Tutaj demonstrujemy protokół użycia pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) 16α-[18F]-fluoro-17β-estradiolu (18F-FES) jako narzędzia do wizualizacji ekspresji ERα w ERα-dodatnich ksenograftach piersi.
Artykuł metodologiczny
Tutaj demonstrujemy protokół użycia pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) 16α-[18F]-fluoro-17β-estradiolu (18F-FES) jako narzędzia do wizualizacji ekspresji ERα w ERα-dodatnich ksenograftach piersi.
Aby zademonstrować, w jaki sposób ksenoprzeszczepy raka piersi z dodatnim receptorem estrogenowym alfa (ERα) mogą być wizualizowane u nagich myszy BALB/c za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) 16α-[18F]-fluoro-17β-estradiolu (18F-FES), nagim myszom BALB/c po owariektomii wstrzyknięto ERα-dodatnie komórki raka piersi (MCF-7, 3 × 106 komórek; ramię [n = 10] lub 4th pachwinowa poduszeczka tłuszczowa sutka [n = 10]) lub ERα-ujemne komórki raka piersi (MDA-MB-231, 1 × 106 komórek; poduszeczka tłuszczowa sutka [n = 5]). Myszy z komórkami MCF-7 otrzymały podskórne zastrzyki 20 μg 17β-estradiolu (20 μg/20 μL; olej kukurydziany: etanol, 9:1) w kark 2 dni przed wstrzyknięciem komórek, a następnie codzienne zastrzyki pięć razy w tygodniu przez 5 tygodni. Objętość guza mierzono według wzoru: (L*W2)/2 (L; długość, W; szerokość). Gdy objętość guza osiągnęła około 100 mm3, wstrzyknięcia 17β-estradiolu zostały wstrzymane 2 dni przed otrzymaniem myszy 18F-FES do obrazowania PET, aby uniknąć konkurencyjnego wiązania z ERα. Po podaniu 18F-FES przez boczną żyłę ogonową, PET/MRI wykonywano przez 15 minut po 1 godzinie do 1,5 godziny po wstrzyknięciu. Rozdział 18Nie zaobserwowano wychwytu F-FES u myszy z ujemnym ERα MDA-MB-231 z nowotworem. Rozdział 18Wychwyt F-FES był najbardziej wyraźny u myszy z guzami MCF-7 w ramieniu. W guzach MCF-7 rosnących w pachwinowej poduszce tłuszczowej sutka, wychwyt 18F-FES był mniej widoczny, ponieważ wzorzec wydalania jelitowego 18F-FES zasłaniał radioaktywność wykrywalną w tych guzach. Aby użyć 18F-FES PET jako narzędzia do wizualizacji ERα ekspresji ERα w ERα-dodatnich ksenoprzeszczepach piersi, wykazujemy, że widoczność wychwytu 18F-FES jest wyraźna w guzach zlokalizowanych z dala od obszaru brzucha myszy, takich jak ramię.
Rak piersi (BC) można podzielić na różne podtypy molekularne1. Guzy piersi, które są klasyfikowane jako podtyp luminalny, nadekspresja receptora estrogenowego alfa (ERα). W związku z tym ten podtyp BC jest również określany jako ERα-dodatni (ERα+). Na szczęście osoby, u których zdiagnozowano ERα+ BC, doświadczają najwyższego 10-letniego przeżycia w połączeniu z niskimi wskaźnikami odległych przerzutów2,3. Ze względu na ekspresję ERα tacy pacjenci mają dostęp do zbioru opcji terapii hormonalnej, w tym selektywnych modulatorów receptora estrogenowego (SERM), leków antyestrogenowych i inhibitorów aromatazy4.
