Name: Obrazowanie luminescencyjne Cerenkov (CLI) do monitorowania terapii nowotworów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-13T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: Poznaj obrazowanie luminescencyjne Cerenkov do monitorowania terapii nowotworów u myszy z ksenotransplantatami H460. Ta metoda oferuje ekonomiczną alternatywę dla PET w badaniach przedklinicznych.

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

Przyznajemy, że wsparcie dla niniejszych badań zapewnili National Cancer Institute (NCI) w ramach grantu R01 CA128908 oraz Stanford Medical Scholar Research Fellowship. Nie zgłoszono żadnych innych potencjalnych konfliktów interesów związanych z tym artykułem.

1. Model nowotworowy
 <ol>
 <li>Hodować komórki H460 (American Type Culture Collection) w pożywce RPMI 1640 uzupełnionej o 10% płodowej surowicy bydlęcej oraz 1% penicyliny/streptomycyny (Invitrogen Life Technologies). Należy zaznaczyć, że wybór linii komórkowych, pożywek hodowlanych, miejsc inokulacji, liczby ksenoprzeszczepów na mysz oraz inne kwestie powinny być dostosowane do celów konkretnego badania. W tym przypadku przedstawiamy jedynie jeden konkretny projekt badawczy w celu ilustracji.</li>
 <li>Utrzymywać linie komórkowe w atmosferze nawilżonej z 5% CO2 w temperaturze 37 °C i wymieniać pożywkę na świeżą co drugi dzień.</li>
 <li>Po utworzeniu się monowarstwy komórek o 75% konfluencji, odłączyć monowarstwę za pomocą trypsyny i zdysocjować komórki do zawiesiny jednokomórkowej w celu dalszej hodowli.</li>
 <li>Zawiesić około 1 × 106 komórek H460 w soli fizjologicznej z buforem fosforanowym (PBS; Invitrogen) i zaimplantować podskórnie w lewym i prawym barku myszy nude (samice myszy nude atymiczne (nu/nu), w wieku 4 - 6 tygodni, Charles River Laboratories, Inc.). </li>
 <li>Pozostawić guzy do urośnięcia do objętości 150 - 200 mm3. W przypadku ksenoprzeszczepów guzów H460 osiągnięcie takiej wielkości zajmuje około 2 tygodni. Do monitorowania wielkości guzów stosuje się standardowy pomiar suwmiarką.</li>
 <li>Gdy guzy osiągną optymalną wielkość, myszy z guzami są gotowe do rozpoczęcia leczenia oraz obrazowania in vivo za pomocą PET i CLI.</li>
 </ol>
 2. PET
 <ol>
 <li>Przeprowadź badania PET zgodnie z poniższym harmonogramem lub jego wariantem, w zależności od konkretnego projektu (Rysunek 1)12. Na opracowanie harmonogramu może wpływać szereg czynników, w tym między innymi wybór linii komórkowych ksenoprzeszczepów nowotworowych, leków przeciwnowotworowych oraz schematów dawkowania. W tym miejscu przedstawiamy tylko jeden konkretny harmonogram obrazowania. Badania CLI należy przeprowadzić zgodnie z tym samym harmonogramem co badania PET, przy czym CLI wykonuje się bezpośrednio po odpowiadającym mu badaniu PET. Należy również zaznaczyć, że celem badań PET jest przede wszystkim walidacja wyników CLI. W przypadku użytkowników, którzy chcą wykorzystać instrumenty OI wyłącznie do obrazowania sond znakowanych izotopowo, badanie PET nie jest konieczne. Jeśli jednak pożądana jest walidacja za pomocą PET, należy podkreślić, że instrumenty PET i CLI muszą znajdować się w bardzo bliskiej odległości, aby walidacja zakończyła się sukcesem ze względu na krótki okres półtrwania 18F (109,77 min).</li>
