הדמיה עם מודאלים מרובים זוהרים, פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה/חישובית טומוגרפיה של מיאלומה נפוצה מח עצם Xenografts בעכברים ליקר ביצים

Cancer Research

Your institution must subscribe to JoVE's Cancer Research section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

כאן נשתמש זוהרים, רנטגן, והדמיה פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה/שחושב טומוגרפיה ללמוד איך מעכבים פעילות mTOR משפיעה על engrafted-מח עצם מיאלומה גידולים במודל xenograft. דבר זה מאפשר ניתוחים פיזיולוגית הרלוונטיים, לא פולשנית, והן עם מודאלים מרובים של מיאלומה נגד ההשפעה של טיפולים מיקוד engrafted מח עצם מיאלומה גידולים ויוו.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Gastelum, G., Chang, E. Y., Shackleford, D., Bernthal, N., Kraut, J., Francis, K., Smutko, V., Frost, P. Multimodal Bioluminescent and Positronic-emission Tomography/Computational Tomography Imaging of Multiple Myeloma Bone Marrow Xenografts in NOG Mice. J. Vis. Exp. (143), e58056, doi:10.3791/58056 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

מיאלומה נפוצה (מ מ) גידולים engraft במח העצם (מוניטור), הישרדות והתקדמות שלהם תלויות לאינטרקציות מורכבות מולקולרית, תאית קיימים בתוך microenvironment הזה. עדיין microenvironment מוניטור לא יכול להיות בקלות משוכפל במבחנה, אשר פוטנציאל מגביל את הרלוונטיות הפיזיולוגיות של רבים במבחנה , שמחוץ ניסיוניות. נושאים אלה ניתן להתגבר על ידי ניצול מודל xenograft ב אילו לוציפראז (לוק)-תאים מ"מ 8226 transfected engraft במיוחד שלד העכבר. כאשר אלו עכברים מקבלים את המצע המתאים, D-luciferin, את ההשפעות של טיפול על הגידול והישרדות ניתן לנתח אותם על ידי מדידת שינויים של תמונות זוהרים (בלי) המיוצר על ידי גידולים בתוך vivo. נתונים אלה רבנות בלי בשילוב עם ניתוח פוזיטרונים (PET/CT) פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה/חישובית באמצעות הסמן מטבולית 2-deoxy - 2 - (18F) פטור-D-גלוקוז (18F-FDG) משמש כדי לעקוב אחר השינויים בחילוף החומרים גידול לאורך זמן. פלטפורמות הדמיה אלה מאפשרים למדידות לא פולשנית מרובות בתוך microenvironment הגידול/מוניטור.

Introduction

מ מ היא מחלה חשוכת מרפא של פלזמה ממאיר תאי-B לחדור ויטביע וגורמים להרס העצם, אנמיה, פגיעה כלייתית, זיהום. מ מ עד 10% - 15% של גידולים ממאירים hematological כל1 הנסיעה הוא הסרטן השכיח ביותר לערב את שלד2. הפיתוח של מ מ נובע השינוי oncogenic של תאים פלזמה מאריכים הנקבעים במרכזים נבטי של רקמות הלימפה לפני בסופו של דבר ביות מוניטור3. ויטביע מאופיין על-ידי נישות הטרוגנית מאוד; כולל רכיבים הסלולר מגוונות וקריטיים, אזורים של פו נמוך2 (היפוקסיה), vascularization נרחב, מורכבים מטריצות חוץ-תאית ציטוקין ורשתות פקטורי גדילה, אשר כולם לתרום tumorgenesis מ מ4. לפיכך, הפיתוח של מודל xenograft מ"מ המופץ מאופיין על ידי גידולים הם אך ורק engrafted ב ויטביע יהיה כלי רב עוצמה, הרלוונטית קלינית ללמוד מ מ פתולוגיה ויוו5,6. עם זאת, מכשולים טכניים רבים ניתן להגביל את האפקטיביות של רוב הדגמים xenograft, שהופך אותם יקר וקשה ליישם. זה כולל בעיות הקשורות engraftment גידול עקבי, לשחזור בתוך הגומחה מוניטור, זמן ממושך הגידול ופיתוח מגבלות ביכולת להתבונן ולמדוד ישירות שינויים של הגידול צמיחה/הישרדות ללא צורך להקריב עכברים במהלך ניסוי7,8.

