100 HPLC-systeem</td><td>Agilent</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ZORBAX 300SB-C18 PrepHT-kolom</td><td>Agilent</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ICP-&#8211;S Optima 3100XL</td><td>Perkin-Elmer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MALDI-TOF-massaspectrometer</td><td>Bruker</td><td>AutoflexTM Speed</td><td></td></tr><tr><td>Maestro FLEX In Vivo Beeldvormingssysteem</td><td>Cambridge Research Instrumentation, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biospec 7T MRI-scanner</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

mr molecular imaging van prostaatkanker met een kleine moleculaire clt1 peptide gerichte contrastmiddel

MR Molecular Imaging of Prostate Cancer with a Small Molecular CLT1 Peptide Targeted Contrast Agent

Tumor extracellulaire matrix overvloed aan kanker gerelateerde eiwitten die kunnen worden gebruikt als biomarkers voor kanker moleculaire beeldvorming. In dit werk hebben we aangetoond effectief MR kanker moleculaire beeldvorming met een kleine moleculaire peptide gerichte Gd-DOTA monoamide complex als een gerichte MRI-contrastmiddel specifiek voor clotted plasma-eiwitten in de tumor stroma. We voerden het experiment van de doeltreffendheid van het middel voor niet-invasieve detectie van prostate tumor met MRI in een muis orthotope PC-3 prostaatkanker model. De beoogde contrastmiddel effectief was aanzienlijke verbetering tumor contrast produceren tegen een lage dosis van 0,03 mmol Gd / kg. De peptide gerichte MRI-contrastmiddel is veelbelovend voor MR moleculaire beeldvorming van de prostaat tumor.

Figuur 1 toont de synthese van de gerichte contrastmiddel CLT1-dl-(Gd-DOTA) 4 en de algemene opzet van het experiment. CLT1-dl-(Gd-DOTA) 4 shows veel hoger relaxatie dan klinische Gd-DOTA (tabel 1). Op 1,5 T, de T1 relaxiviteit per gadolinium van CLT1-dl-(Gd-DOTA) 4 in PBS (pH 7,4) is ongeveer 3 maal hoger dan die van Gd-DOTA 10. Maestro beeldvorming bevestigt de sterke specifieke binding van met Texas rood gemerkte CLT1 (CLT1-TR) naar tumor met wei...

MR kanker moleculaire beeldvorming aantonen met een kleine peptide gerichte MRI-contrastmiddel specifiek voor clotted plasma-eiwitten in tumor stroma in een muizen prostaatkanker model.

MR Molecular imaging van prostaatkanker met een kleine moleculaire CLT1 Peptide Gerichte contrastmiddel

Tumor extracellular  matrix has abundance of cancer related proteins that can be used as biomarkers  for cancer molecular imaging. In this work,  we ...

