-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

RU

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

ru_RU

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Cancer Research
Рентгенологическая визуализация внутрипротоковой абляционной инфузии на основе этанола для профил...

Research Article

Рентгенологическая визуализация внутрипротоковой абляционной инфузии на основе этанола для профилактики рака молочной железы на моделях кроликов

DOI: 10.3791/68334

September 12, 2025

Katlyn Pavlik1,2, Kendra Eagleson3, Katarzyna Kempinska1,2, Jacquelyn Del Valle3, Rachel Griffin3, Elizabeth Phelps1, Sarah Marei1, Matti Kiupel4, Rebecca Linton5, Lorenzo F. Sempere1,2

1Precision Health Program,Michigan State University, 2Department of Radiology, College of Human Medicine,Michigan State University, 3Campus Animal Resources,Michigan State University, 4Veterinary Diagnostic Laboratory, College of Veterinary Medicine,Michigan State University, 5Veterinary Medical Center, College of Veterinary Medicine,Michigan State University

Cite Watch Download PDF Download Material list
AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

In This Article

Summary Abstract Introduction Protocol Representative Results Discussion Disclosures Acknowledgements Materials References Reprints and Permissions

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Retraction Notice

The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice

Summary

Этот протокол представляет собой процедуру инфузии под визуальным контролем в протоковую систему дерева молочной железы кролика. Мы демонстрируем контролируемую инфузию абляционного раствора на основе этанола рентгеноконтрастного вещества во все отверстия сосков с помощью рентгеноскопии в реальном времени.

Abstract

Рак молочной железы является второй по значимости причиной смерти женщин от рака. Несмотря на то, что существует несколько упреждающих вмешательств для женщин со средним риском, профилактическая мастэктомия является наиболее эффективным вмешательством, снижающим риск, для женщин с высоким риском. Тем не менее, профилактическая мастэктомия — это инвазивная процедура, при которой удаляются все эпителиальные клетки молочной железы вместе с окружающей стромой, жировой тканью и/или мускулатурой. Наша общая цель исследования заключается в разработке неинвазивной процедуры внутрипротоковой (ID) доставки, которая локально убивает эпителиальные клетки молочной железы путем заполнения всего протокового дерева абляционным раствором. Ранее мы продемонстрировали, что ID-доставка этанола в виде абляционного раствора эффективна на моделях грызунов (мышей и крыс). Этот протокол представляет собой подачу 10-70% раствора этанола, содержащего йогексол (90-300 мг/мл) в качестве рентгеноконтрастного агента, в систему многопротоковых деревьев молочной железы кролика. Молочная железа кролика (Oryctolagus cuniculus) с системой нескольких протоков больше похожа на человеческую грудь, чем у других крупных животных (например, коров, овец). Этот протокол для кроликов решает технические проблемы, связанные с масштабируемостью, визуализацией в реальном времени и доставкой идентификаторов в систему многоканального дерева в промежуточной модели для крупных животных. Этот протокол предусматривает доставку многоканального ID под контролем рентгеноскопии с инструментами, материалами и реагентами, которые могут быть непосредственно применены в клинике. Анализ тканей позволяет оптимизировать концентрацию этанола для максимальной эпителиальной абляции и минимального повреждения сопутствующих тканей в качестве отправной точки для будущей первой оценки на человеке этой абляционной процедуры для первичной профилактики рака молочной железы.

Introduction

Рак молочной железы (РМЖ) является наиболее распространенным и вторым по величине уровнем смертности, связанной с раком, среди женщин в Соединенных Штатах. Прогнозы на 2025 год показывают, что будет зарегистрировано 316 950 новых случаев рака молочной железы, и 42 170 женщин умрут от BC1. В настоящее время двусторонняя профилактическая мастэктомия является наиболее эффективной процедурой для профилактики РМЖ. Тем не менее, это высокоинвазивная процедура, которая предполагает полное удаление эпителиальных клеток, из которых возникает карцинома молочной железы, и окружающих тканей. Из-за своей инвазивности, а также психологического и социального воздействия этой процедуры, менее 50% женщин с высоким риском подвергаются мастэктомии, снижающей риск2. Мы, как и другие, разработали процедуры внутрипротокового (ID) введения для первичной профилактики и/или местного лечения рака молочной железы у грызунов моделей 2,3 в качестве альтернативы существующим методам профилактики и лечения. Этанол (EtOH) обладает низким профилем токсичности и безопасности, который хорошо известен и используется во многих клинических применениях, таких как склерозирующие агенты для лечения венозных мальформаций и в качестве абляционного агента для местного лечения некоторых видоврака. Как правило, в этих клинических процедурах вводится или доставляется несколько миллилитров EtOH в концентрации 90-100%. В нашей предыдущей работе доставка 70% EtOH непосредственно в систему протокового дерева моделей мышей и крыс была эффективной для химической абляции эпителиальных клеток молочной железы с ограниченным повреждением прилегающих нормальных тканей, а также для предотвращения образования опухолей молочной железы 4,5,6,7. Поскольку эта процедура масштабируется до более крупной системы протоковых деревьев кролика с большим отношением объема света к площади поверхности люминального эпителия, мы исследуем абляционные свойства раствора с более низким процентом EtOH (от 10% до 70%). В поисках клинического перевода мы полагаем, что самый низкий процент этанола, который эффективен в удалении эпителиальных клеток, будет наиболее хорошо переносимым и иметь наилучший профиль безопасности.