 <li>Podziel myszy na grupy badawcze i kontrolne (n ≥ 3 w każdej). Myszy w grupie badawczej poddaj leczeniu poprzez 2 iniekcje bevacizumabu w dawce 20 mg/kg w dniu 0 i 2. Dzień 0 definiuje pierwsza iniekcja. Należy pamiętać, że w dniu -1 należy przeprowadzić skan wstępny za pomocą PET i CLI.</li>
 <li>Badanie PET małych zwierząt u myszy z nowotworem należy przeprowadzić przy użyciu skanera dla modeli gryzoni R4 (Siemens Medical Solutions USA, Inc.).</li>
 <li>Zanurz wszystkie myszy w znieczuleniu 2% izofluranu (Aerrane; Baxter) i wstrzyknij 3'-deoksy-3'-18F-fluorotymidynę (18F-FLT; 7,3 - 8,0 MBq [198 - 215 μCi]) do żyły ogonowej. Sondę PET należy rozcieńczyć w PBS przed iniekcją.</li>
 <li>Po 1 h ponownie znieczul myszy, a następnie umieść znieczulone zwierzęta w pozycji brzusznej w pobliżu centrum pola widzenia skanera PET dla małych zwierząt.</li>
 <li>Wykonaj trzy minutowe skany statyczne i zrekonstruuj obrazy za pomocą dwuwymiarowego algorytmu oczekiwania maksymalnego z uporządkowanymi podzbiorami (OSEM). Korekcja tła nie jest konieczna.</li>
 <li>Wyznacz obszary zainteresowania (ROI; 5 pikseli dla przekrojów czołowych i poprzecznych) nad nowotworami na obrazach czołowych całego ciała skorygowanych o rozpad izotopu. Wyznacz maksymalną liczbę zliczeń na piksel na minutę z ROI i przelicz na zliczenia na mililitr na minutę, korzystając ze stałej kalibracyjnej. Przy założeniu gęstości tkanki 1 g/ml, przelicz ROI na zliczenia na gram na minutę. Wyznacz wartości %ID/g pochodzące z ROI obrazu, dzieląc zliczenia na gram na minutę przez dawkę wstrzykniętą. Korekcja tłumienia nie jest konieczna.</li>
 </ol>
 3. CLI
 <ol>
 <li>CLI należy przeprowadzić przy użyciu systemu IVIS Spectrum (Caliper Life Sciences). Pozyskiwanie i analiza obrazów powinny być wykonane za pomocą oprogramowania Living Image 3.0 (Caliper Life Sciences). Obrazowanie spektralne z rozdzielczością długości fali należy przeprowadzić przy użyciu 18-elementowego zestawu filtrów emisji wąskopasmowej (490 - 850 nm). Ponownie, w przypadku każdej myszy, należy wykonać CLI bezpośrednio po PET, aby zminimalizować stopień rozpadu promieniotwórczego, jeśli badania PET są uwzględnione w protokole.</li>
 <li>Umieścić zwierzęta w komorze światłoszczelnej w znieczuleniu izofluranem. W celu zwiększenia przepustowości można umieścić jednocześnie kilka myszy.</li>
 <li>Pozyskać obrazy przy czasie ekspozycji 3 min (f/stop=1, binning=4). Do pozyskiwania wszystkich obrazów należy zastosować te same ustawienia oświetlenia (napięcie lampy, filtry, f/stop, pola widzenia, binning). Do obliczenia natężenia sygnału tkanki tła należy wykorzystać obszar skóry grzbietowej. Znormalizować emisję fluorescencji do wartości fotonów na sekundę na centymetr kwadratowy na steradian (p/s/cm2/sr).</li>
