W patogenezie przerzutów do kości angiogeneza jest procesem kluczowym, w związku z czym stanowi cel obrazowania i terapii. W niniejszej pracy przedstawiamy szczurzy model miejscowych przerzutów raka piersi do kości oraz opisujemy strategie nieinwazyjnego obrazowania angiogenezy in vivo z wykorzystaniem obrazowania rezonansem magnetycznym, wolumetrycznej tomografii komputerowej i ultrasonografii.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Wielomodalne obrazowanie angiogenezy w modelu przerzutów raka piersi do kości u szczurów nago z wykorzystaniem obrazowania rezonansem magnetycznym, wolumetrycznej tomografii komputerowej i ultradźwięków
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Angiogeneza jest kluczową cechą wzrostu nowotworów i tworzenia przerzutów. W przypadku przerzutów do kości czynniki angiogenne odgrywają zasadniczą rolę w proliferacji komórek nowotworowych w jamie szpiku kostnego, a także w interakcjach między komórkami nowotworowymi a komórkami kostnymi, co prowadzi do lokalnej destrukcji kości. Naszym celem było opracowanie modelu eksperymentalnych przerzutów do kości, który umożliwia ocenę in vivo angiogenezy w zmianach szkieletowych z wykorzystaniem nieinwazyjnych technik obrazowania.
W tym celu wstrzyknięto 105 ludzkich komórek raka piersi MDA-MB-231 do tętnicy brzusznej powierzchownej, co zapobiega wzrostowi przerzutów w obszarach ciała innych niż odpowiednia kończyna tylna1. Po 25–30 dniach od inokulacji komórek nowotworowych rozwijają się swoiste dla danego miejsca przerzuty do kości, ograniczone do dystalnej części kości udowej oraz proksymalnych części kości piszczelowej i strzałkowej1. Aspekty morfologiczne i funkcjonalne angiogenezy w przerzutach do kości można badać podłużnie, wykorzystując obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI), wolumetryczną tomografię komputerową (VCT) oraz ultrasonografię (US).
Obrazowanie MRI dostarcza informacji morfologicznych na temat tkanek miękkich w przerzutach do kości, które początkowo ograniczone są do jamy szpiku kostnego, a w miarę progresji przekraczają kość korową. Wykorzystując dynamiczne MRI z kontrastem (DCE-MRI), można uzyskać i ilościowo określić dane funkcjonalne, w tym regionalną objętość krwi, perfuzję oraz przepuszczalność naczyń2-4. Destrukcja kości jest rejestrowana w wysokiej rozdzielczości przy użyciu morfologicznego obrazowania VCT. Dopełniając wyniki MRI, zmiany osteolityczne mogą być zlokalizowane sąsiadując z miejscami wewnątrzszpikowego wzrostu guza. Po podaniu środka kontrastowego angiografia VCT ujawnia architekturę makronaczyń w przerzutach do kości w wysokiej rozdzielczości, a DCE-VCT umożliwia wgląd w mikrokrążenie tych zmian5,6. USG jest stosowane do oceny cech morfologicznych i funkcjonalnych zmian w układzie kostnym ze względu na miejscową osteolizę kości korowej. Przy użyciu technik B-mode i Dopplera można odpowiednio ocenić strukturę oraz perfuzję przerzutów w tkankach miękkich. DCE-US pozwala na obrazowanie w czasie rzeczywistym unaczynienia w przerzutach do kości po wstrzyknięciu mikropęcherzyków7.
Podsumowując, w modelu specyficznych dla danej lokalizacji przerzutów raka piersi do kości, multimodalne techniki obrazowania, w tym MRI, VCT i US, dostarczają komplementarnych informacji na temat morfologii i parametrów funkcjonalnych angiogenezy w tych zmianach szkieletowych.
Protokół
1. Hodowla komórkowa
- Hodować komórki raka piersi człowieka MDA-MB-231 (American Type Culture Collection) w medium RPMI-1640 (Invitrogen, Niemcy) uzupełnionym o 10% FCS (Sigma, Niemcy). Wszystkie hodowle utrzymywać w standardowych warunkach (37 °C, atmosfera nawilżona, 5% CO2) i pasażować komórki 2-3 razy w tygodniu, aby utrzymać je w fazie wzrostu logarytmicznego. W przypadku opisanego poniżej modelu zwierzęcego nie ma potrzeby stosowania linii podpochodnych komórek MDA-MB-231 specyficznych dla kości, ponieważ odsetek przyjęcia nowotworu przekracza 90%1.
- Zbić pod-konfluente komórki nowotworowe po zastosowaniu 2 mM EDTA w PBS....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Zaprezentowana tutaj metoda indukowania eksperymentalnych przerzutów do kości, w połączeniu z procedurami obrazowania, umożliwia podłużną obserwację zmian litycznych u szczurów nago. W naszym modelu komórki ludzkiego raka piersi MDA-MB-231 są wstrzykiwane do SEA, czyli anastomozy pomiędzy tętnicą biodrową (poprzez pień pachwinowo-brzuszny) a tętnicą udową. W konsekwencji przepływ krwi do zaopatrywanego obszaru stawu kolanowego zostaje zachowany po podwiązaniu SEA. Zalety tego modelu w porównaniu z uznanymi modelami przer.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Nie zgłoszono żadnych konfliktów interesów.
Podziękowania
Praca ta była wspierana przez Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB-TR 23 i SFB-TR 79, T.B. oraz D.K.). Autorzy chcieliby podziękować Renate Bangert, Karin Leotta i Lisa Seyler za doskonałą pomoc techniczną.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| ludzkie komórki raka piersi MDA-MB-231 | American Type Culture Collection | HTB-26 | |
| RPMI-1640 | Invitrogen | 61870 | |
| FCS | Invitrogen | 10270 | |
| Trypsyna-EDTA | Invitrogen | 25300 | |
| Karprofen Rimadyl | Pfizer Pharma GmbH | PZN 110208 | |
| Magnevist | Bayer-Schering | PZN 6961516 | |
| Imeron 400 MCT | Bracco | PZN 228654 | |
| SonoVue | Bracco | PZN 1567358 | |
| Papaveryna | Alfa Aesar | L 04152 | |
| Izofluran | Baxter Internationl Inc. | HDG 9623 | |
| Symphony (Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego) | Siemens AG | ||
| Volume CT (Wolumetryczna tomografia komputerowa) | Siemens AG | ||
| Acuson Sequioa 512 (Ultradźwięki) | Siemens-Acuson |
Bibliografia
- Bäuerle, T. 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. Int. J. Cancer. 115, 177-186 (2005).
- Merz, M., Komljenovic, D., Zwick, S., Semmler, W., Bäuerle, T.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