Подтверждение полного пломбирования протокового дерева необходимо для того, чтобы гарантировать, что аблятивный раствор вступил в непосредственный контакт с эпителиальными клетками молочной железы. В наших предыдущих исследованиях на моделях грызунов после процедуры использовалась рентгеновская визуализация введенных протоковых деревьев с помощью микрокомпьютерной томографии. Из-за требуемого времени для обезболивания, перемещения, установки и позиционирования животного для визуализации, одобренный FDA Omnipaque (иогексол) или аналогичные быстро диффундирующие контрастные вещества, содержащие йод, не подходили для визуализации протоковых деревьев у грызунов 6,8. Мы обнаружили, что контрастные вещества на основе наночастиц, особенно содержащие нанокристаллы оксида тантала, медленнее диффундируют и больше подходят для визуализации протоковых деревьев у грызунов 6,7,8,9. Тем не менее, это апостериорное подтверждение с помощью микрокомпьютерной томографии не позволяет нам отслеживать или контролировать количество введенного объема и отклоняется от клинически установленных диагностических процедур, таких как дуктография10,11, для визуализации протокового дерева. Таким образом, ключевым шагом к установлению технической возможности трансляции этой процедуры ИД на человека является демонстрация рентгеноскопии визуализации введенного протокового дерева в режиме реального времени на животной модели с возрастающим размером и сложностью его молочных желез. Этот протокол масштабирует эту абляционную процедуру от грызунов 4,5 до кроличьих моделей. Эволюционно, анатомически и физиологически молочные железы кроликов больше похожи на человеческую грудь, чем на молочные железы грызунов или других крупных животных, таких как коровы и овцы. Самки кроликов имеют четыре пары молочных желез, каждая из которых содержит четыре протоковых дерева, в то время как грызуны имеют только одно протоковое дерево на молочную железу. Соски кролика могут быть канюлированы15,16 с использованием процедуры, аналогичной введению контрастного вещества в клинической дуктографии в первом клиническом исследовании на человеке. Таким образом, кролики представляют собой практичную и актуальную промежуточную модель крупного животного для трансляционного применения этой абляционной процедуры ИД к человеку. Этот протокол решает технические проблемы, связанные с доставкой идентификаторов и визуализацией in vivo многоканальной системы дерева, которые не могли быть решены на моделях грызунов. В этом протоколе используются инструменты, реагенты и материалы, совместимые с современной клинической практикой для визуализации протоковых деревьев. Таким образом, описанная процедура инфузии абляционного раствора на основе этанола под контролем рентгеноскопии может быть легко реализована и оценена в первых клинических испытаниях на людях.

Этот метод был реализован в нашей лаборатории для успешного канюлирования и последовательного введения всем четырем протоковым деревьям одной или нескольких молочных желез кролика за один сеанс абляционным раствором на основе этанола, содержащим контрастное вещество (рис. 1, рис. 2, рис. 3). Этот метод включает в себя введение абляционного раствора непосредственно в отверстие канюлированного соска с помощью иглы с тупым наконечником 27 г кролика (4-месячного девственника) на рентгеноскопическом столе. Эта процедура проводится животному под общим наркозом (изофлуран) с пери- и постпроцедурным противовоспалительным лечением (кетопрофен, нестероидный противовоспалительный препарат). Рентгеноскопическая визуализация позволяет нам контролировать заполнение протокового дерева в режиме реального времени, контролировать скорость и количество выдаваемого объема и/или определять, насколько успешна доставка ID в каждой отдельной системе дерева (Рисунки 1, Рисунок 2, Рисунок 3). Этот метод рентгеноскопии более приближен к предполагаемому клиническому применению для визуального контроля абляционного лечения и может помочь ограничить общую дозу облучения, налагаемую на пациента. Этот протокол демонстрирует, что одобренный FDA Omnipaque (иогексол) является подходящим контрастным веществом для визуализации первоначального заполнения протокового дерева кролика (Рисунок 3). Наблюдения при тщательном осмотре и гистологическом анализе показывают, что концентрация этанола в 70% вызывает быстрое повреждение тканей внутри и за пределами протокового дерева и выходит за пределы структуры молочной железы (Рисунок 3). Концентрация этанола в диапазоне 10-40% обеспечивает адекватную абляцию эпителиальных клеток с меньшим повреждением коллатеральных тканей, чем 70% этанол (Рисунок 4). Потребуются лонгитюдные исследования с использованием этой процедуры с соответствующим размером группы на абляционный раствор и временными сборами тканей для установления оптимальных параметров абляционного раствора для его клинической оценки у пациентов.