פרוטוקול זה משתמש במודל xenograft ששונה בתחילה שפותח על-ידי. Miyakawa et al. 9, שבו התוצאה מהווה אתגר (IV) תוך ורידי עם תאים מיאלומה "המופץ" גידולים בעקביות ובאופן reproducibly engraft עכברים מוניטור של NOD/SCID/IL-2γ(null) (ליקר)10. הפריט החזותי בחיי עיר של גידולים אלה מושגת על ידי תרביות תאים יציב של הקו תא מ מ 8226 האנושי עם לוק אלל, באופן סדרתי מדידת השינויים רבנות בלי המיוצר על ידי אלו תאים סרטניים engrafted6. חשוב, מודל זה ניתן להרחיב לנצל שונים המבטאים לוק אנושי מ מ תא קווים אחרים (למשל, U266 ו- OPM2) עם נטייה דומה במיוחד engraft בשלד של עכברים NOG. הזיהוי של הגידולים על ידי הדמיה ביולומנאסן של העכברים לאחר מדידת ספיגת של הגששים radiopharmaceutical (כגון 18F-FDG) על ידי כן ביחד, דבר זה מאפשר אפיון נוסף של קריטי הביוכימי מסלולים (קרי, שינויים בחילוף חומרים, שינויים היפוקסיה ו של אינדוקציה של אפופטוזיס) בתוך microenvironment הגידול/מוניטור. נקודות החוזק העיקרי של מודל זה יכול להיות מודגשים בשל הזמינות של מגוון רחב של radiolabeled, זוהרים פלורסנט הגששים וסמנים שניתן ללמוד מ מ התקדמות, פתולוגיה בתוך vivo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל ההליכים בבעלי חיים המתוארים להלן אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה (IACUC) של מערכת הבריאות VA לוס אנג'לס רבתי, בוצעו בתנאים סטריליים ונטולת הפתוגן.

1. הכנת לבטא לוציפראז 8226 תאים (8226-לוק)

  1. לשמור על הקו האנושי תא מ מ, 8226, בינוני RPMI-1640 בתוספת 10% סרום שור עוברית (FBS) ו- 1% פניצילין-סטרפטומיצין ב 37 מעלות צלזיוס באווירה humidified המכיל 95% אוויר ו-5% פחמן דו-חמצני (CO2).
  2. ליצור תאים כתב 8226 לבטא לוק יציב על-ידי transfecting עונה 1 פרק 106 8226 תאים עם וקטור כתב לוציפראז ואחריו מבחר עם hygromycin (100-350 mg/mL) כאמור תיאר6.
  3. לשמור את התאים בתנאים סטנדרטיים סטרילי culturing במשך 2-3 שבועות, שינוי המדיום בכל יום, עד הקמת קו 8226 תא stably transfected נוצרה.
  4. לאשר את הפעילות לוציפראז במבחנה בעונה 1 פרק 106 transfected µL תאים/100 של פוספט buffered תמיסת מלח (PBS) על-ידי הוספת המצע לוציפראז, D-luciferin (150-µg/mL הפתרון עובד במדיום תרבות prewarmed), ומדידת ביולומינסנציה התאים מבחנה או צלחת 96-ובכן באמצעות luminometer6.