 </ol>
 4. Reprezentatywne wyniki
 Porównanie wizualne obrazów CLI i PET można przeprowadzić w łatwy sposób. Po ujednoliceniu paska skali dla obrazów z tej samej modalności i zestawieniu obrazów CLI oraz PET obok siebie, na tym reprezentatywnym panelu (Rysunek 2A) można zauważyć, że zarówno CLI, jak i PET wykazały znacząco zmniejszone sygnały z ksenoprzeszczepów H460 u myszy leczonych w okresie od czasu przed leczeniem do 3. dnia, co sugeruje istotny efekt terapeutyczny. Dla porównania, u myszy nieleczonych w tym samym okresie czasu obserwowano sygnały od umiarkowanie zwiększonych do niezmienionych (dane nie zostały przedstawione). Już sama inspekcja wizualna pozwala zauważyć dobrą zgodność między kontrastami guzów wizualizowanymi za pomocą CLI i PET. W rzeczywistości korelacja wizualna ta posiada wystarczającą rozdzielczość, aby ukazać centralną martwicę guza wtórną do zastosowanego schematu leczenia przeciwnowotworowego (należy porównać obrazy CLI i PET z 3. dnia). W celu walidacji wyników obrazowania można przeprowadzić analizy ilościowe i analizę korelacji.
 Ilościowa analiza obrazów CLI oraz PET i proste dopasowanie za pomocą regresji liniowej wykazały, że obie metody wykazują rzeczywiście doskonałą korelację (Rysunek 2B, R2=0,9309 dla grupy leczonej badanej za pomocą 18F-FLT). Co istotne, we wszystkich naszych badaniach obrazowych CLI i PET z wykorzystaniem różnych modeli nowotworowych i różnych leków przeciwnowotworowych nachylenia dopasowań są również niezwykle zbliżone, co sugeruje doskonałe dopasowanie regresji liniowej nawet w przypadku zagregowania wszystkich danych (dane nie pokazano). Oba reprezentatywne obrazy zostały zaadaptowane z naszej poprzedniej publikacji12.
 <img src="/files/ftp_upload/4341/4341fig1.jpg" alt="Schemat osi czasu wzrostu guza u myszy obejmujący wstrzykiwanie komórek, leczenie lekiem, PET oraz analizę CLI." data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 1">
 Rycina 1. Schemat projektu eksperymentalnego badań PET i CLI. Guzy wszczepiono obustronnie w okolicy barku i pozwolono im urosnąć do 150-200 mm3, a myszy z guzami poddano obrazowaniu in vivo za pomocą PET i CLI w dniach -1, 1 i 3. Leczenie bevacizumabem przeprowadzono poprzez 2 iniekcje w dawce 20 mg/kg w dniach 0 i 2.
 <img src="/files/ftp_upload/4341/4341fig2.jpg" alt="Schematy obrazowania CLI i PET; wykres obrazowania optycznego w porównaniu do PET; równanie y=0,0005910x+0,1764." data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 2">
 Rysunek 2. (A) Obrazy CLI i PET in vivo myszy z ksenoprzeszczepami H460 leczonych Bevacizumabem przed leczeniem (skan wstępny) oraz po leczeniu (dzień 3). (B) Odpowiadająca analiza ilościowa wyników CLI i PET (n=3) oraz ich korelacje. Obrazy zaadaptowane z (6).<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/4341/4341fig2large.jpg" target="_blank"> Kliknij tutaj, aby wyświetlić większy rysunek</a>.