Protocol

Все описанные эксперименты проводились в соответствии с протоколами, утвержденными Комитетом по уходу за животными и их использованию в Университете штата Мичиган. Кролики (Oryctolagus cuniculus) ухаживали в соответствии с Руководством по уходу за лабораторными животными и их использованием и Законом о благополучии животных Министерства сельского хозяйства США в учреждении, аккредитованном AAALAC.

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод проводили на девственных (нерожавших) и вышедших на пенсию заводчиков (многородящих) животных породы новозеландской белой породы в возрасте (от 4 месяцев до > 1 года) и весе (от 2,6 до 4,2 кг), полученных из коммерческих источников. По нашему опыту, размер животного, определяемый по весу, более надежен, чем возраст животного, чтобы предсказать размер сосков. Как правило, животные весом более 3,3 кг поставляются с подходящими сосками для канюляции. Описанный ниже протокол ориентирован на девственных животных в возрасте 4-5 месяцев и весом более 3,3 кг, поскольку они больше подходят для долгосрочных исследований эффективности, заживления ран, токсичности и безопасности.

1. Предоперационная подготовка

  1. Акклиматизируйте животных в новом учреждении не менее 1 недели по прибытии, особенно это касается животных, предназначенных для восстановительных процедур и длительных исследований. В течение этой первой недели ежедневно контролируйте/проверяйте кроликов и давайте им лакомства, обогащенные питательными веществами в соответствии с рекомендациями учреждения, чтобы помочь в процессе акклиматизации.
  2. Приобретите кролика (~ 4 месяца новозеландской белой) в утвержденном жилищном учреждении. Запишите массу тела перед процедурой.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Вес тела может быть зарегистрирован за день до процедуры, чтобы подготовить необходимые расчеты для анестезии. Также можно использовать выведенных на пенсию заводчиков (> возрасте 1 года, > 3,5 кг), так как они имеют более крупные соски и позволяют легче канюлировать отдельные протоки (Рисунок 3). По этим причинам вышедшие на пенсию заводчики могут быть использованы в первоначальных экспериментах для ознакомления и оптимизации внутрипротоковой процедуры.
  3. Введите 35 мг/кг кетамина и 5 мг/кг ксилазина внутримышечно за 20 минут до введения изофлурана для успокоения животного.
    Примечание: Анестезия вводится в зависимости от веса кролика и диапазоны для каждого препарата следующие: 15-35 мг/кг для кетамина и 2-5 мг/кг для ксилазина. Убедитесь, что животное находится под действием успокоительных, прежде чем переходить к удалению шерсти и интубации. Это необходимо для благополучия и безопасности животных и персонала. После подтверждения седации кролик может быть помещен дорсально на операционный стол.
  4. Введите 5 мг/кг кетопрофена подкожно для обезболивания после появления клинических признаков седативного эффекта (т.е. спокойного поведения, частично закрытых и розового цвета глаз).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Анальгезия назначается в зависимости от веса кролика, а диапазон для кетопрофена составляет 2-5 мг/кг.
  5. Интубируйте кролика с помощью соответствующего оборудования (например, эндотрахеальной трубки или устройства для надгортанных дыхательных путей) и подключите его к аппарату изофлурана (1-2% изофлурана, 1,0 л/мин кислорода), который был адекватно протестирован и сертифицирован для анестезии кролика. Внимательно следите за дыханием животного, чтобы убедиться, что анестезия поддерживается на уровне 1-2% изофлурана. Следите за сатурацией крови кролика на предмет насыщения кислородом с помощью SpO2, частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и температуры на протяжении всей процедуры.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Размер интубационной трубки зависит от веса и размера кролика. Тем не менее, диапазон размеров не всегда точен, поэтому полезно иметь различные размеры, чтобы понять, какой из них лучше всего подходит для конкретного кролика. Маска с конусом носа также может быть использована вместо эндотрахеальной трубки для целей анестезии17, зная, что эта маска не обеспечивает защиту дыхательных путей животного, обеспечиваемую интубацией. Тепловодные циркуляционные одеяла (теплые одеяла), установленные при температуре 37°С, кладут под полотенца для поддержания температуры тела кролика.
  6. Установите и закрепите венозный катетер 25 G в краевой ушной вене для экстренного введения лекарства.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от размера вены кролика можно использовать диапазон от 24 до 26.
  7. Нанесите глазную смазку на оба глаза, чтобы предотвратить раздражение глаз и высыхание роговицы.
  8. Сбрейте шерсть вокруг второй и третьей пар сосков с помощью электрической бритвы. С помощью аппликатора с ватным наконечником нанесите крем для удаления волос на область соска. Дайте крему соприкоснуться с областью в течение 15 с.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Необходимо соблюдать крайнюю осторожность, чтобы не повредить соски бритвой. Беспроводной пылесос также может использоваться для поддержания чистоты в процедурной зоне.
  9. Смочите марлевый тампон стерильным физиологическим раствором и с его помощью смойте крем и отдохните шерсть животного через 15 с после нанесения крема для эпиляции. Убедитесь в хорошей видимости и доступе к области соски, с которой был снят мех. При необходимости повторите.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Крем должен оставаться на кролике в течение как можно более короткого промежутка времени, от 10 до 30 с, и быть полностью удален во избежание химических ожогов кожи.

