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, w której guzy ERα-dodatnie mogą być wyraźnie uwidocznione przy użyciu 18F-FES PET, w badaniu tym wykorzystano trzy kohorty myszy po owariektomii (Rysunek 1). Dwóm grupom myszy wstrzyknięto komórki MCF-7 – linię komórkową raka piersi ERα-dodatnią – odpowiednio do IMF lub w obrębie barku. Jako kontrolę negatywną zastosowano kolejną kohortę myszy, której wstrzyknięto komórki MDA-MB-231, powszechnie stosowaną linię komórkową potrójnie ujemnego raka piersi, kt...
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