RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
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
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
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
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Bu protokol, tavşan meme bezinin duktal ağaç sistemine görüntü kılavuzluğunda infüzyon için bir prosedür sunar. Floroskopi gerçek zamanlı görüntüleme ile X-ışını kontrast maddesi içeren etanol bazlı ablatif solüsyonun tüm meme açıklıklarına kontrollü infüzyonunu gösteriyoruz.
Meme kanseri, kadınlarda kansere bağlı ölümlerin ikinci önde gelen nedenidir. Ortalama riskli kadınlar için çok az proaktif müdahale olsa da, profilaktik mastektomi yüksek riskli kadınlar için en etkili, risk azaltıcı müdahaledir. Bununla birlikte, profilaktik mastektomi, çevredeki stroma, yağ dokusu ve/veya kas sistemi ile birlikte tüm meme epitel hücrelerini çıkaran invaziv bir prosedürdür. Genel araştırma hedefimiz, tüm duktal ağacı ablatif bir solüsyonla doldurarak meme epitel hücrelerini lokal olarak öldüren, invazif olmayan bir intraduktal (ID) uygulama prosedürü geliştirmektir. Daha önce, ablatif bir çözelti olarak etanolün ID iletiminin kemirgen modellerinde (fareler ve sıçanlar) etkili olduğunu göstermiştik. Bu protokol, tavşan meme bezinin çok kanallı ağaç sistemine bir X-ışını kontrast maddesi olarak ioheksol (90-300 mg / mL) içeren% 10-70 etanol çözeltisinin bir ID iletimini sunar. Çok kanallı bir sisteme sahip bir tavşanın (Oryctolagus cuniculus) meme bezi, diğer büyük hayvanlardan (örneğin inekler, koyunlar) daha çok insan göğsüne benzer. Bu tavşan protokolü, büyük hayvanlı bir ara modelde ölçeklenebilirlik, gerçek zamanlı görüntüleme ve çok kanallı bir ağaç sistemine kimlik teslimi gibi teknik zorlukları ele alır. Bu protokol, klinikte doğrudan uygulanabilecek aletler, malzemeler ve reaktiflerle floroskopi kılavuzluğunda çok kanallı bir ID iletimi oluşturur. Doku analizi, meme kanserinin birincil önlenmesi için bu ablatif prosedürün gelecekte insanda ilk kez değerlendirilmesi için bir başlangıç noktası olarak maksimal epitel ablasyonu ve minimum kollateral doku hasarı için etanol konsantrasyonunun optimize edilmesini sağlar.
Meme kanseri (BC), Amerika Birleşik Devletleri'nde kadınlar arasında en yaygın ve ikinci en yüksek kansere bağlı ölümdür. 2025 yılı tahminleri 316.950 yeni meme kanseri olacağını ve 42.170 kadının BC1'den öleceğini tahmin ediyor. Günümüzde bilateral profilaktik mastektomi BC'yi önlemede en etkili prosedürdür. Bununla birlikte, bu, meme karsinomunun ortaya çıktığı epitel hücrelerinin ve çevresindeki dokunun tamamen çıkarılmasını içeren oldukça invaziv bir prosedürdür. İnvazivliğinin yanı sıra bu prosedürün psikolojik ve sosyal etkisi nedeniyle, yüksek riskli kadınların %50'sinden azı risk azaltıcı mastektomi geçirmektedir2. Biz ve diğerleri, mevcut önleme ve tedavilere alternatif olarak kemirgen modellerinde 2,3 meme kanserinin birincil önlenmesi ve/veya lokal tedavisi için intraduktal (ID) dağıtım prosedürleri geliştirdik. Etanol (EtOH), iyi kurulmuş ve venöz malformasyonların tedavisi için sklerozan ajanlar ve bazı kanserlerin lokal tedavisi için ablatif bir ajan olarak kullanılan düşük bir toksisite ve güvenlik profiline sahiptir3. Tipik olarak, bu klinik prosedürlerde birkaç mililitre EtOH infüze edilir veya %90-100 konsantrasyonda verilir. Önceki çalışmamızda, %70 EtOH'nin doğrudan fare ve sıçan modellerinin duktal ağaç sistemine verilmesi, bitişik normal dokuya sınırlı hasar vererek meme epitel hücrelerinin kimyasal olarak kesilmesinde ve meme tümörü oluşumunun önlenmesinde etkili olmuştur 4,5,6,7. Bu prosedür, daha büyük bir lümen hacmi/lümen epitel hücre yüzey alanı oranına sahip bir tavşanın daha büyük duktal ağaç sistemine ölçeklendirildiğinden, daha düşük bir EtOH yüzdesine (%10 ila %70) sahip bir çözeltinin ablatif özelliklerini araştırıyoruz. Klinik çeviriye dikkat ederek, epitel hücrelerini ablasyonda etkili olan en düşük etanol yüzdesinin en iyi tolere edilen ve en iyi güvenlik profiline sahip olacağını düşünüyoruz.