2. Внутрипротоковая инфузия

  1. Приготовьте абляционный раствор путем смешивания соответствующих объемов из исходных растворов в стерильных условиях в капюшоне для культуры тканей BSL2.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Йогексол (350 мг йода/мл) следует хранить в темном месте из-за чувствительности к свету. В ходе эксперимента использовался диапазон концентраций EtOH. Для проверки других процентных соотношений EtOH разбавьте стоковые растворы до необходимой концентрации абляционного раствора. Для поддержания одинаковой концентрации йода в абляционном растворе с разным процентным содержанием этида, PBS или стерильной воды можно использовать для восполнения разницы в объеме.
  2. Для этого примера приготовьте свежий абляционный раствор 10% EtOH, 280 мг йода/мл йогексола, 1% пищевого красителя в тюбике объемом 5 мл. Для конечного объема 5 мл добавьте 4 мл бульона йогексола (350 мг йода/мл), 500 мкл 100% этиона (200 proof), 450 мкл PBS, 50 мкл бульона синего пищевого красителя.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Каждое дерево протоков может быть заполнено до 400 μл, но обычно 250-350 μЛ для животных весом менее 3,5 кг. Evans Blue в концентрации до 0,2% можно использовать вместо пищевого красителя. Evans Blue может быть предпочтительным вариантом, если сразу после инфузии (инфузий) планируется провести анализ всей ткани или другие тканевые анализы.
  3. Удалите омертвевшую кожу, которая закрывает отверстия протоков, тонкими заостренными щипцами.
    ПРИМЕЧАНИЕ: У кроликов может быть ороговевшая пробка, выступающая из соска, которая может помешать успешному канюляции, если ее не удалить. Местный лидокаин также может быть введен вокруг соски, чтобы свести к минимуму раздражение вокруг места инъекции (Таблица 1).
  4. Протрите место настоя марлевыми салфетками с хлоргексидином.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Хлоргексидин используется в качестве очищающего средства для дезинфекции места инъекции перед канюляцией (Таблица 1).
  5. Вставьте скос иглы 28 G (длина: 12,7 мм) в боковую часть соски и медленно введите 200 мкл 0,9% физиологического раствора со скоростью 200 мкл/мин. Это позволяет лучше визуализировать отверстия в воздуховодах.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Возможно, потребуется вводить в сосок не все 200 мкл физиологического раствора; Прекратите инъекцию, как только вы увидите, что физиологический раствор выходит из одного или нескольких протоковых отверстий.
  6. Асасируйте 1 мл приготовленного абляционного раствора с помощью шприца с замком Люэра объемом 1 мл. Прикрепите шприц к женскому, «крылатому» концу 12-дюймовой удлинительной линии «самец-самка». Осторожно прикрепите иглу с тупым концом 27 G (длина: 12,7 мм) к наружному концу удлинительной линии. Загрунтуйте линию раствором. Протрите иглу начисто спиртовой марлевой салфеткой. Кроме того, будьте осторожны, чтобы не опрокидывать шприц с абляционным раствором, так как это может привести к образованию пузырьков воздуха.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Ниже приведены рекомендуемые объемы, направленные на полное заполнение протокового дерева (деревьев): до 300 мкл в каждом дереве и до 1,2 мл на цервикальные и/или паховые молочные железы (1-я и4-я пары), до 400 мкл на каждом дереве и до 1,6 мл на грудные и/или брюшные молочные железы (2-я и3-я пары). Для других применений может быть целесообразно использовать меньшие или большие объемы в зависимости от требований эксперимента и/или рекомендаций рентгеноскопии, чтобы избежать переполнения протокового дерева. Удлинительная линия позволяет лучше контролировать скорость потока и одновременно проводить инфузию и рентгеноскопию в реальном времени. Для сравнения, рекомендуемые объемы внутрипротоковой инфузии в возрасте 9-12 недель у мышей моделей4 составляют: до 30 мкл в шейных и паховых и до 50 мкл в грудных и брюшных молочных железах, а у крысовых моделей5: до 100 мкл в шейных и паховых и до 300 мкл в грудных и брюшных молочных железах.
  7. Используйте лампу с 10-кратным увеличением, чтобы помочь найти отверстия в воздуховодах. Аккуратно удерживайте соску пальцами и канюлируйте иглу в протоковое отверстие. Осторожно продолжайте вводить иглу с тупым кончиком 27 G, пока кончик полностью не окажется внутри соски. Чтобы вместить иглу в соску, поднесите соску вверх к игле, а не продавливайте иглу внутрь соски. Следите за тем, чтобы следовать по траектории отверстия в протоке.
    ПРИМЕЧАНИЕ: У некоторых кроликов вы можете чувствовать сопротивление при попытке ввести иглу в отверстие (отверстия) соска. Осторожно надавите на него, чтобы прорвать верхний слой эпителиальных клеток. По нашему опыту, требуется устройство увеличения, чтобы четко определить отверстие протока для канюляции. Это может быть увеличительная лампа, линза, лупа или подобное устройство.
  8. Медленно вводите 300 мкл раствора с постоянной скоростью около 200 мкл/мин после полного введения иглы. Подождите 30 с после настаивания, чтобы извлечь иголку из канюлированного дерева; Это гарантирует, что впрыскиваемый объем остается в пределах проточного дерева и снижает вероятность утечки.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Как правило, один исследователь канюлирует и держит иглу, в то время как второй исследователь держит шприц и нажимает на поршень с желаемой скоростью. Для более контролируемого расхода можно использовать шприцевой насос, так как резкие изменения скорости инфузии могут привести к разрыву или повреждению протоковых деревьев.
  9. Смойте пролитый раствор влажной марлей или салфеткой EtOH, чтобы избежать попадания постороннего контрастного раствора на изображениях.