Aby ocenić, czy pacjentka z rakiem piersi kwalifikuje się do terapii hormonalnej, należy określić poziomy ekspresji ERα w guzach piersi5,6,7. Chociaż złotym standardem testowania jest przeprowadzanie przy użyciu metod immunohistochemicznych (IHC), wiele raportów zwraca uwagę na kwestię zarówno odtwarzalności, jak i wiarygodności uzyskanych wyników6,8,9. IHC może powodować niezgodność wyników, ponieważ technika ma charakter półilościowy, gdzie różnice w przetwarzaniu tkanek i późniejszej interpretacji mogą prowadzić do zmienności6. Aby rozwiązać ten powtarzający się problem, w 2010 r. ustalono wytyczne i zaktualizowano je w 2020 r. przez Amerykańskie Towarzystwo Onkologii Klinicznej z zamiarem zmniejszenia zmienności między obserwatorami10. Obecnie klinicznie potwierdzone odcięcie wynosi ≥1%, przy czym ekspresja ERα nawet przy bardzo małych poziomach ekspresji wykazuje klinicznie znaczące korzyści przy użyciu terapii endokrynologicznej11.
W zaawansowanym BC, ekspresja ERα może różnić się między przerzutami a guzem pierwotnym. Niektóre obserwacje wskazują na 18%-55% rozbieżności w poziomach ekspresji ERα między zmianami przerzutowymi a guzem pierwotnym, wskazując na znaczenie określenia statusu ERα przerzutów BC 12. Aby temu zaradzić, wytyczne podkreślają znaczenie potwierdzania statusu receptorów hormonalnych w zmianach przerzutowych w celu opracowania świadomych planów leczenia13,14. Jednak wykonalność tego jest wątpliwa, szczególnie w przypadku metod IHC, biorąc pod uwagę, że przerzuty mogą istnieć w miejscach, z których trudno jest pobrać biopsje.
Metody obrazowania molekularnego stały się podstawowymi narzędziami do wykrywania i wizualizacji zmian nowotworowych u pacjentów z rakiem. W szczególności obrazowanie za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) wymaga użycia znaczników, a dokładniej radiofarmaceutyków, które mają na celu wykorzystanie pewnych cech nowotworów z zamiarem nieinwazyjnej wizualizacji tych zmian. Najpowszechniejszym znacznikiem PET stosowanym w onkologii jest 18F-fluorodeoksyglukoza (18F-FDG)15. W tym badaniu badamy zastosowanie znakowanej radioaktywnie formy estradiolu, 18F-fluoroestradiolu (18F-FES). Estradiol - ligand ERα - jest hormonem wytwarzanym głównie przez jajniki u kobiet16. Rozdział 18F-FES został niedawno zatwierdzony przez Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) i jest sprzedawany jako CeriannaTM. Ten środek do obrazowania jest przeznaczony do stosowania jako uzupełnienie biopsji u pacjentów z nawracającymi lub przerzutowymi BC17. Obrazowanie PET całego ciała za pomocą 18F-FES może być stosowane jako nieinwazyjna metoda wykrywania poziomów ERα zarówno w guzie pierwotnym, jak i w odległych przerzutach w regionach, z których trudno jest uzyskać biopsje18. Przewidywanie poziomów ERα przy użyciu obrazowania 18F-FES PET koreluje z wynikami IHC, a co więcej, niewielka lub żadna detekcja ERα przy użyciu obrazowania 18F-FES PET jest wiarygodnym predyktorem nowotworów, które prawdopodobnie nie zareagują na terapię hormonalną18. Aby zapewnić właściwe wykorzystanie 18F-FES w klinice, wytyczne zostały sformułowane w drodze konsensusu przez ekspertów w tej dziedzinie19. W tym badaniu oceniamy zastosowanie 18F-FES PET w przedklinicznych modelach raka piersi u myszy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie badania na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Komitet Etyki Zwierząt Szpitala w Austin (A2023/05812) i przeprowadzone zgodnie z Australijskim Kodeksem opieki i wykorzystywania zwierząt do celów naukowych.
1. Przygotowanie komórek
2. Wstrzyknięcie komórek myszom po owariektomii
3. Przygotowanie roztworu estradiolu
4. Podskórne wstrzyknięcie roztworu estradiolu
5. 18Obrazowanie F-FES PET i MRI myszy po owariektomii
UWAGA: Używaj sprzętu ochronnego podczas pracy z radioaktywnością. Podczas obchodzenia się z promieniotwórczością należy przestrzegać wszystkich obowiązujących procedur regulacyjnych.