Ablatif solüsyonun meme epitel hücreleri ile doğrudan temas ettiğini garanti etmek için tam duktal ağaç dolgusunun doğrulanması gereklidir. Kemirgen modellerinde daha önce yaptığımız çalışmalarda, işlemden sonra mikroBT görüntüleme ile infüze edilmiş duktal ağaç(lar)ın X-ışını görselleştirmesi kullanılmıştır. Hayvanı görüntüleme için uyuşturmak, aktarmak, ayarlamak ve konumlandırmak için gereken zaman aralığı nedeniyle, FDA onaylı Omnipaque (iohexol) veya benzeri iyot içeren hızlı yayılan kontrast maddeler, kemirgenlerdeduktal ağaç görselleştirmesi için uygun değildi 6,8. Nanopartikül bazlı kontrast maddelerinin, özellikle tantal oksit nanokristali içerenlerin, daha yavaş yayıldığını ve kemirgenlerdeduktal ağaç görselleştirmesi için daha uygun olduğunu bulduk 6,7,8,9. Bununla birlikte, mikroCT görüntüleme ile yapılan bu posteriori doğrulama, infüze edilen hacim miktarını izlememize veya kontrol etmemize izin vermez ve duktal ağaç görselleştirmesi için duktografi10,11 gibi klinik olarak belirlenmiş tanı prosedürlerinden sapar. Bu nedenle, bu ID prosedürünü insanlara çevirmenin teknik fizibilitesini oluşturmanın önemli bir adımı, meme bezlerinin artan boyutu ve karmaşıklığına sahip bir hayvan modelinde aşılanmış duktal ağacın gerçek zamanlı floroskopi görselleştirmesini göstermektir. Bu protokol, bu ablatif prosedürü kemirgenlerden 4,5'ten tavşan modellerine kadar ölçeklendirir. Evrimsel, anatomik ve fizyolojik olarak, tavşan meme bezleri, kemirgenlerden veya inekler ve koyunlar gibi diğer büyük hayvan modellerinden daha çok insan göğüslerine benzer 12,13,14. Dişi tavşanlar, her biri dört duktal ağaç içeren dört çift meme bezine sahipken, kemirgenlerde meme bezi başına sadece bir duktal ağaç bulunur. Tavşan meme uçları, insanda ilk klinik araştırmalarda klinik duktografide kontrast maddenin ID uygulamasına benzer bir prosedür kullanılarakkanüle edilebilir 15,16. Bu nedenle, tavşanlar, bu ID ablatif prosedürünün insanlara translasyonel uygulaması için pratik ve ilgili bir ara büyük hayvan modeli sağlar. Bu protokol, kemirgen modellerinde ele alınamayan çok kanallı bir ağaç sisteminin kimlik teslimi ve in vivo görüntülemesinin teknik zorluklarını ele almaktadır. Bu protokol, duktal ağaçların görselleştirilmesi için mevcut klinik uygulamalarla uyumlu aletler, reaktifler ve materyaller kullanır. Bu nedenle, ioheksol içeren etanol bazlı ablatif solüsyonun floroskopi kılavuzluğunda infüzyonu için tarif edilen prosedür, insanda ilk klinik çalışmalarda kolayca uygulanabilir ve değerlendirilebilir.