<ol><li>Weissleder, R., Mahmood, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Molecular imaging.</a> Radiology. 219 (2), 316(2001).</li>
<li>Chen, K., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positron+emission+tomography+imaging+of+cancer+biology%3A+current+status+and+future+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Semin.+Oncol%22%5BJournal%5D)">Positron emission tomography imaging of cancer biology: current status and future prospects.</a> Semin. Oncol. 38 (1), 70(2011).</li>
<li>Solomon, M., Liu, Y., Berezin, M. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+in+cancer+research%3A+basic+principles%2C+tumor+detection%2C+and+therapeutic+monitoring%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Princ.+Pract%22%5BJournal%5D)">Optical imaging in cancer research: basic principles, tumor detection, and therapeutic monitoring.</a> Med. Princ. Pract. 20 (5), 397(2011).</li>
<li>Liu, H., Ren, G., Miao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Optical+Imaging+with+Radioactive+Probes%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Molecular Optical Imaging with Radioactive Probes.</a> PLoS One. 5 (3), e9470(2010).</li>
<li>Robertson, R., Germanos, M. S., Li, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+of+Cerenkov+light+generation+from+positron-emitting+radiotracers%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">Optical imaging of Cerenkov light generation from positron-emitting radiotracers.</a> Phys. Med. Biol. 54 (16), N355(2009).</li>
<li>Xu, Y., Liu, H., Cheng, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harnessing+the+power+of+radionuclides+for+optical+imaging%3A+Cerenkov+luminescence+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nucl.+Med%22%5BJournal%5D)">Harnessing the power of radionuclides for optical imaging: Cerenkov luminescence imaging.</a> J. Nucl. Med. 52 (12), 2009(2011).</li>
<li>Cerenkov, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visible+emission+of+clean+liquids+by+action+of+g-radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Dokl+Akad+Nauk+SSSR%22%5BJournal%5D)">Visible emission of clean liquids by action of g-radiation.</a> Dokl Akad Nauk SSSR. 2, 451(1934).</li>
<li>Cerenkov, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visible+radiation+produced+by+electrons+moving+in+a+medium+with+velocities+exceeding+that+of+light%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev%22%5BJournal%5D)">Visible radiation produced by electrons moving in a medium with velocities exceeding that of light.</a> Phys Rev. 52 (4), 0378(1937).</li>
<li>Boschi, F., Calderan, L., D'Ambrosio, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+18F-FDG+tumour+uptake+measurements+in+small+animals+using+Cerenkov+radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Nucl.+Med.+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">In vivo 18F-FDG tumour uptake measurements in small animals using Cerenkov radiation.</a> Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 38 (1), 120(2011).</li>
<li>Liu, H., Ren, G., Liu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+of+reporter+gene+expression+using+a+positron-emission-tomography+probe%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Optical imaging of reporter gene expression using a positron-emission-tomography probe.</a> J. Biomed. Opt. 15 (6), 060505(2010).</li>
<li>Park, J. C., Yu, M. K., An, G. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+preparation+of+a+hybrid+nanoprobe+for+triple-modality+optical%2FPET%2FMR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Facile preparation of a hybrid nanoprobe for triple-modality optical/PET/MR imaging.</a> Small. 6 (24), 2863(2010).</li>
<li>Xu, Y., Chang, E., Liu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proof-of-concept+study+of+monitoring+cancer+drug+therapy+with+cerenkov+luminescence+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nucl.+Med%22%5BJournal%5D)">Proof-of-concept study of monitoring cancer drug therapy with cerenkov luminescence imaging.</a> J. Nucl. Med. 53 (2), 312(2012).</li>
<li>Ellis, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bevacizumab%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Drug+Discov%22%5BJournal%5D)">Bevacizumab.</a> Nat. Rev. Drug Discov. , Suppl S8. (2005).</li>
<li>Hochster, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bevacizumab+in+combination+with+chemotherapy%3A+first-line+treatment+of+patients+with+metastatic+colorectal+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Semin.+Oncol%22%5BJournal%5D)">Bevacizumab in combination with chemotherapy: first-line treatment of patients with metastatic colorectal cancer.</a> Semin. Oncol. 33, Suppl 5 . 10. (2006).</li>
<li>Dothager, R. S., Goiffon, R. J., Jackson, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerenkov+radiation+energy+transfer+%28CRET%29+imaging%3A+a+novel+method+for+optical+imaging+of+PET+isotopes+in+biological+systems%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Cerenkov radiation energy transfer (CRET) imaging: a novel method for optical imaging of PET isotopes in biological systems.</a> PLoS One. 5 (10), e13300(2010).</li>
<li>Hu, Z., Liang, J., Yang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Cerenkov+luminescence+tomography+of+the+mouse+model+with+SPECT+imaging+validation%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Experimental Cerenkov luminescence tomography of the mouse model with SPECT imaging validation.</a> Opt. Express. 18 (24), 24441(2010).</li>
<li>Park, J. C., Il An, G., Park, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Luminescence+imaging+using+radionuclides%3A+a+potential+application+in+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">Luminescence imaging using radionuclides: a potential application in molecular imaging.</a> Nucl. Med. Biol. 38 (3), 321(2011).</li>
<li>Holland, J. P., Normand, G., Ruggiero, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+imaging+of+positron+emission+tomographic+radiotracers+using+Cerenkov+luminescence+emissions%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Intraoperative imaging of positron emission tomographic radiotracers using Cerenkov luminescence emissions.</a> Mol. Imaging. 10 (3), 177(2011).</li>
<li>Intraoperative imaging of tumors using Cerenkov luminescence endoscopy: a feasibility experimental study. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22J.+Nucl.+Med%22">J. Nucl. Med</a>. Liu, H., Carpenter, C. M., Jiang, H., et al. , (2012).</li>
</ol>

