Stereotactic Intrakraniell Implantasjon og<em> In vivo</em> Bioluminescent Imaging av tumorxenotransplantater i en mus modell System of glioblastoma multiforme
Summary
Vi beskriver en integrert metode for den presise, stereotactic Implantering av humant glioblastoma multiforme celler i hjernen på nakne mus og etterfølgende serienummer<em> In vivo</em> Imaging å overvåke vekst og respons på behandling av de resulterende xenografter.
Abstract
Glioblastoma multiforme (GBM) er en høyverdig primære kreft i hjernen med en median overlevelse på bare 14,6 måneder hos mennesker tross standard tri-modalitet behandling bestående av kirurgisk reseksjon, postoperativ strålebehandling og Temozolomide kjemoterapi en. Nye terapeutiske tilnærminger er klart behov for å forbedre pasientens overlevelse og livskvalitet. Utviklingen av mer effektive behandlingsstrategier ville bli hjulpet av dyremodeller av GBM som rekapitulere sykdom hos mennesker, men la seriell imaging å overvåke svulsten vekst og behandlingsrespons. I denne artikkelen beskriver vi vår teknikk for nøyaktig stereotactic implantasjon av bio-bildeområdet GBM kreftceller i hjernen på nakne mus som resulterer i tumorxenotransplantater som rekapitulere viktige kliniske funksjoner i GBM 2. Denne metoden gir svulster som er reproduserbare og er lokalisert i presise anatomiske steder samtidig som in vivo bioluminescent imaging til serielt overvåke intrakranial xenograft vekst og respons til behandlinger 3-5. Denne metoden er også godt tolerert av dyr med lav perioperativ morbiditet og mortalitet.
Protocol
Discussion
Metoden for stereotactic implantasjon av kreftceller hos mus som er beskrevet i denne artikkelen genererer reproduserbart svulster som rimelig rekapitulere infiltrerende og rask vekst mønster av kliniske glioblastoma 2 multiforme, 6-8. Denne teknikken er spesielt godt egnet til eksperimenter stratifying mus jevnt til forskjellige behandlingsgrupper der reproduserbare svulster av sammenlignbar størrelse og biologiske egenskaper og i bestemte anatomiske steder er ønskelig. Stereotactic implantasjon av kreftc…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi er takknemlige for Dr. Andrew Hollander, Sara Davis, Lee Shuman, Tim Jenkins, og Dr. Xiangsheng Xu for deres eksperthjelp. Vi erkjenner støtte fra Dr. Ann Kennedy. BCB ble støttet på Radiation Biology Training Grant C5T32CA009677. JFD ble støttet på Burroughs Wellcome Career Award for medisinske forskere (1.006.792). JLB ble støttet på Supers stipend (5 R25 CA140116-03). Vi ønsker å erkjenne Dr. Steve Hahn som oppmuntring og støtte har bidratt til å gjøre vår forskning mulig. Vi vil også gjerne takke University of Pennsylvania Nano-Bio Interface Center (NBIC) og Dr. Dennis Discher for oppmuntring og nyttige kommentarer. Vi erkjenner Small Animal Imaging Facility (Saif) ved University of Pennsylvania for bruk av deres MR og optisk / Bioluminescens kjernefasiliteter. Disse teknikkene ble utviklet som en del av prosjektene som ble støttet av National Institutes of Health (RC1 CA145075 og K08 NS076548-01).
Materials
| Description | Supplier | Catalogue Number | Comments |
| Digital Just for Mouse Stereotaxic Instrument | Stoelting | 51730D | Stereotactic platform for mouse implantation |
| Ketamine/xylazine | Injectable anesthesia | ||
| Puralube Vet Ointment (ophthalmic) | Amazon.com | To prevent drying of the mouse’s eyes | |
| drill holder for the stereotactic platform | Stoelting | 51681 | |
| Micromotor Electric Drill | Stoelting | 51449 | For drilling through the skull |
| .45 mm carbide drill bit | Stoelting | 514551 | |
| Sterile cotton swabs | Fisher Scientific | 23-400-100 | |
| Glass bead dry sterilizer (Germinator 500) | Braintree Scientific | GER-5287 | To sterilize metal surgical instruments |
| Mouse rectal probe | Braintree Scientific | RET-3-ISO | Compatible with the temperature controller |
| Temperature Controller (TCAT-2DF) | Harvard Apparatus | 727561 | Temperature controller to maintain animal’s temperature during surgery |
| Small heating plate | Harvard Apparatus | 727617 | For use with temperature controller to warm mouse during surgery. The heating plate fits under the mouse on the stereotaxic platform. |
| Disposable Scalpels | BD Bard-Parker | 2015-11 | #10 scalpel |
| 10 microliter syringe | Hamilton | 7635-01 | For injection of tumor cells |
| 30 gauge needles, 1″ long, with flat point | Hamilton | Various | Must be compatible with the 10 μl syringe |
| Nanomite Programmable Syringe Pump | Harvard Apparatus | 704507 | Digital motorized syringe injector for stereotaxic device |
| Cellulose sterile surgical spear sponges | Ultracell | 40410 | To dry the surgical field |
| Bone wax | Ethicon | W31 | To seal the burr hole |
| Tissumend II synthetic absorbable tissue adhesive | Veterinary Products Laboratories | 3002931 | To seal the incision |
| Hot water pump with warming pad | Gaymar | TP-650 | Warms mice in post-operative period |
| IVIS Lumina II | Caliper Life Science | Bioluminescent imager | |
| D-Luciferin potassium salt | Gold Biotechnology | LUCK-1 | Luciferin for bioluminescent imaging |
References
- Stupp, R. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N. Engl. J. Med. 352, 987-996 (2005).
- Jacobs, V. L., Valdes, P. A., Hickey, W. F., De Leo, J. A. Current review of in vivo GBM rodent models: emphasis on the CNS-1 tumour model. ASN Neuro. 3, e00063 (2011).
- Shelton, L. M. A novel pre-clinical in vivo mouse model for malignant brain tumor growth and invasion. J. Neurooncol. 99, 165-176 (2010).
- Brehar, F. M. The development of xenograft glioblastoma implants in nude mice brain. J. Med. Life. 1, 275-286 (2008).
- Ozawa, T., James, C. D. Establishing Intracranial Brain Tumor Xenografts With Subsequent Analysis of Tumor Growth and Response to Therapy using Bioluminescence Imaging. J. Vis. Exp. (41), e1986 (2010).
- Radaelli, E. Immunohistopathological and neuroimaging characterization of murine orthotopic xenograft models of glioblastoma multiforme recapitulating the most salient features of human disease. Histol. Histopathol. 24, 879-891 (2009).
- Baumann, B. C. Enhancing the efficacy of drug-loaded nanocarriers against brain tumors by targeted radiation therapy. , (2012).
- Baumann, B. C. An integrated method for reproducible and accurate image-guided stereotactic cranial irradiation of brain tumors using the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP). Transl. Oncol. , (2012).
- Park, S. S. MicroPET/CT imaging of an orthotopic model of human glioblastoma multiforme and evaluation of pulsed low-dose irradiation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 80, 885-892 (2011).
- Szentirmai, O. Noninvasive bioluminescence imaging of luciferase expressing intracranial U87 xenografts: correlation with magnetic resonance imaging determined tumor volume and longitudinal use in assessing tumor growth and antiangiogenic treatment effect. Neurosurgery. 58, 365-372 (2006).
- Dinca, E. B. Bioluminescence monitoring of intracranial glioblastoma xenograft: response to primary and salvage temozolomide therapy. J. Neurosurg. 107, 610-616 (2007).