2. מודל Orthotopic Xenograft

  1. לשמור על עכברים ליקר (4-6 שבועות ישנים, זכר או נקבה) בתנאים סטריליים/פתוגן ללא במתקן המתאים טיפול בבעלי חיים.
  2. להכין את התאים transfected לוק 8226 הרביעי הזרקה לתוך העכברים ליקר (~ 5 x 106 תאים/עכבר) ביום של הניסוי. לשטוף את התאים 3 x ב- PBS קר כקרח, לספור אותם, resuspend אותם ב- PBS קר כקרח (מינוס אנטיביוטיקה FBS)-ריכוז הסופי של 5 x 106 תאים/200 µL ל- PBS) במבחנה סטרילית. להשאיר את התאים על הקרח ואתגר העכברים בהקדם האפשרי (תוך 30-120 דקות).
  3. עזים ומתנגד העכבר (עם איזופלוריין, 1% - 3% באוויר ב 0.5 - 1 ליטר/דקה) ומניחים את החיה במצב פרקדן על משטח חימום עם הראש הפונה לכיוון ההפוך. בדוק את רמת ההרדמה על ידי צובט את הבוהן. משחה אופטלמולוגיות חלות על העיניים.
  4. להזריק את התאים 8226-לוק העכברים דרך הווריד של זנב (µL 200 הזרקה) באמצעות מזרק אינסולין 1 מ"ל ו מחט 26-G.
    הערה: מנורת חימום יכול לשמש כדי לחמם את הזנב, ובכך את הווריד להרחבת והגברת היעילות של זריקות.
  5. להחזיר את החיה לכלוב שלהם הביתה ונטר את החיות עד הם התאוששו לגמרי.
  6. לאשר את engraftment של תאים 8226-לוק שלד העכבר על ידי מדידה של רבנות בלי מרדימים עכברים (המתוארים להלן, המוצגת באיור 1A).
    הערה: מוניטור exudates יכול גם להיות מוכתם על הביטוי CD45 האנושי באמצעות cytometry זרימה (איור 1B) או על-ידי את אימונוהיסטוכימיה שנקטפו עצם (איור 1C).

3. מדידה של רבנות בלי In Vivo

הערה: בדרך כלל, בלי מדיד של גידולים engrafted בעכברים יכול להיות שנצפו הראשון בין 10-20 ימים postchallenge, אבל זה אולי צריך להיקבע השפעול.

  1. עזים ומתנגד העכבר (עם איזופלוריין, 1% - 3% באוויר ב 0.5 - 1 ליטר/דקה), בדוק את רמת ההרדמה על-ידי צובט את הבוהן. משחה אופטלמולוגיות חלות על העיניים שלה.
  2. להזריק החיה IP (µL 200 הזרקה) של "אין ויוו-כיתה" D-luciferin המצע (30 מ"ג/מ"ל מעורבבת עם מלח סטרילית).
  3. למדוד את רבנות בלי בתוך 5-10 דקות, לאחר ההזרקה של המצע luciferin (למרות הפעילות רבנות בלי יכול להיות נצפות בעכברים עבור עד 45-60 דקות), על ידי הצבת החיה anesthetized במצב פרקדן במערכת ההדמיה קטנות-חיה (איור 2 ). בחרו זורח וניתוח רנטגן, לרכוש תמונות (איור 3).
    1. למדוד את קרינתו הממוצע (פוטונים/s/ס מ2/steradian) באזורים נבחרים עניין (ROIs) באמצעות תוכנת הדמיה (איור 4).
    2. להחזיר את החיה לכלוב שלו הביתה ולנטר אותה עד זה יש החלים לחלוטין (כ 15-20 דקות).

4. טיפול של העכברים עם טיפול ממוקד

  1. הבסיס רבנות בלי וכולן אקראי החיות לקבוצות טיפול (עכברים/קבוצה 4-8).
  2. פנקו העכברים עם זריקה IP (µL 200 הזרקה) של temsirolimus (0.2 - 40 מ"ג/ק"ג עכבר) באמצעות משטר של חמש זריקות יומיות IP ואחריו 2 ימים של מנוחה נוספים חמישה יומי זריקות11.
  3. למדוד את הפעילות לוציפראז (פוטונים/s/ס מ2/steradian) 2 x בשבוע כמתואר בסעיף 3 עלילה השינוי של רבנות בלי לאורך זמן. שינויים סרטניים רבנות בלי ניתן להציג כתמונות טורי של העכברים (איור 5B).
    הערה: מומלץ כי מדי יום ניטור של החיות להתבצע עד שהן מציגות מהתופעות הבאות (בדרך כלל תוך 45-60 ימי האתגר הראשונית): משקל הפסד (הפסד של יותר מ-10% ביחס המשקל לפני ההשתלה) ו/או הינד שיתוק גפיים, ובו בזמן הם צריך להיות מורדמים באמצעות תא2 CO ואחריו נקע בצוואר הרחם.