Nie zadeklarowano żadnych konfliktów interesów.

CLI wyłania się jako obiecująca technika obrazowania molekularnego, która znalazła zastosowanie w wielu badaniach z zakresu nauk podstawowych, a nawet w praktyce klinicznej4,5,15,16,17. Główne zalety CLI w porównaniu z tradycyjnymi metodami obrazowania nuklearnego, takimi jak PET, wynikają z wykorzystania instrumentów OI, które są łatwiejsze w obsłudze, charakteryzują się krótkim czasem akwizycji i wysoką przepustowością, są znacznie tańsze i bardziej dostępne dla badaczy. Ponadto tym, co odróżnia CLI od ogóln...

<table><tbody><tr><td>Linia komórkowa H460</td><td>American Type Culture Collection</td><td>Numer ATCC: HTB-177</td><td></td></tr><tr><td>Pożywka RPMI 1640</td><td>Invitrogen Life Technologies</td><td>12633-012</td><td></td></tr><tr><td>Płodowa surowica bydlęca</td><td>Invitrogen Life Technologies</td><td>10091-148</td><td></td></tr><tr><td>Penicylina/Streptomycyna</td><td>Invitrogen Life Technologies</td><td>15640-055</td><td></td></tr><tr><td>Bufor fosforanowo-solny (PBS)</td><td>Invitrogen Life Technologies</td><td>10010-023</td><td></td></tr><tr><td>Samicze myszy nagiątne atymiczne</td><td>Charles River Laboratories, Inc.</td><td>Kod szczepu: 088</td><td></td></tr><tr><td>Bewacyzumab (Avastin)</td><td>Genentech/Roche</td><td>N/D</td><td></td></tr><tr><td>MicroPET Rodent R4</td><td>Siemens Medical Solutions USA, Inc.</td><td>N/D</td><td></td></tr><tr><td>Izofluran (Aerrane)</td><td>Baxter</td><td>Numer Baxter: AHN3637</td><td></td></tr><tr><td>IVIS Spectrum</td><td>Caliper Life Sciences</td><td>N/D</td><td></td></tr></tbody></table>

obrazowanie luminescencji czerenkowa (cli) w monitorowaniu terapii nowotworowej

Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Monitoring

W obrazowaniu molekularnym tomografia emisyjna pozytonów (PET) oraz obrazowanie optyczne (OI) są dwiema najważniejszymi, a tym samym najszerzej stosowanymi modalnościami1-3. PET charakteryzuje się doskonałą czułością i możliwością kwantyfikacji, natomiast OI wyróżnia się brakiem promieniowania, stosunkowo niskim kosztem, krótkim czasem skanowania, wysoką przepustowością oraz szeroką dostępnością dla badaczy podstawowych. Jednakże obie modalności mają również swoje wady. PET cechuje się niską rozdzielczością przestrzenną i wysokimi kosztami, podczas gdy OI jest ograniczone głównie do zastosowań przedklinicznych ze względu na ograniczoną penetrację tkanek oraz znaczne rozproszenie sygnałów optycznych w grubości żywych tkanek.
 Niedawno, dzięki odkryciu obrazowania luminescencji Czerenkowa (CLI)4-6, powstał pomost między PET a OI. CLI jest nową metodą obrazowania, która wykorzystuje promieniowanie Czerenkowa (CR) do obrazowania radionuklidów za pomocą instrumentów OI. Rosyjski laureat Nagrody Nobla, Alekseyevich Czerenkow i jego współpracownicy odkryli CR w 1934 roku. Jest to forma promieniowania elektromagnetycznego emitowanego, gdy naładowana cząstka porusza się z prędkością nadświetlną w ośrodku dielektrycznym7,8. Cząstka naładowana, niezależnie od tego, czy jest to pozyton czy elektron, zaburza pole elektromagnetyczne ośrodka poprzez przemieszczanie elektronów w jego atomach. Po ustąpieniu zaburzenia emitowane są fotony, gdy przemieszczone elektrony wracają do stanu podstawowego. Przykładowo, oszacowano, że jeden rozpad 18F generuje średnio 3 fotony w wodzie5.
 Od momentu swojego powstania metoda CLI była badana pod kątem zastosowań w szerokim zakresie badań przedklinicznych, w tym m.in. w obrazowaniu guzów in vivo, obrazowaniu genów reporterowych, opracowywaniu radiotracerów oraz obrazowaniu multimodalnym4,5,9,10,11. Główną przyczyną sukcesu metody CLI jest fakt, że nowa technologia ta wykorzystuje niski koszt i szeroką dostępność OI do obrazowania radionuklidów, które wcześniej obrazowano jedynie za pomocą droższych i mniej dostępnych modalności obrazowania nuklearnego, takich jak PET.
 W niniejszej pracy przedstawiamy metodę wykorzystania CLI do monitorowania terapii lekami przeciwnowotworowymi. Nasz zespół zbadał niedawno to nowe zastosowanie i potwierdził jego wykonalność w badaniu typu proof-of-concept12. Wykazaliśmy, że CLI i PET wykazują doskonałe korelacje w różnych ksenoprzeszczepach nowotworowych i przy użyciu różnych sond obrazujących. Jest to zgodne z nadrzędną zasadą CR, zgodnie z którą CLI w rzeczywistości wizualizuje te same radionuklidy co PET. Jako czynnik terapeutyczny wybraliśmy Bewacyzumab (Avastin; Genentech/Roche), ponieważ jest on dobrze znanym inhibitorem angiogenezy13,14. Przewiduje się, że rozwój tej technologii w najbliższej przyszłości może mieć znaczący wpływ na przedkliniczny rozwój leków, screening, a także monitorowanie terapii u pacjentów otrzymujących leczenie.

W niniejszym materiale opisano zastosowanie obrazowania luminescencji Czerenkowa (CLI) do monitorowania przedklinicznego leczenia nowotworów. Metoda ta wykorzystuje promieniowanie Czerenkowa (CR) oraz obrazowanie optyczne (OI) do wizualizacji sond znakowanych izotopowo, stanowiąc tym samym alternatywę dla PET w przedklinicznym monitorowaniu terapeutycznym i przesiewaniu leków.