3. Рентгеноскопия

  1. Делайте рентгеноскопические снимки после инфузии каждого протокового дерева. Параметры рентгеноскопии: 30 кадров в секунду, 67 кВ и 17,3 мА на рентгеноскопическом рентгеноскопическом приборе. Тем не менее, корректируйте их в зависимости от эксперимента и потребностей в визуализации.
  2. Используйте рентгеноскопические изображения, чтобы определить, требуется ли дополнительный объем для полного заполнения протокового дерева.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Рентгеноскопия может проводиться в режиме реального времени одновременно с инфузией абляционного раствора. Металлические или пластиковые щипцы могут использоваться для удержания соски во время визуализации, чтобы защитить персонал от вредного рентгеновского излучения. Это позволяет контролировать заполнение протокового дерева (деревьев). Живая рентгеноскопия может определить, когда следует прекратить инфузию, основываясь на увеличенном объеме на концах альвеол. Рентгеноскопия после инфузии может подтвердить, было ли протоковое дерево полностью заполнено или была утечка. Подтверждающая рентгеноскопия обычно проводится после инфузии каждого протока в пределах одной и той же молочной железы.

4. Послеоперационный уход и восстановление

  1. Прекратите подачу изофлурана после последней внутрипротоковой инфузии.
  2. Внутримышечно вводят 0,5 мг/кг атипамезола.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Время восстановления варьируется у разных животных, но у кролика должны появиться признаки восстановления через 5-20 минут после инъекции.
  3. Обеспечьте животному непрерывную тепловую поддержку на согревающем одеяле до полного восстановления от анестезии. Поддерживайте приток кислорода в течение 5 минут перед снятием с анестезии.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Признаки выздоровления включают движения рта, такие как жевание, кашель, подергивание носа и/или движение глаз. Кролики должны обладать рефлексом выпрямления и быть в состоянии поддерживать себя в положении грудины до того, как их снова положат в восстановительную переноску. Восстановитель вводят исходя из веса кролика с диапазоном 0,1-1 мг/кг атипамезола.
  4. Введите 5 мг/кг кетопрофена подкожно.
  5. Удалите внутривенный катетер, как только кролик сможет удерживать себя в положении грудины. Поднесите марлевую салфетку к тому месту, где был удален катетер, чтобы остановить чрезмерное кровотечение.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Удаление катетера может происходить, когда кролик находится в переноске.
  6. Перевезите кролика обратно в соответствующее жилищное учреждение.
  7. Продолжайте подкожные инъекции 5 мг/кг кетопрофена в течение как минимум 3 дней после процедуры.
  8. Наблюдайте за кроликом на предмет признаков дискомфорта, дистресса, боли и членовредительства один раз в день в течение как минимум 3 дней после процедуры. Если у кролика проявляется какой-либо из этих клинических признаков, лечение кетопрофеном может быть продлено. Записывайте и контролируйте массу тела для оценки признаков анорексии.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Кетопрофен назначают в зависимости от веса кролика в диапазоне 2-5 мг/кг. Его можно вводить каждые 24 часа в течение 5 дней после внутрипротоковой инфузии для уменьшения воспаления и минимизации рубцевания. Чтобы свести к минимуму побочные эффекты, такие как изъязвления кожи или другие проблемы, связанные с заживлением ран, нанесите лидокаин местно на место инъекции. Любое животное, проявляющее постоянные признаки дискомфорта, дистресса, боли или травмы после лечения кетопрофеном, должно быть усыплено.

