Модель опухоли с дорсальной складкой кожи и оконной камерой для комбинированной прижизненной микроскопии и магнитно-резонансной томографии в исследованиях трансляционного рака

W. Jeffrey Zabel; Nader Allam; Hector Alejandro Contreras Sanchez; Warren Foltz; Costel Flueraru; Edward Taylor; Alex Vitkin

doi:10.3791/66383

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

Методическая статья

Модель опухоли с дорсальной складкой кожи и оконной камерой для комбинированной прижизненной микроскопии и магнитно-резонансной томографии в исследованиях трансляционного рака

2.8K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/66383

⸱

12 апреля 2024 г.

W. Jeffrey Zabel^*¹ , Nader Allam^*¹ , Hector Alejandro Contreras Sanchez¹ , Warren Foltz²^,³ , Costel Flueraru⁴ , Edward Taylor²^,³ , Alex Vitkin¹^,²^,³

¹Department of Medical Biophysics, University of Toronto, ²Radiation Medicine Program, Princess Margaret Cancer Centre, ³Department of Radiation Oncology, University of Toronto, ⁴Advanced Electronic and Photonics Research Center, National Research Council of Canada

^* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Трансляция результатов прижизненной микроскопии затруднена из-за ее малой глубины проникновения в ткани. В данной работе мы описываем модель мыши с камерой дорсального окна, которая позволяет проводить совместную регистрацию прижизненной микроскопии и клинически применимых методов визуализации (например, КТ, МРТ) для прямой пространственной корреляции, потенциально оптимизируя клиническую трансляцию результатов прижизненной микроскопии.

Аннотация

Доклиническая прижизненная визуализация, такая как микроскопия и оптическая когерентная томография, оказалась ценным инструментом в исследованиях рака для визуализации микроокружения опухоли и ее реакции на терапию. Эти методы визуализации имеют разрешение в микронном масштабе, но имеют ограниченное применение в клинике из-за малой глубины проникновения в ткани. Более клинически применимые методы визуализации, такие как КТ, МРТ и ПЭТ, имеют гораздо большую глубину проникновения, но имеют сравнительно более низкое пространственное разрешение (миллиметровый масштаб).

Чтобы перенести результаты доклинической прижизненной визуализации в клинику, необходимо разработать новые методы для преодоления этого разрыва между микро- и макроразрешением . Здесь мы описываем мышиную модель опухоли с обратной складкой кожи и оконной камерой, предназначенную для обеспечения доклинической прижизненной и клинически применимой (КТ и МРТ) визуализации на одном и том же животном, а также платформу анализа изображений, которая связывает эти два несопоставимых метода визуализации. Важно отметить, что описанный подход с использованием оконной камеры позволяет совместно регистрировать различные модальности визуализации в 3D с использованием реперных маркеров на оконной камере для прямого пространственного согласования. Эта модель может быть использована для валидации существующих методов клинической визуализации, а также для разработки новых за счет прямой корреляции с «наземными» прижизненными результатами с высоким разрешением.

Наконец, реакция опухоли на различные методы лечения - химиотерапию, лучевую терапию, фотодинамическую терапию - может контролироваться в течение длительного времени с помощью этой методологии с использованием доклинических и клинически применимых методов визуализации. Таким образом, описанная здесь модель опухоли с тыльной складкой кожи и платформы визуализации могут быть использованы в различных исследованиях рака, например, для перевода результатов доклинической прижизненной микроскопии в более клинически применимые методы визуализации, такие как КТ или МРТ.

Введение

Опухолевое микроциркуляторное русло является важным компонентом опухолевого микроокружения, который может быть мишенью для терапии и определяющим фактором ответа на лечение. В доклинических условиях микроциркуляторное русло обычно изучают с помощью прижизненной микроскопии на животных в ортотопических или гетеротопических моделях оконной камеры ^1,2. Это имеет ряд преимуществ по сравнению с гистологическими исследованиями, поскольку визуализация проводится в живых тканях, и опухоль может контролироваться в продольном режиме в течение нескольких недель или даже месяцев^.