5. PET/CT ניתוח באמצעות 18F-FDG מודדים משתנה בחילוף החומרים הגידול

  1. מהר את בעלי החיים בכלוב בבית שלהם על-ידי הסרת את האוכל שלהם במשך 24 שעות לפני הניסוי כדי למנוע עודף ספיגת שאינם ספציפיים של 18F-FDG.
  2. להכין 18F-radiolabeled חיית המחמד של FDG רגשים (50-100 µCi הזרקה בתוך תמיסת מלח סטרילית) ביום של הניסוי. להקליט את הזמן ואת הפעילות של המכשיר 18F-FDG עם מיגון.
    הערה: בגלל 18F יש תוחלת חיים קצרה יחסית (~ 2 h), הכנה זהירה ותכנון לשימוש של רגשים אלו חייבים להקים.
  3. עזים ומתנגד החיה (עם איזופלוריין, 1% - 3% באוויר ב 0.5 - 1 ליטר/דקה) ולמקם אותו במצב פרקדן על משטח חימום עם הראש הפונה לכיוון ההפוך. בדוק את רמת ההרדמה על ידי צובט את הבוהן. משחה אופטלמולוגיות חלות על העיניים שלה.
  4. להזריק את החללית דרך וריד הזנב (µL 100 הזרקה) באמצעות מזרק אינסולין מסוככים 1 מ"ל ו מחט 26-G.
    הערה: מנורת חימום יכול לשמש כדי לחמם את הזנב, ובכך את הווריד להרחבת והגברת היעילות של זריקות.
  5. למדוד רדיואקטיביות שיורית במזרק/המחט במיגון ורשום את הפעילות ואת הזמן.
    הערה: התקינה של העכבר דגירה, המינון תזמון חיוני כדי להבטיח הפארמצבטית נתונים comparability.
  6. לשמור על העכברים תחת הרדמה, ב 37 ° C באמצעות כרית החימום במהלך כל תקופת בדיקה ספיגת (~ 45-90 דקות).
    הערה: חשוב כי העכברים יישארו השבתה הדרגתית, ב 37 ° C כדי למנוע ספיגת שאינם ספציפיים של המכשיר.
  7. . תארגן את הזריקות של המכשיר 18F-FDG להתרחש במרווחים של 20 - 30 דקות כדי להבטיח פעמים תיוג דומה בעכברים.
    הערה: זרימת עבודה נכונה ותזמון מהמזרקים בדיקה תגרום אופטימלית ותנאי הדמיה לשחזור.
  8. מודדים את הפעילות 18F-FDG PET/CT קטן-חיה הדמיה למערכת באזורים נבחרים עניין התואמים הגידולים engrafted (איור 6).
    הערה: בתחילה, חשיפה לחיות מחמד סטטי של 10 דקות וחשיפה CT 2-מין מומלצים, אבל הזמנים המדויקים חשיפה ייתכן שתצטרך להיקבע השפעול.
  9. להחזיר את החיות לכלובים הביתה, לפקח עליהם עד החלים לחלוטין. בית העכברים בחדר החזרה ייעודי עבור 24 שעות ביממה תוך נרקב בדיקה רמות הרקע.
    הערה: בגלל מחצית החיים הקצר של 18F, מדידות מרובות באמצעות בדיקה טרי יכול להתבצע בתדירות גבוהה כמו x 2 בשבוע.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