5. Анализ тканей

  1. Внутривенно вводят раствор эвтаназии (пентобарбитал натрия и фенитоин натрия) в дозе 100 мг/кг. Через 60 с проверьте признаки жизни путем пощипывания пальцев ног/ушей, признаков дыхания или сердцебиения, роговичного рефлекса и/или стимуляции зрачков.
  2. Проведите вскрытие для получения ткани молочной железы (молочных желез) и процесса для рутинной процедуры заделки парафина через 24-36 ч в 10% нейтральном буферизованном формалине18. Затем проводят стандартное окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) и/или иммуногистохимическое окрашивание маркером, специфичным для типа клеток, чтобы помочь в желаемых показаниях анализа18. Утилизируйте тушу в соответствии с надлежащим протоколом утилизации (например, сжигание).
  3. Анализируйте ткани молочной железы после консультации с патологоанатомом. Используйте компьютерную программу для количественной оценки скорости абляции и сопутствующего повреждения тканей.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Анализ тканей был проведен на 4-месячных кроликах новозеландской белой породы в течение одного часа после инфузии (Рисунок 4) с помощью программного обеспечения QuPath Open Software for Bioimage Analysis (https://qupath.github.io/). Этот анализ основан только на тканях, окрашенных H&E. QuPath или аналогичное компьютерное программное обеспечение требует ввода и калибровки патологоанатомом. Некоторые клетки могут быть неправильно классифицированы только по морфологическим признакам (рис. 4). Использование маркеров, специфичных для типа клеток, таких как цитокератины и α-гладкомышечный актин, может быть использовано для улучшения компьютерной классификации6. В конечном счете, анализ клеточной классификации должен быть курирован и проверен патологоанатомом.

Representative Results

Каждая из 8 молочных желез самки кролика содержит 4 протоковых дерева, которые открываются у независимых отверстий соска (рис. 2). Из-за разницы в размерах и количестве протоковых деревьев на молочную железу у грызунов (всего 1 проток на молочную железу), кролики являются хорошей промежуточной моделью для человеческого перевода. Мы можем ввести до 400 μL 10-70% раствора EtOH для заполнения всего протокового дерева любой молочной железы 4-месячных кроликов новозеландской белой породы (Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4 4,8,9). Аблятивным раствором можно ввести до 4 протоковых деревьев в 8 молочных желез за один сеанс. Типичный план эксперимента заключается во введении 2-3 протоковых деревьев в пределах одной молочной железы в 4 молочных железах специальным абляционным раствором, содержащим рентгеновское контрастное вещество на основе йода (Рисунок 2,  Рисунок 3). Для абляционного раствора, содержащего иогексол (90-300 мг йода/мл), рентгеноскопию проводят во время и/или после каждой инфузии для определения индивидуального успеха введения частичного или полного количества инфузионного раствора в каждом протоковом дереве (рис. 2, рис. 3). Забор ткани молочной железы позволяет оценить, как изменения в рецептуре влияют на разрушение эпителиальных клеток молочной железы (Рисунок 4). Эти визуализирующие анализы предоставляют информацию, позволяющую понять наиболее подходящее решение для достижения максимальной абляции при минимизации повреждения окружающих тканей. Мы определили, что 10% раствор EtOH обеспечивает сопоставимую скорость абляции с абляционными растворами, содержащими более высокий процент EtOH (рис. 4).