Bu yöntem, bir tavşanda bir veya daha fazla meme bezinin dört duktal ağacının tümünü tek seansta kontrast madde içeren etanol bazlı ablatif bir solüsyonla başarılı bir şekilde kanüle etmek ve sırayla infüze etmek için laboratuvarımızda uygulanmıştır (Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3). Bu yöntem, ablatif solüsyonun bir floroskopi masasında 27 G'lik küt uçlu bir tavşan iğnesi (4 aylık bakire) ile doğrudan kanüllü meme açıklığına infüze edilmesini içerir. Bu prosedür, genel anestezi (izofluran) altında, işlem öncesi ve sonrası antiinflamatuar tedavi (ketoprofen, steroid olmayan antiinflamatuar ilaç) ile birlikte bir hayvana gerçekleştirilir. Floroskopi görüntüleme, duktal ağacın dolumunu gerçek zamanlı olarak izlememize, dağıtılan hacmin hızını ve miktarını kontrol etmemize ve/veya her bir ağaç sisteminde kimlik dağıtımının ne kadar başarılı olduğunu belirlememize olanak tanır (Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3). Bu floroskopi tekniği, ablatif tedavinin görüntü rehberliği için amaçlanan klinik uygulamaya daha yakındır ve hastaya uygulanan genel radyasyon dozunun sınırlandırılmasına yardımcı olabilir. Bu protokol, FDA onaylı Omnipaque'ın (iohexol) tavşan duktal ağacının ilk dolumunu görselleştirmek için uygun bir kontrast madde olduğunu göstermektedir (Şekil 3). Brüt inceleme ve histolojik analiz ile yapılan gözlemler, %70'lik bir etanol konsantrasyonunun duktal ağacın içinde ve dışında ve meme bezi yapısının ötesine uzanan hızlı doku hasarına neden olduğunu göstermektedir (Şekil 3). %10-40 aralığındaki etanol konsantrasyonu, %70 etanole göre daha düşük kollateral doku hasarı ile yeterli epitel hücre ablasyonu sağlar (Şekil 4). İnsan hastalarda klinik değerlendirmesi için ablatif solüsyonun optimal parametrelerini belirlemek için ablatif solüsyon başına uygun şekilde güçlendirilmiş grup büyüklüğü ve zamanlanmış doku koleksiyonları ile bu prosedürü kullanan boylamsal çalışmalar gerekecektir.
Açıklanan tüm deneyler, Michigan Eyalet Üniversitesi'ndeki Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanan protokoller kapsamında gerçekleştirildi. Tavşanlara (Oryctolagus cuniculus), AAALAC onaylı bir tesiste Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu ve USDA Hayvan Refahı Yasası uyarınca bakıldı.
NOT: Bu yöntem, ticari kaynaklardan elde edilen yaş (4 ay ila > 1 yıl) ve ağırlık (2,6 ila 4,2 kg) arasında değişen bakire (nullipar) ve emekli damızlık (multipar) Yeni Zelanda Beyaz hayvanlarında gerçekleştirilmiştir. Deneyimlerimize göre, ağırlığa göre belirlenen hayvanın boyutu, meme uçlarının boyutunu tahmin etmek için hayvanın yaşından daha güvenilirdir. Genellikle 3,3 kg'dan daha ağır olan hayvanlar, kanülasyon için uygun meme uçları ile başvururlar. Aşağıda açıklanan protokol, uzun vadeli etkinlik, yara iyileşmesi, toksisite ve güvenlik çalışmaları için daha uygun olduklarından, 4-5 aylık ve ağırlığı 3,3 kg'dan fazla olan bakire hayvanlara odaklanmaktadır.
1. Ameliyat öncesi hazırlık
2. İntraduktal İnfüzyon
3. Floroskopi görüntüleme
4. Ameliyat sonrası bakım ve iyileşme
5. Doku analizi
Dişi bir tavşanın 8 meme bezinin her biri, bağımsız meme deliklerinde açılan 4 duktal ağaç içerir (Şekil 2). Kemirgenler arasında meme bezi başına düşen duktal ağaçların boyutu ve sayısı farkı nedeniyle (meme bezi başına sadece 1 kanal), tavşanlar insan çevirisi için iyi bir ara modeldir. 4 aylık Yeni Zelanda Beyaz tavşanlarının herhangi bir meme bezinin tüm duktal ağacını doldurmak için 400 μL'ye kadar% 10-70 EtOH çözeltisi infüze edebiliriz (Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3, Şekil 4 4,8,9). Tek seansta 8 meme bezine kadar 4 duktal ağaca ablatif solüsyon aşılayabiliyoruz. Tipik bir deneysel tasarım, tek bir meme bezi içindeki 2-3 duktal ağacın, 4 meme bezine kadar İyot bazlı X-ışını kontrast maddesi içeren özel bir ablatif çözelti ile aşılanmasından oluşur (Şekil 2, Şekil 3). İoheksil içeren (90-300 mg İyot / mL) ablatif çözelti için, her duktal ağacın kısmi veya tam miktarda infüze edilmiş çözelti ile infüze edilmesinin bireysel başarısını belirlemek için her infüzyon sırasında ve / veya sonrasında floroskopi yapılır (Şekil 2, Şekil 3). Meme bezi dokusunun toplanması, formülasyondaki değişikliklerin meme epitel hücrelerinin yıkımını nasıl etkilediğinin değerlendirilmesini sağlar (Şekil 4). Bu görüntüleme analizleri, çevredeki doku hasarını en aza indirirken maksimum ablasyona ulaşmak için en uygun çözümü anlamak için bilgi sağlar. EtOH solüsyonunun, daha yüksek oranda EtOH içeren ablatif solüsyonlarla karşılaştırılabilir bir ablatif oran sağladığını belirledik (Şekil 4).