במחקרים טייס הראשונית, זריקות הרביעי של תאים 8226-לוק לתוך הנד/SCID עכברים לא לפתח גידולים BM-engrafted מ מ, למרות קשקשיים ממ גידולים היו בקלות נוצר (100% אחוזי הצלחה). לעומת זאת, אתגרים הרביעי עם תאים 8226 לתוך המשקה עכברים המופקים (במרחק של-15-25 ימים) גידולים השלד (ולא רק לעתים נדירות בנוי גידולים בתוך הרקמה הלא-השלד, כגון הכבד או הטחול). מאז גידולים שלד יכול לא להיות ויזואלית מאושרות על ידי פיזית בחינת החיות, שיטות אחרות היה להיחשב לאמת הגידול מצליח engraftment ואת המיקום של הגידולים בתוך ויטביע (איור 1). בדומה הדיווחים על ידי. Miyakawa et al. 9, IgG אנושי, המיוצר על ידי תאי 8226, יכול לזהות את הסרום של עכברים NOG מאותגר באמצעות אליסה (נתונים לא מוצג), למרות נתונים אלה רק אישר את engraftment ולא את מיקום או היקף הגידולים. טורי הדמיה של חיות מרובים מציג את ההתפלגות של גידולים BM-engrafted מ מ (איור 4). מתה על המיוצר על ידי אלה engrafted גידול התאים יכולים לאחר מכן באופן סדרתי, לא פולשני למדוד כדי להעריך שינויים הגידול והישרדות עכברים שטופלו את temsirolimus מעכב mTOR (איור 5). לבסוף, PET/CT ניתוח הקליטה של 18F-FDG בגידולים שימש כדי להדגים בתיווך temsirolimus שינויים בחילוף החומרים של גלוקוז, כי זה בקורלציה עם שינויים הגידול (איור 6). עם זאת, על-ידי stably transfecting תאים 8226 עם אלל לוציפראז, בשיתוף עם אופטי לדימות/X-ray ניתוח, המיקום המדויק ואת ההפצה של גידולים מ מ שלד העכבר יכול במהירות, לא פולשני להיקבע.