Het algemene doel van deze procedure is het uitvoeren van moleculaire beeldvorming van prostaatkanker bij muizen met behulp van een veilig en effectief peptide-contrastmiddel via magnetische resonantie of MR-moleculaire beeldvorming. Eerst wordt de succesvolle ontwikkeling en de juiste grootte van orthotope prostaattumoren geverifieerd in het prostaattumor-muismodel. Vervolgens wordt de tumorbindingsspecificiteit van het peptide bevestigd met fluorescentiebeeldvorming en histologie in het orthotope prostaatkankermodel bij muizen.Vervolgens wordt het doelgerichte middel of het controlemiddel geïnjecteerd na de acquisitie van de baseline MR-beelden vóór de injectie. Ten slotte worden contrastversterkte MR-beelden opgenomen op verschillende tijdstippen gedurende maximaal 30 minuten. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen waaruit blijkt dat het CLT one peptide-doelgerichte RI-contrastmiddel effectief kan zijn voor de specifieke detectie van prostaattumoren via moleculaire MR-beeldvormingstechnieken.Het belangrijkste voordeel van moleculaire MRI met gerichte MI-contrastmiddelen ten opzichte van bestaande technologieën, zoals MRI en PET-MRI met klinische contrastmiddelen, is dat deze technologie effectieve, verbeterde beelden van prostaattumoren met een hoge resolutie kan leveren als een enkele beeldgevingsmodaliteit. Dit zullen we hier demonstreren. Effectieve moleculaire MRI van prostaattumoren kan worden bereikt door overvloedige biomarkers in de extracellulaire matrix van de tumor te selecteren en kleine, moleculaire gerichte MI-contrastmiddelen te gebruiken. Goede vaardigheden in dierbehandeling, canulatie van de staart en MRI zijn tevens cruciaal voor het verkrijgen van hoogwaardige MR-beelden van tumoren. Synthetiseer de GD DOTA mono-amidecomplexen met behulp van standaard vaste-fase peptidensynthese en karakteriseer deze vervolgens zoals hier geïllustreerd. Nadat een PC 3G FP prostaattumormodel bij dieren is gegenereerd volgens het tekstprotocol, worden de muizen geanestheseerd met 2% isofluorine in zuurstof in een inductiekamer en wordt er een knijptest bij de staart uitgevoerd om de sedatie te verifiëren.Gebruik vervolgens een fluorescentie-imager om de aanwezigheid van tumoren in de muis te verifiëren. Injecteer 10 mol per muis van met Texas red gelabelde peptiden in de tumorhoudende muizen. Twee uur later, na het offeren van de muizen door cervikale dislocatie, verzamelt u de tumor en de belangrijkste organen en beeldt u deze onmiddellijk af met een fluorescentie-imager.Fixeer vervolgens de tumorweefsels met formaline en maak cryosneden van vijf micrometer, waarna het weefsel wordt gemonteerd met een druppel DPI-houdend montagemedium. Beeld de coupes vervolgens af met behulp van confocale laserscanmicroscopie. Ongeveer vier weken na inoculatie zouden de tumoren een diameter van 0,3 tot 0,6 centimeter moeten hebben bereikt. Anestheseer de muis met 2% isofluraan in zuurstof in een inductiekamer, breng oogzalf aan om de ogen van de muis vochtig te houden en voer een knijptest in de staart uit om de sedatie te verifiëren.Plaats vervolgens een naald met gauge 30 in een één meter lange slang gevuld met gehepariniseerde zoutoplossing. Plaats daarna de zelfgemaakte katheter in de staartvene van de muis met behulp van een 70 MRI-scanner met een volumetrische radiofrequentiespoel. Plaats de muis in de magneet, bevestig vervolgens een neuskegel en dien 1,5% isofluoraan in zuurstof toe om de frequentie en diepte van de ademhaling te bewaken.Plaats een respiratiesensor die is verbonden met een monitoringsysteem op de buik van het dier. Houd de lichaamstemperatuur van het dier op 37 °C door een constante toevoer van warme lucht in de magneet. Plaats het dier vervolgens in de MRI om de locatie van de tumor te identificeren.Begin met sagittale sectiebeelden met behulp van een lokalisatie-sequentie. Gebruik vervolgens een twee DT one weighted gradiënt vetonderdrukkingssequentie om 2D axiale beelden te verkrijgen voor contrastversterkte of CE MRI. Na het verkrijgen van baselinebeelden van de tumor begint men met het injecteren van het gerichte agens of het controle-agens in een dosis van 0,03 millimol gadolinium per kilogram.Ga door met het verkrijgen van CE MRI-beelden op verschillende tijdstippen gedurende maximaal 30 minuten om de gehele tumor volledig te bestrijken en hiervan beelden vast te leggen. Verzamel 12 coupes nadat de beeldvorming is voltooid, euthaniseer het dier met koolstofdioxide en analyseer en verwerk de beelden volgens het tekstprotocol zoals hier getoond; Maestro-beeldvorming bevestigt de sterke specifieke binding van Texas red-gelabelde CLT one aan de GFP PC three-tumor, met weinig binding aan normale organen en weefsels. Daarentegen vertoont het niet-specifieke scrambled peptide zeer weinig tumorbinding.Deze figuur toont typische contrastversterkte T1-gewogen beelden vóór en na injectie. Het gerichte agens resulteert in een sterkere en langdurigere contrastversterking in tumorweefsel vergeleken met niet-gerichte, gescrambelde agens. De contrastversterking in de blaas neemt geleidelijk toe in de tijd, wat aangeeft dat de contrastmiddelen via renale filtratie werden uitgescheiden.Kwantitatieve signaalanalyse onthult dat het gerichte middel tot 30 minuten een significantere signaalversterking in het tumorweefsel produceerde dan het controlemiddel. De biodistributiestudie laat zien dat het middel twee dagen na injectie een minimale gadoliniumretentie vertoont in de belangrijkste organen en weefsels. Onze voorlopige resultaten tonen aan dat CLT one gerichte MRI-contrastmiddelen specifiek naar de tumor kunnen worden afgeleverd bij een relatief lage dosis.We hebben hier aangetoond dat effectieve moleculaire MRI van prostaatkanker kan worden bereikt door een geschikte, overvloedige biomarker in de tumoromgeving te selecteren en gebruik te maken van een klein moleculair gericht MRI-contrastmiddel. Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht hebben in het ontwikkelen van geschikte technieken voor effectieve moleculaire MRI van kleine maligne tumoren in diermodellen met behulp van een gericht MRI-contrastmiddel.

mr-molecular-imaging-prostate-cancer-with-small-molecular-clt1

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Diffuse fluorescentie tomografie biedt een relatief goedkope en potentieel hoge hele benadering van de...