Figure 1
Рисунок 1: Рабочий процесс внутрипротоковой процедуры. Выделены ключевые этапы процедуры идентификации. Пожалуйста, посмотрите видео для получения более подробной информации. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Figure 2
Рисунок 2: Основные этапы внутрипротоковой канюляции и инфузии. (А) Инъекция физиологического раствора перпендикулярно соску для расширения отверстий протоков для канюляции (вид в срединной плоскости). (B) Канюляция и заполнение протокового дерева (D1) можно отслеживать с помощью синего красителя в абляционном растворе (вид в срединной плоскости). (C) Рентгеноскопическая визуализация в режиме реального времени обеспечивает точный мониторинг заполнения протокового дерева (D1) с высоким разрешением йогексолом в абляционном растворе (вид в дорсальной плоскости). Отверстия в виде дерева воздуховодов нумеруются слева направо, начиная с верхнего квадранта (D1, левый верхний квадрант) и заканчивая нижним квадрантом (D4, правый нижний квадрант). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Figure 3
Рисунок 3: Размер соски и успешная доставка абляционного раствора в несколько воздуховодов. Типичное представление размеров сосков у кроликов новозеландской белой породы. Размер соски варьируется в зависимости от веса и возраста кролика. Молочные железы пронумерованы от верхнего левого угла (L1, левый шейный) до нижнего правого (R8, правый паховый). Все изображения показаны в дорсальной плоскости. (A) Девственный кролик весом 2,8 кг (вверху) с меньшими сосками, трудно поддающийся канюлированию, девственный кролик весом 3,5 кг (средний) с подходящими сосками для канюляции, и многородящий кролик весом 4,1 кг (внизу) с большими сосками, который гораздо легче канюлируется. (В) Синий пищевой краситель в инфузионном растворе может быть использован in vivo в качестве доказательства внутрипротоковой доставки и заполнения протокового дерева. Неудачная инфузия обозначается красным контуром (доставка жирового пакета, верх), а успешные инфузии – синим контуром (внутрипротоковая доставка, середина и низ). 70% раствор EtOH вызывает больше повреждений кожи (эритема) через несколько минут после инфузии (темно-синий, средняя панель) по сравнению с 10% раствором (светло-голубой, нижняя панель). (В) Рентгеноскопия предоставляет in vivo доказательства внутрипротокового рода. Неудачная инфузия (доставка жирового пакета, верхняя панель). Успешная последовательная инфузия сначала протокового D1 и второго протокового дерева D2 (нижняя левая панель). Рентгеноскопия в реальном времени обеспечивает визуальное наведение на пломбирование (белыми стрелками) протокового дерева D3 (нижняя правая панель); Также видна линия разгибания, заполненная абляционным раствором, содержащим Iohexol, и щипцы для удержания соска. Масштабные линейки соответствуют 1 см на изображениях при разном увеличении. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Figure 4
Рисунок 4: Анализ тканей молочных желез у новозеландских белых кроликов после внутрипротоковой процедуры абляционным раствором на основе этанола. (A-B) Репрезентативное H&E-окрашивание правой паховой молочной железы 4-месячного животного без абляционного лечения по сравнению с правой паховой молочной железой другого животного с 10% абляционным лечением EtOH. Срезы тканей разрезаются по срединной плоскости, поэтому D1 и D3 (деревья левых протоков) представлены на одних и тех же срезах ткани. На снимке всей ткани (А) и снимке с большим увеличением (В) показаны морфологические и хроматические эффекты абляции EtOH на окрашивание H&E (верхние панели) и выведены классы эпителиальных и стромальных клеток на основе компьютерно обученного классификатора (нижние панели). Черная масштабная линейка соответствует 1 мм в А , а белая масштабная линейка — 100 мкм в В. (C) Линейка графика показывает распределение классов клеток в протоковых деревьях (n > 4 в группе), обработанных различными концентрациями EtOH или оставленных необработанными. Звездочками обозначено p-значение непарного t-критерия Уэлча для каждого класса клеток в каждой группе по сравнению с соответствующим классом клеток в группе с 10% EtOH (* <0,05, ** < 0,01, **** <0,0001). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Discussion

Авторам нечего раскрывать.

Disclosures

Этот протокол представляет собой процедуру инфузии под визуальным контролем в протоковую систему дерева молочной железы кролика. Мы демонстрируем контролируемую инфузию абляционного раствора на основе этанола рентгеноконтрастного вещества во все отверстия сосков с помощью рентгеноскопии в реальном времени.

Acknowledgements

Эта работа была поддержана, в частности, Национальным институтом рака R01 CA258314 грантом для LFS. Мы благодарны Ветеринарному медицинскому центру МГУ за использование их систем визуализации и техническому опыту (Люк Сиперда и Сьюзан Россер), MSU Campus Animal Resources за техническую помощь (Ребекка Уингет), а также основному центру Программы точного здравоохранения МГУ по анализу тканей и Центру количественного анализа и картирования биоэлементов МГУ (QBEAM) за техническую помощь.