6. Pobieranie i utrwalanie tkanki nowotworowej do immunohistochemii
7. Immunohistochemia do wykrywania receptora estrogenowego alfa (ERα)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Aby określić lokalizację, dla której guzy ERα mogą być wyraźnie wizualizowane za pomocą 18F-FES PET, w tym badaniu wykorzystano trzy kohorty myszy po owariektomii (Rysunek 1). Dwóm grupom myszy wstrzyknięto komórki MCF-7 - linię komórkową ERα dodatniego raka piersi - albo IMF, albo w ramię. Jako kontrolę negatywną, innej kohorcie myszy wstrzyknięto komórki MDA-MB-231, powszechnie stosowaną potrójnie ujemną linię komórkową raka piersi, która nie wykazuje ekspresji ERα (Ry...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym miejscu opisujemy przydatność 18F-FES PET/MRI w wykrywaniu nowotworów piersi charakteryzujących się ekspresją ERα. Jako przykład pokazujemy, że jednym z miejsc, w których można uwidocznić guzy ERα-dodatnie, jest ramię myszy - guzy te można wyraźnie zidentyfikować na podstawie wychwytu 18F-FES, w porównaniu z guzami zlokalizowanymi w 4. pachwinowej poduszce tłuszczowej sutka (ryc. 4). Rozdział 18Wychwyt F-FES nie był widoczny w guzach MDA-MB-2...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez National Breast Cancer Foundation (IIRS-22-071). Przyjmujemy do wiadomości Program Wsparcia Infrastruktury Operacyjnej rządu stanu Wiktoria. Badania te zostały również przeprowadzone przy użyciu Solid Target Laboratory, partnerstwa ANSTO-Austin-LICR, wspieranego również przez National Imaging Facility i rząd stanu Wiktoria. Autorzy doceniają naukową i techniczną pomoc National Imaging Facility, zdolności National Collaborative Research Infrastructure Strategy (NCRIS), w węźle La Trobe-ONJCRI, Olivia Newton-John Cancer Research Institute (ONJCRI). Rysunki 1 i 3 zostały wykonane za pomocą BioRender.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 2,5% Trypsyna (10x) | Gibco | 15090-046 | |
| 27 G x 13 mm 0,5 mL strzykawka insulinowa | Terumo | SS*05M2713KA | Do wstrzykiwań komórkowych |
| 29 G x 13 mm 0,5 ml strzykawka insulinowa | Terumo | SS*05M2913KA Do | wstrzykiwań estradiolu |
| 30% H2O2 | Chem-Supply | HA154 | Rozcieńczony do 3% roztworu roboczego za pomocą woda destylowana |
| Olej kukurydziany | Sigma | C8267 | |
| DAB Substrate Kit | Abcam | ab64238 | |
| Dako anti-rabbit-HRP, 110 mL | Aligent-Dako | K4003 | Przeciwciało wtórne stosowane w IHC |
| DMEM/F-12 Medium | Gibco | 11320033 | |
| Kalibrator dawki | Capintec | 5130-3216 | |
| Estradiol | Sigma | E2758 | |
| Receptor estrogenowy i alfa; (D8H8) Technologia | sygnalizacji komórkowej | # 8644 | Przeciwciało pierwotne używane do IHC |
| FBS | Bovogen | SFBS | |
| Element grzewczy (lampa na podczerwień) | Amcal | 12400 | Do rozszerzenia żył ogonowych |
| Matrigel | Corning | 356225 | |
| MultiCell 4-kanałowy zestaw monitorujący do komory obrazowania myszy potrójnej lub poczwórnej Mediso | PR-MC900200 | Do monitorowania oddychania myszy | |
| NanoScan PET/MRI 3T System | Mediso | PR-RD000000 | Do akwizycji PET/MRI |
| PBS (1x) | Gibco | 14190-144 | |
| TBST | ThermoFisher | #28360 | Bufor płuczący do |
| komory obrazowania IHC Trzy myszy | Mediso | PR-MC407300 | Do akwizycji PET/MRI |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie