Постоянное окно для исследования метастазирования рака в легкие

Lucia Borriello; Brian Traub; Anouchka Coste; Maja H. Oktay; David Entenberg

doi:10.3791/62761

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Постоянное окно для исследования метастазирования рака в легкие

5.3K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/62761

⸱

1 июля 2021 г.

Lucia Borriello^*¹^,² , Brian Traub^*¹^,²^,³ , Anouchka Coste¹^,²^,³ , Maja H. Oktay¹^,²^,⁴^,⁵ , David Entenberg¹^,²^,⁴

¹Department of Anatomy and Structural Biology, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Center, ²Gruss-Lipper Biophotonics Center, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Center, ³Department of Surgery, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Center, ⁴Integrated Imaging Program, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Cente, ⁵Department of Pathology, Einstein College of Medicine / Montefiore Medical Center

^* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы представляем протокол хирургической имплантации постоянно пребывающего оптического окна для грудной клетки мышей, которое позволяет проводить прижизненную визуализацию легких с высоким разрешением. Постоянство окна делает его хорошо подходящим для изучения динамических клеточных процессов в легких, особенно тех, которые медленно развиваются, таких как метастатическое прогрессирование диссеминированных опухолевых клеток.

Аннотация

Метастазирование, на которое приходится ~ 90% смертности, связанной с раком, включает системное распространение раковых клеток из первичных опухолей во вторичные участки, такие как кость, мозг и легкие. Несмотря на то, что механистические детали этого процесса широко изучены, они остаются плохо изученными. В то время как общие методы визуализации, включая компьютерную томографию (КТ), позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ), предлагают различную степень грубой визуализации, каждому из них не хватает временного и пространственного разрешения, необходимого для обнаружения динамики отдельных опухолевых клеток. Чтобы решить эту проблему, были описаны многочисленные методы для прижизненной визуализации общих метастатических участков. Из этих участков легкие оказались особенно сложными для доступа к прижизненной визуализации из-за его деликатности и критической роли в поддержании жизни. Хотя ранее было описано несколько подходов для одноклеточной прижизненной визуализации интактного легкого, все они включают высокоинвазивные и терминальные процедуры, ограничивающие максимально возможную продолжительность визуализации до 6-12 ч. Здесь описана улучшенная методика перманентной имплантации минимально инвазивного грудного оптического окна для визуализации легких с высоким разрешением (WHRIL). В сочетании с адаптированным подходом к микрокартографии инновационное оптическое окно облегчает последовательную прижизненную визуализацию неповрежденного легкого с одноклеточным разрешением в течение нескольких сеансов визуализации и в течение нескольких недель. Учитывая беспрецедентную продолжительность времени, в течение которого данные визуализации могут быть собраны, WHRIL может способствовать ускоренному открытию динамических механизмов, лежащих в основе метастатического прогрессирования и многочисленных дополнительных биологических процессов в легких.

Введение

Ответственные за ~ 90% смертей, метастазы являются основной причиной смертности, связанной с раком^1. Среди основных участков клинически наблюдаемых метастазов (кости, печень, легкие, мозг)^2,легкие оказались особенно сложными для визуализации in vivo с помощью прижизненной микроскопии. Это связано с тем, что легкое является тонким органом в вечном движении. Непрерывное движение легких, дополнительно усугубляемое внутригрудным сердечным движением, представляет собой существенный барьер для точной визуализации. Поэтому из-за его относительной недоступности для модальностей для прижизненной оптической визуализации с....