Materials

10-кратное увеличительное стекло со светом и зажимом, большая гусиная шеяАмазонкаB0D982JCZ2Для визуализации сосков
Инсулиновые шприцы Exel InternationalНаучный центр Фишера14-841-31Для перипротоковых инъекций физиологического раствора
Объемные тупые иглы калибра 27 длина 0,5Инфузионные технологии SAIB27-50 100 СыпучийДля внутрипротоковой канюляции
Эванс синийСигмаЭ2129-50ГДля визуализации молочных желез
Рентгеноскопическая система рентгеновской визуализацииGE HealthCareDT-C31-01   Для получения изображений флуроскопии
Ветеринарное согревающее одеяло HotDogХотдогWC71VДля внутрипротоковой процедуры/предоперационной подготовки
Удлинители мужские-женские, длина 12 дюймовИнфузионные технологии SAIEXT-12Для внутрипротоковой процедуры
Omnipaque 500 мл (350 мг йода/мл)GE Healthcare0407-1414-72Контрастное вещество для рентгеновской визуализации (рентгеноскопии)
Стерильный синий пищевой красительМаккормик930641Для визуализации молочных желез
Стерильный фосфатно-солевой буфер (PBS)ТермоФишер14190250Для приготовления раствора
ШприцыБД309659Для внутрипротоковой инфузии
V-гельДоксинновентД30001 - 30006Для интубации (каталожный номер зависит от размера V-геля)
КетопрофенКоветрус#005488Для обезболивания
кетаминКоветрус71069Для обезболивания
Лидокаин для местного примененияКоверт70859Для обезболивания
ксилазинКоветрус80907Для анестезии
ЭвтасолКоветрус#009444Для эвтаназии
Лубрикант для глазКоветрус75848Для анестезии
атипамезолКоветрус82124Для анестезии
Банановые чипсыБио-Серв#F7161Для акклиматизации
Драгоценные камни FurityБио-Серв#F5136-1Для акклиматизации
Капли для йогуртаБио-Серв#F7200-1Для акклиматизации

References

  1. Siegel, R. L., Kratzer, T. B., Giaquinto, A. N., Sung, H., Jemal, A. Cancer statistics, 2025. CA Cancer J Clin. 75 (1), 10-45 (2025).
  2. Zaluzec, E. K., Sempere, L. F. Systemic and local strategies for primary prevention of breast cancer. Cancers. 16 (2), 148 (2024).
  3. Sapienza Passos, J., Dartora, V., Cassone Salata, G., Draszesski Malago, I., Lopes, L. B. Contributions of nanotechnology to the intraductal drug delivery for local treatment and prevention of breast cancer. Int J Pharm. 635, 122681 (2023).
  4. Kenyon, E., et al. Intraductal delivery and x-ray visualization of ethanol-based ablative solution for prevention and local treatment of breast cancer in mouse models. J Vis Exp. (182), e63457 (2022).
  5. Kenyon, E., et al. X-ray visualization of intraductal ethanol-based ablative treatment for prevention of breast cancer in rat models. J Vis Exp. (190), e64042 (2022).
  6. Kenyon, E., et al. Ductal tree ablation by local delivery of ethanol prevents tumor formation in an aggressive mouse model of breast cancer. Breast Cancer Res. 21 (1), 129 (2019).
  7. Zaluzec, E. K., et al. Tantalum oxide nanoparticles as versatile and high-resolution x-ray contrast agent for intraductal image-guided ablative procedure in rodent models of breast cancer. NPJ Imaging. 2 (1), 3 (2024).
  8. Chakravarty, S., et al. Tantalum oxide nanoparticles as versatile contrast agents for x-ray computed tomography. Nanoscale. 12 (14), 7720-7734 (2020).
  9. Robertson, N., et al. Omniparticle contrast agent for multimodal imaging: Synthesis and characterization in an animal model. Mol Imaging Biol. 25 (2), 401-412 (2023).
  10. Faguy, K. Ductography: When, how, and why. Radiol Technol. 92 (5), 487M-503M (2021).
  11. Sheiman, L. S., Levesque, P. H. The in's and out's of ductography: A comprehensive review. Curr Probl Diagn Radiol. 45 (1), 61-70 (2016).
  12. Hughes, K. Comparative mammary gland postnatal development and tumourigenesis in the sheep, cow, cat and rabbit: Exploring the menagerie. Semin Cell Dev Biol. 114, 186-195 (2020).
  13. Schöniger, S., Degner, S., Jasani, B., Schoon, H. -. A. A review on mammary tumors in rabbits: Translation of pathology into medical care. Animals. 9 (10), 762 (2019).
  14. Rawtani, H., et al. Whole mount preparation and analysis of rabbit mammary gland. Reprod Toxicol. 130, 108740 (2024).
  15. Clark, A., Bird, N. K., Brock, A. Intraductal delivery to the rabbit mammary gland. J Vis Exp. (121), e55209 (2017).
  16. Fiddler, T. J., Birkinshaw, M., Falconer, I. R. Effects of intraductal prolactin on some aspects of the ultrastructure and biochemistry of mammary tissue in the pseudopregnant rabbit. J Endocrinol. 49 (3), 459-469 (1971).
  17. Fusco, A., et al. V-Gel® Guided Endotracheal Intubation in Rabbits. Front Vet Sci. 8, 684624 (2021).
  18. Sempere, L. F., Zaluzec, E., Kenyon, E., Kiupel, M., Moore, A. Automated five-color multiplex co-detection of microRNA and protein expression in fixed tissue specimens. Methods Mol Biol. 2148, 257-276 (2020).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission

Play Video

Рентгенологическая визуализация внутрипротоковой абляционной инфузии на основе этанола для профилактики рака молочной железы на моделях кроликов
JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code