Obrazowanie luminescencji Czerenkowa (CLI) w monitorowaniu terapii nowotworowej

W obrazowaniu molekularnym pozytonowa tomografia emisyjna (PET) oraz obrazowanie optyczne (OI) stanowią dwie z najważniejszych, a co za tym idzie, najszerzej stosowanych metod obrazowania1-3. ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest wykorzystanie obrazowania luminescencyjnego OV do monitorowania terapii przeciwnowotworowej u myszy z nowotworem. Jest to realizowane poprzez wstępne wyhodowanie podskórnych ksenoprzeszczepów nowotworowych dla grupy badawczej oraz kontrolnej. Drugim krokiem jest przeprowadzenie badań PET u małych zwierząt w celu walidacji.Następnie, bezpośrednio po badaniach PET, przeprowadza się badania obrazowania optycznego. Ostatnim krokiem jest kwantyfikacja obrazów PET i CLEA oraz późniejsza walidacja krzyżowa obu modalności obrazowania. W rezultacie uzyskano dane wykazujące, że CLEA stanowi realną alternatywę dla PET w monitorowaniu przedklinicznej terapii przeciwnowotworowej.Główną zaletą metody zwanej Luce Imaging lub clay w porównaniu z istniejącymi modalnościami obrazowania jądrowego, takimi jak PET, jest to, że clay wykorzystuje niższy koszt oraz powszechnie dostępne instrumenty obrazowania optycznego do obrazowania radionuklidów, które w przeszłości mogły być obrazowane wyłącznie za pomocą modalności obrazowania jądrowego. Zastosowania tej techniki rozciągają się na aplikacje przedkliniczne, takie jak screening leków przeciwnowotworowych, dzięki

cerenkov-luminescence-imaging-cli-for-cancer-therapy-monitoring

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Obrazowanie Luminescence Cerenkov (CLI) do monitorowania terapii raka

Ksenoprzeszczepy ludzkich guzów mózgu zmodyfikowane lucyferazą mogą być tworzone wewnątrzczaszkowo u myszy atymicznych, z późniejszym monitorowaniem wzrostu guza i odpowiedzi na terapię za pomocą obrazowania bioluminescencyjnego. W połączeniu z analizą przeżywalności, monitorowanie bioluminescencyjne stanowi niezbędne narzędzie badawcze w badaniach przedklinicznych terapii rozważanych w leczeniu guzów mózgu.

Tworzenie wewnątrzczaszkowych ksenograftów guzów mózgu z późniejszą analizą wzrostu guza i odpowiedzi na terapię z wykorzystaniem obrazowania bioluminescencyjnego

Eksperymentalny model przerzutów do kości u myszy został ustanowiony po dokardialnym podaniu komórek guza piersi wykazujących ekspresję lucyferazy. Rozwój guza oraz powstałe zmiany osteolityczne monitorowano podłużnie za pomocą obrazowania bioluminescencyjnego oraz mikro-CT.

Monitorowanie przerzutów nowotworowych i zmian osteolitycznych za pomocą obrazowania bioluminescencyjnego i mikro-tomografii komputerowej

W niniejszej pracy opisujemy metody konstruowania, wizualizacji i kwantyfikacji reakcji bioluminescencyjnych enzymów lucyferazy świetlikowej oraz renilla, wykazujących ekspresję w komórkach przerzutowego raka piersi podczas ich wzrostu i przerzutowania in vivo.

In vivo dwusubstratowe obrazowanie bioluminescencyjne

Ten film demonstruje technikę fotoimmunoterapii w bliskiej podczerwieni w leczeniu raka płuc na zmodyfikowanym modelu myszy, w którym komórki nowotworowe wykazują ekspresję lucyferazy. Po wstrzyknięciu koniugatu przeciwciało-fotosensybilizator (APC), który wiąże się ze specyficznymi antygenami na komórkach nowotworowych, mysz jest wystawiona na promieniowanie bliskiej podczerwieni, wywołując zmiany fotochemiczne w APC i prowadząc do martwiczej śmierci związanych komórek nowotworowych.