Figure 1
איור 1: אישור engraftment של לוק 8226 תאים שלד העכבר. (א) ליקר עכברים לערער עם 5 x 106 תאים 8226-LUC2 הרביעי (עכבר בצד השמאל) או עם תמיסת מלח (העכבר בצד הימין). לאחר 15 ימים, העכברים קיבלו זריקה IP של D-luciferin המצע, עם תמונה באמצעות מערכת הדמיה חיית-קטן. (B) העכברים הקריבו עצמות הירך שנאספו, תפליט הסלולר מוניטור היה נקצרו. הביטוי של CD45 האדם נקבע על ידי cytometry זרימה באמצעות נוגדן CD45 נגד מצומדת-PE. (ג) לוח זה מראה אימונוהיסטוכימיה קטעים טורי של העכבר עצמות הירך מוכתם היפוקסיה באמצעות pimonidazole (לוחות העליונה) או CD45 האנושית (בתחתית לוחות) בעכברים הם אתגר 8226 (לוחות נכון) או תמיסת מלח (שליטה; לוחות שמאלה). הכוכבית מציינת המיקום של כלי דם גדולים בסעיפים טורי. סרגל קנה מידה = 100 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: עכברים מרדימים את המשקה מציג את מיקום מערכת הדמיה לפני מדידה של רבנות בלי אות מ מח עצם-engrafted גידולים מ מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3: הגדרת הדמיה אופטית וניתוח רנטגן של האות ביולומנאסן שנאסף NOG עכברים. פעם החיות יש לדו-קרב בהצלחה engraftment של גידולים ויטביע אושרה, העכברים יכול להיות אקראי לקבוצות טיפול. בזמנים שונים במהלך הניסוי, ניתן לנטר את החיות לקראת שינויים רבנות בלי. מאחר שההליך לא פולשנית, התדירות של ניטור יכול להשתנות כדי לשקף את הצמיחה הצפויה של הגידולים, כמו גם כמה מהר התאים הסרטניים יגיב לטיפול. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4: טורי הדמיה של חיות מרובים מציג את ההתפלגות של גידולים מ מ מח עצם-engrafted. ניתן לזהות את האזורים של הריבית (ROI) עבור כל עכבר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 5
איור 5: שינויים רבנות בלי של גידולים engrafted בעכברים NOG במהלך משטר טיפולי אנטי-מ מ. (א) לוח זה מראה על שינוי בהזוהר הממוצע (p/s/ס מ2/ser) ב temsirolimus (עכבר 20 מ"ג/ק"ג)-עכברים NOG התייחס תיגר הרביעי עם 5 x 106 תאים. ברגע העכברים נצפו להיות חיובי עבור גידולים engrafted, הם חולקו באופן אקראי לקבוצות טיפול שונים. העכברים ניתנו חמש זריקות IP מדי יום, יומיים של מנוחה. ולאחר מכן, עם זריקות IP חמישה נוספים של temsirolimus (הסורגים על ציר ה-x מציינים ימי טיפול) או בקרת הרכב. בימים שונים, העכברים ניתנו IP זריקות של "אין ויוו-כיתה" D-luciferin, את מתה על נמדדה באמצעות פלטפורמת דימות אופטי. הערכים מייצגים את ± הממוצע radiance (p/s/ס מ2/ser) בר-סמך 95%. (B) עלילה זו קפלן-מאייר מציגה את השינוי באחוזים של העכברים ששרדו לאורך זמן. עכברים שהגיעו היו הקריטריונים קצה (קרי, אובדן משקל הגוף > 10% או שיתוק גפיים-הינד) היו מורדמים בצורה הומאנית. (ג) לוח זה מציג להחליפן בתמונות של עכברים המתבצעות בימים 28, 35, 40, מציג שינויים בפעילות לוק. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 6
איור 6: הדמיה טורי ושינויים היחסי תפיסה 18F-FDG מאת כן (א) לוח זה מראה טורי הדמיה של העכבר זהה עבור הדמיה ביולומינסנציה (אופטי לדימות/X-ray) ו- 18F-FDG ספיגת מאת מתה על כן נמדדה בעכברים מרדימים, ובוצע ההדמיה PET/CT של העכבר אותו 24 שעות מאוחר יותר. העכבר התענה בן לילה, ביום של המחקר, קיבל זריקה הרביעי של 50 µCi 18F-FDG. העכברים היו מתוחזקים תחת הרדמה במהלך הדגירה ספיגת בדיקה (60 דקות), לאחר מכן, נותחו עבור ספיגת 18F-FDG על ידי ניתוח PET/CT. גידולים (T1 ו T2) מסומנים. H = הלב, K = כליות, ו- B = שלפוחית השתן. (B) לוח זה מציג שינויים היחסי (באחוזים מתוך שליטה שאינו מטופל גידולים) תפיסה 18F-FDG בשליטה עכברים (ללא טיפול) או temsirolimus (עכבר 20 מ"ג/ק"ג)-מטופלים עכברים (נמדד ב ימים 22, 35, 40). המידע יוצג בתור הממוצע (n = 5 עכברים) ± 1 ש אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

למרות מגוון דגמים xenograft פרה של מ מ6,9,11,12,13, היכולת ללמוד את האינטראקציות הגידול/מוניטור בתוך microenvironment מוניטור נשאר קשה 14. מהטכניקות שתוארו כאן מאפשרים engraftment מהיר ולא לשחזור 8226-לוק גידולים של תאים בשלד של עכברים NOG.

השלבים הקריטיים של פרוטוקול זה מעורב הקמת שורות תאים מ מ לוציפראז לבטא את האימות של ביטוי יציב של לוציפראז במבחנה15. ברגע הקווים תא הוקמו ליקר עכברים מאותגרים על ידי הזרקת הרביעי, engraftment של גידולים כדי השלד אושר על ידי מדידה של רבנות בלי פעילות ויוו (בדרך כלל תוך 10-20 ימים postchallenge) (איור 1 א'). השימוש של עכברים NOG חשוב כי זנים immunodeficient אחרים (כגון הנד/SCID) לא עושים בדרך כלל בצורת גידולים engrafted-מוניטור. שיעור ההצלחה גבוהים יחסית של השרשה (> 90%) ואת פרק הזמן הקצר להתבונן אות מתה על חיובי הופך מודל זה לאידיאלי עבור ניתוח האורך והרוחב עם תפוקה גבוהה של שיטות טיפוליות אנטי-מ מ (איור 4). היבט חשוב נוסף של מודל זה הוא כי הקווים תא מ engrafted-מוניטור לשמור על התכונות שלהם אוטואימונית מורפולוגיים של הקווים תא אב (למשל, 8226, U266); יש תבניות צמיחה עקבית ומותאמת לשחזור והם מייצגים מאפיינים של החולה במחלות, כגון הגברת סרום פאראפרוטאין IgG האנושי רמות ואת היווצרות העצם נגעים.