Şekil 1: İntraduktal prosedürün iş akışı. Kimlik prosedürünün temel adımları vurgulanmıştır. Daha fazla ayrıntı için lütfen videoyu izleyin. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: İntraduktal kanülasyon ve infüzyonun temel adımları. (A) Kanülasyon için duktal açıklıkları genişletmek için meme ucuna dik salin enjeksiyonu (medyan düzlem görünümü). (B) Bir duktal ağacın (D1) kanülasyonu ve doldurulması, ablatif solüsyonda (medyan düzlem görünümü) mavi boya ile izlenebilir. (C) Gerçek zamanlı floroskopi görüntüleme, ablatif solüsyonda (dorsal düzlem görünümü) ioheksol ile duktal ağaç dolgusunun (D1) hassas ve yüksek çözünürlüklü izlenmesini sağlar. Duktal ağaç açıklıkları, üst kadrandan (D1, sol üst kadran) başlayıp alt kadranda (D4, sağ alt kadran) bitecek şekilde soldan sağa numaralandırılmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Emzik boyutu ve ablatif solüsyonun birden fazla kanala başarılı bir şekilde verilmesi. Yeni Zelanda Beyaz tavşanlarında meme boyutlarının tipik sunumu. Meme ucu boyutu tavşanın ağırlığına ve yaşına göre değişir. Meme bezleri sol üstten (L1, sol servikal) sağ alta (R8, sağ kasık) doğru numaralandırılmıştır. Tüm görüntüler dorsal düzlemde gösterilir. (A) Daha küçük meme uçlarına sahip, kanüle edilmesi zor 2,8 kg bakire tavşan (üstte), kanülasyon için uygun meme uçlarına sahip 3,5 kg bakire tavşan (ortada) ve daha büyük meme uçlarına sahip 4,1 kg multipar tavşan (altta), kanüle edilmesi çok daha kolaydır. (B) İnfüze edilen çözeltideki mavi gıda boyası, intraduktal doğum ve duktal ağaç dolgusunun in vivo kanıtı olarak kullanılabilir. Başarısız infüzyon kırmızı bir çerçeveyle (yağ yastığı dağıtımı, üstte) ve başarılı infüzyonlar mavi bir çerçeveyle (intraduktal dağıtım, orta ve alt) gösterilir. p'lik bir EtOH solüsyonu, infüzyondan dakikalar sonra (koyu mavi, orta panel) 'luk bir solüsyona (açık mavi, alt panel) kıyasla cilde (eritem) daha fazla zarar verir. (C) Floroskopi, intraduktal doğumun in vivo kanıtını sağlar. Başarısız infüzyon (yağ yastığı iletimi, üst panel). Önce D1 duktal ve ikinci olarak D2 duktal ağacının başarılı ardışık infüzyonu (sol alt panel). Canlı floroskopi, D3 duktal ağacının (sağ alt panel) doldurulması (beyaz oklar) için görüntü rehberliği sağlar; ioheksol içeren ablatif solüsyon ile doldurulmuş uzatma hattı ve meme başını tutmak için forseps de görülebilir. Ölçek çubukları, farklı büyütme oranlarındaki görüntülerde 1 cm'ye karşılık gelir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Yeni Zelanda Beyaz tavşanlarında etanol bazlı ablatif solüsyon ile intraduktal işlem sonrası meme bezlerinin doku analizi. (A-B) Ablatif tedavi olmaksızın 4 aylık bir hayvanın sağ kasık meme bezinin temsili H&E boyaması, başka bir hayvanın sağ kasık meme bezine EtOH ablatif tedavi ile karşılaştırıldığında. Doku dilimleri medyan düzlem boyunca kesilir, böylece D1 ve D3 (sol duktal ağaçlar) aynı doku kesitlerinde temsil edilir. Tüm doku görünümü (A) ve yüksek büyütme görünümü (B), EtOH ablasyonunun H&E boyama (üst paneller) üzerindeki morfolojik ve kromatik etkilerini gösterir ve bilgisayar destekli eğitimli sınıflandırıcıya (alt paneller) dayalı olarak epitel ve stromal hücre sınıflarını çıkarır. Siyah ölçek çubuğu A'da 1 mm'ye ve beyaz ölçek çubuğu B'de 100 μm'ye karşılık gelir. (C) Grafik çubuğu, farklı konsantrasyonlarda EtOH ile muamele edilen veya tedavi edilmeden bırakılan duktal ağaçlarda (grup başına n > 4) hücre sınıfı dağılımını gösterir. Yıldız işaretleri şunu gösterir: p değeri eşleştirilmemiş Welch'in t-testi EtOH ile tedavi edilen gruptaki eşleşen hücre sınıfına kıyasla grup başına her hücre sınıfının (* <0.05, ** < 0.01, **** <0.0001). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Bu protokol, tavşan meme bezinin duktal ağaç sistemine görüntü kılavuzluğunda infüzyon için bir prosedür sunar. Floroskopi gerçek zamanlı görüntüleme ile X-ışını kontrast maddesi içeren etanol bazlı ablatif solüsyonun tüm meme açıklıklarına kontrollü infüzyonunu gösteriyoruz.