Computed Tomography-begeleide tijd-domein Diffuus fluorescentie tomografie in kleine dieren voor het lokaliseren van Cancer Biomarkers

This video demonstrates a technique involving a radioimmunoconjugate for the in vivo imaging of a tumor in a mouse model. Upon injection of the radioimmunoconjugate, the antibodies of the conjugate bind to a specific membrane antigen on the cancer cells. The radiotracer of the conjugate emits positrons that interact with neighboring electrons to produce energy, which is detected by a positron emission tomography (PET) scanner to create an image of the tumor.

An In Vivo PET Imaging Technique to Detect Tumors in a Murine Model Using Radiolabeled Antibodies

De bioorthogonale inverse elektrone-vraag Diels-Alder cycloadditie is gebruikt om een effectieve en modulaire pretargeted PET-beeldvormingsstrategie voor kanker te creëren. In dit protocol worden de stappen van deze methodologie beschreven in de context van een modelsysteem dat gebruikmaakt van het op colorectale kanker gerichte antilichaam huA33 en een 64Cu-gelabelde radioligand.

Het benutten van de Bioorthogonal Inverse Electron Demand Diels-Alder Cycloadditiereacties voor Pretargeted PET Imaging

Immunohistochemmie is een krachtige laboratoriumtechniek voor het evalueren van eiwitlokalisatie en -expressie in weefsels. Huidige semi-automatische methoden voor kwantificering introduceren subjectiviteit en leiden vaak tot onherhaalbare resultaten. Hier beschrijven we methoden voor multiplexte immunohistochemmie en objectieve kwantificering van eiwitexpressie en co-lokalisatie met behulp van multispectrale beeldvorming.

Kwantificering van eiwitexpressie en Co-localisatie behulp multiplexverzending Immuno-histochemische kleuring en multispectrale

Dynamische nucleaire polarisatie met daaropvolgende oplossing van het monster heeft real-time studies van metabolisme in biologische systemen mogelijk gemaakt. Gehyperpolariseerd [1-13C]pyruvaat werd gebruikt om lactate dehydrogenase-activiteit te bestuderen in een prostaatcarcinoom-cellijn in vitro.

hypergepolariseerde 13 C Metabolic magnetische resonantie spectroscopie en beeldvorming

Het doel van dit protocol is om aan te tonen van de intra-prostaat injectie van prostaat kankercellen, met latere castratie. Orthotopic preklinische modellen van androgeen-afhankelijke en castratie-resistente prostaatkanker zijn cruciaal voor het bestuderen van de ziekte in het kader van een klinisch relevante tumor communicatie en een immunocompetent host.

Een bioluminescente en fluorescerende Orthotopic Syngeneic lymfkliertest Model van androgeen-afhankelijke en castratie-resistente prostaatkanker

Dit artikel beschrijft de radiosynthese, formulering, kwaliteitscontrole van een nieuwe radioactief gelabelde sonde (d.w.z. 68Ga-gelabelde nanobody NM-02) en het gebruik ervan voor PET/CT-beeldvorming bij kleine dieren in een xenotransplantaatmodel.

Radiosynthese, kwaliteitscontrole en positronemissietomografie bij kleine dieren Beeldvorming van 68Ga-gelabelde nanomoleculen

Prostaatbiopsie is de gouden standaard diagnostische methode voor prostaatkanker. Cognitieve fusiegeleide prostaatbiopsie, die transrectale echografie combineert met vooraf gemeten MRI-parameters, verbetert de nauwkeurigheid van de biopsie en verbetert het detectiepercentage van klinisch significante prostaatkanker.

Een cognitief fusiegeleide prostaatbiopsie met behulp van multiparametrische magnetische resonantiebeeldvorming en transrectale echografie

Overbehandeling wordt vaak toegediend aan patiënten met prostaatkanker met een laag risico; Superactieve surveillance kan een dergelijke overbehandeling helpen voorkomen.

Een nieuwe techniek voor de behandeling van prostaatkanker met een laag risico - superactieve bewaking

Dit onderzoek beschrijft het geautomatiseerde proces voor de productie van [68Ga]Ga-3BP-3940 met de GAIA V2-synthesizer, voor PET-beeldvorming van fibroblastactiveringseiwit. Ook worden de resultaten gepresenteerd van kwaliteitscontroletests die zijn uitgevoerd op drie testbatches.

Geautomatiseerde bereiding van [68Ga]Ga-3BP-3940 op een synthesemodule voor PET-beeldvorming van de tumormicro-omgeving

Leer moleculaire MRI-beeldvorming van prostaatkanker met een CLT1-peptide-gestuurd contrastmiddel in muizen. Deze methode verbetert de detectie van tumoren met hoge specificiteit.

MR Molecular imaging van prostaatkanker met een kleine moleculaire CLT1 Peptide Gerichte contrastmiddel

Meer video's verkennen