היתרון של אסטרטגיה זו הוא הניצול של טכניקות הדמיה עוצמה אלה ללמוד שוב ושוב רכיבים הביוכימי והמולקולרי של microenvironment הגידול/מוניטור במהלך של התקדמות המחלה, בתגובה לטיפולים אנטי הגידול. בניסוי זה, מצאנו כי, מיקוד פעילות mTOR בעכברים עם גידולים engrafted-מוניטור מיאלומה גרמו לירידה מדידות זוהרים, זה יכול להיות שנצפו לאורך זמן. יתר על כן, מצאנו כי שינויי תפיסה של המכשיר 18F-FDG (איור 6B) בגידולים אלו אותו היו בקורלציה לשינויים בתוך האות זוהרים (איור 5B). רכיב קריטי נוסף של הליך זה הוא כי משתנים מרובים הביוכימי ניתן למדוד בתוך הגידול לאורך זמן. זה חשוב במיוחד כי התקדמות הגידול הוא תהליך דינמי מאופיין על ידי שינויים במאפיינים פיזיולוגיה, microenvironment הגידול. כך, הליך זה, בשל טבעה לא פולשנית, זמן מחצית החיים הקצר יחסית של הגששים, מאפשרת מספר ניתוחים האורך של שינויים בתגובה הגידול לטיפול.

לאחר שליטה בטכניקה, יישומים עתידיים של הטכניקה מציגים מידה רבה של גמישות. לדוגמה, השימוש של תגים זוהרים או פלורסנט אחרים (למשל, נוגדנים מתויגות fluorescently) יכול גם להיות מנוצל, יכלו שונים 18התווית על-ידי F הגששים, תרכובות radiopharmaceutical ללמוד ביוכימיים ספציפיים אחרים מסלולים או בתהליכי microenvironment הגידול/מוניטור. בגלל מחצית החיים הקצר של רבים של האלה radionucleotides, מדידות טורי מרובות עשוי להיות במהלך ניסוי מסוים ללמוד ספיגת התרופה, הפצה, קינטיקה, ריקבון. באמצעות מודל זה xenograft, היכולת של מ מ לנצל גליקוליזה אנאירובית מסלולים מטבוליים אחרים (קרי, סינתזה של חומצות שומן) באמצעות הגששים אחרים (למשל,18F-פטור-2deoxyglucose [18F-FDG] ו -18 F-fluoro-4-thia-palmitate [FTP])16,17, כמו גם את היכולת למדוד את ההשפעות האנטי-proliferative של טיפול באמצעות אחר נרחב בשימוש המכשיר (כלומר, 3'-deoxy-3'-[18נ] fluorothymidine [ 18F-FLT]) ניתן לכלול את העיצובים ניסיוני. בנוסף, ייתכן שתהיה אפשרות למדוד ישירות את מות תאים באמצעות 18B1 F Annexin כדי למדוד אפופטוזיס ויוו18. רבים של תרכובות אלו זמינים מסחרית.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