Bu çalışma kısmen Ulusal Kanser Enstitüsü R01 CA258314 LFS'ye hibe ile desteklenmiştir. Görüntüleme sistemlerini ve teknik uzmanlıklarını kullandıkları için MSU Veteriner Tıp Merkezi'ne (Luke Syperda ve Susan Rosser), teknik yardım için MSU Kampüs Hayvan Kaynakları'na (Rebecca Winget) ve teknik yardım için MSU Hassas Sağlık Programı Doku Analizi çekirdek tesisine ve MSU Kantitatif Biyo Element Analizi ve Haritalama (QBEAM) Merkezi'ne minnettarız.
| Işıklı ve kelepçeli 10X büyüteç, büyük boynu | Amazon | B0D982JCZ2 | Meme ucu görselleştirmesi için |
| Exel Uluslararası İnsülin Şırıngaları | Fisher Bilimsel | 14-841-31 | Periduktal salin enjeksiyonu için |
| Toplu kör iğneler ölçer 27 uzunluk 0.5 | SAI İnfüzyon Teknolojileri | B27-50 100 Dökme | İntraduktal kanülasyon için |
| Evans mavisi | Sigma | E2129-50G | Meme bezi görselleştirmesi için |
| Floroskopik X-ışını görüntüleme sistemi | GE Sağlık Hizmetleri | DT-C31-01 | Floroskopi görüntü alımı için |
| HotDog veteriner ısıtma battaniyesi | Hotdog | WC71V | İntraduktal prosedür/ameliyat öncesi hazırlık için |
| Erkek-dişi uzatma hatları, uzunluk 12 inç | SAI İnfüzyon Teknolojileri | HARİCİ-12 | İntraduktal prosedür için |
| Omnipaque 500 mL (350 mg İyot/mL) | GE Sağlık | 0407-1414-72 | X-ışını görselleştirmesi için kontrast madde (floroskopi) |
| Steril mavi gıda boyası | Mccormick | 930641 | Meme bezi görselleştirmesi için |
| Steril fosfat tamponlu salin (PBS) | Termo Fisher | 14190250 | Çözelti hazırlama için |
| Şırınga | BD | 309659 | İntraduktal infüzyon için |
| V-jel | Docsinnovent | D30001 - 30006 Serisi | Entübasyon için (katalog numarası V-jel boyutuna bağlıdır) |
| Ketoprofen | Koyu Renkli | #005488 | Analjezi için |
| ketamin | Koyu Renkli | 71069 | Analjezi için |
| Topikal lidokain | Covertus | 70859 | Analjezi için |
| ksilazin | Koyu Renkli | 80907 | Anestezi için |
| Euthasol | Koyu Renkli | #009444 | Ötenazi için |
| Göz Yağlayıcı | Koyu Renkli | 75848 | Anestezi için |
| atipamezole | Koyu Renkli | 82124 | Anestezi için |
| Muz Cipsi | Biyo-Serv | #F7161 | İklimlendirme için |
| Furity Taşları | Biyo-Serv | #F5136-1 | İklimlendirme için |
| Yoğurt Damlaları | Biyo-Serv | #F7200-1 | İklimlendirme için |