Technika fotoimmunoterapii w bliskiej podczerwieni w leczeniu raka płuc w modelu mysim

Komórki ssaków wyrażające kasetę genu bioluminescencji bakteryjnej (luksy) wytwarzają światło autonomicznie. Wykazano, że uzyskana dynamika bioluminescencyjna po ekspozycji chemicznej odzwierciedla wpływ leczenia na wzrost i metabolizm komórek, dzięki czemu komórki te są niedrogim, ciągłym narzędziem do badań przesiewowych toksyczności w czasie rzeczywistym, które można łatwo dostosować do automatyzacji o wysokiej przepustowości.

Autonomicznie bioluminescencyjne komórki ssaków do ciągłego monitorowania cytotoksyczności w czasie rzeczywistym

W tym raporcie wideo pokazujemy zastosowanie obrazowania luminescencyjnego Cerenkov (CLI) do międzyłopatkowej brązowej tkanki tłuszczowej u myszy w warunkach aktywowanych i depresyjnych.

Obrazowanie luminescencyjne Carenkowa brązowej tkanki tłuszczowej między łopatkami

Obrazowanie bioluminescencyjne jest dobrze znanym narzędziem do lokalizacji guzów i przerzutów, ale kwantyfikacja tych obrazów często wymaga skomplikowanych obliczeń i specjalnych instrumentów. Opisujemy łatwą w użyciu metodę luminoscore, opartą na precyzyjnych warunkach akwizycji, niewymagającą obliczeń i umożliwiającą monitorowanie obciążenia guzem i odpowiedzi na leczenie w modelach mysich.

Metoda kwantyfikacji guza oparta na bioluminescencji do monitorowania progresji guza i efektów leczenia w modelach chłoniaka myszy

Ten protokół opisuje nową technikę obrazowania śródoperacyjnego, która wykorzystuje kompleks rutenu jako źródło chemiluminescencyjnej emisji światła, wytwarzając w ten sposób wysokie proporcje sygnału do szumu podczas obrazowania in vivo. Obrazowanie śródoperacyjne to rozwijająca się dziedzina, która może zrewolucjonizować sposób wykonywania zabiegów chirurgicznych.

Nowatorska technika generowania i obserwacji chemiluminescencji w środowisku biologicznym

Ten protokół opisuje stworzenie mysiego modelu z guzem do monitorowania progresji guza i angiogenezy w czasie rzeczywistym za pomocą podwójnego obrazowania bioluminescencyjnego.

Podwójne obrazowanie bioluminescencyjne progresji guza i angiogenezy

Tutaj prezentujemy protokół do optycznego wykrywania informacji chemicznych o wysokiej rozdzielczości wokół wszczepionych urządzeń medycznych z obrazowaniem chemicznym wzbudzonym promieniowaniem rentgenowskim (XELCI). Ta nowatorska technika obrazowania została opracowana w naszym laboratorium, co umożliwia badanie biochemii zakażeń związanych z implantami.

Obrazowanie chemiczne infekcji związanych z implantami o wysokiej rozdzielczości przestrzennej za pomocą obrazowania chemicznego luminescencji wzbudzonej promieniowaniem rentgenowskim przez tkankę

Ten protokół opisuje test oparty na bret do pomiaru interakcji kinazy CRAF z białkami 14-3-3 w żywych komórkach. Protokół określa etapy przygotowania ogniw, odczytu emisji BRET i analizy danych. Przedstawiono również przykładowy wynik wraz z identyfikacją odpowiednich elementów sterujących i rozwiązywaniem problemów w celu optymalizacji testu.

Test oparty na rezonansie bioluminescencyjnym (BRET) do pomiaru oddziaływań CRAF z białkami 14-3-3 w żywych komórkach

Poznaj obrazowanie luminescencyjne Cerenkov do monitorowania terapii nowotworów u myszy z ksenotransplantatami H460. Ta metoda oferuje ekonomiczną alternatywę dla PET w badaniach przedklinicznych.

Obrazowanie luminescencji Czerenkowa (CLI) w monitorowaniu terapii nowotworowej

Przeglądaj więcej filmów