הסופר פרנסיס קווין הוא מועסק ע י מין הולל-אלמר.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי grant1I01BX001532 VA ההצטיינות מן ארצות הברית מחלקת ותיקי לענייני ביו מעבדות מחקר ומקבל שירות פיתוח (קריינות) P.F., ולאחר E.C. תמיכה (VA המדע קליני R & D שירות . ראויות I01CX001388 פרס), שיקום VA R & D שירות (I01RX002604 פרס הצטיינות). תמיכה נוספת הגיעה מענק זרע סגל אוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס כדי J.K. תכנים אלה ואינן מייצגות בהכרח את נופי את בנו המחלקה לענייני חיילים משוחררים או הממשלה.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
8226 human myeloma cell line ATCC CCL-155
NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ Mice (NOG) Jackson Labs 5557
VivoGlo Luciferin substrate Promega P1041
Hypoxyprobe-1Kit HPL HP1-100
PE-CD45 (clone H130) BD Biosciences 555483 Used for flow cytometry to identify human CD45+ tumor cells in BM exudate
rabbit anti-human CD45 (clone D3F8Q) Cell Signaling Technology 70527 Primary antibody used for Immunohistochemistry of excised bone
Goat Anti-rabbit IgG (HRP conjugated) ABCAM ab205718 Seconday antibody used for Immunohistochemistry of excised bone
Dual-Luciferase Reporter Assay System Promega E1910
pGL4.5 Luciferase Reporter Vector Promega E1310
IVIS Lumina XRMS In Vivo Imaging System Perkin Elmer
Sofie G8 PET/CT Imaging System Perkin Elmer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Raab, M. S., Podar, K., Breitkreutz, I., Richardson, P. G., Anderson, K. C. Multiple Myeloma. The Lancet. 374, (9686), 324-339 (2009).
  2. Galson, D. L., Silbermann, R., Roodman, G. D. Mechanisms of Multiple Myeloma Bone Disease. BoneKEy Reports. 1, 135 (2012).
  3. Anderson, K. C., Carrasco, R. D. Pathogenesis of Myeloma. Annual Review of Pathology. 6, 249-274 (2011).
  4. Reagan, M. R., Rosen, C. J. Navigating the Bone Marrow Niche: Translational Insights and Cancer-Driven Dysfunction. Nature Reviews Rheumatology. 12, (3), 154-168 (2016).
  5. Frost, P., et al. Mammalian Target of Rapamycin Inhibitors Induce Tumor Cell Apoptosis in Vivo Primarily by Inhibiting Vegf Expression and Angiogenesis. Journal of Oncology. 2013, 897025 (2013).
  6. Mysore, V. S., Szablowski, J., Dervan, P. B., Frost, P. J. A DNA-Binding Molecule Targeting the Adaptive Hypoxic Response in Multiple Myeloma Has Potent Antitumor Activity. Molecular Cancer Research. 14, (3), 253-266 (2016).
  7. Podar, K., Chauhan, D., Anderson, K. C. Bone Marrow Microenvironment and the Identification of New Targets for Myeloma Therapy. Leukemia. 23, (1), 10-24 (2009).
  8. Campbell, R. A., et al. Laglambda-1: A Clinically Relevant Drug Resistant Human Multiple Myeloma Tumor Murine Model That Enables Rapid Evaluation of Treatments for Multiple Myeloma. International Journal of Oncology. 28, (6), 1409-1417 (2006).
  9. Miyakawa, Y., et al. Establishment of a New Model of Human Multiple Myeloma Using Nod/Scid/Gammac(Null) (Nog) Mice. Biochemical and Biophysical Research Communications. 313, (2), 258-262 (2004).
  10. Ito, M., et al. Nod/Scid/Gamma(C)(Null) Mouse: An Excellent Recipient Mouse Model for Engraftment of Human Cells. Blood. 100, (9), 3175-3182 (2002).
  11. Frost, P., et al. In Vivo Antitumor Effects of the Mtor Inhibitor Cci-779 against Human Multiple Myeloma Cells in a Xenograft Model. Blood. 104, (13), 4181-4187 (2004).
  12. Asosingh, K., et al. Role of the Hypoxic Bone Marrow Microenvironment in 5t2mm Murine Myeloma Tumor Progression. Haematologica. 90, (6), 810-817 (2005).
  13. Storti, P., et al. Hypoxia-Inducible Factor (Hif)-1alpha Suppression in Myeloma Cells Blocks Tumoral Growth in Vivo Inhibiting Angiogenesis and Bone Destruction. Leukemia. 27, (8), 1697-1706 (2013).
  14. Fryer, R. A., et al. Characterization of a Novel Mouse Model of Multiple Myeloma and Its Use in Preclinical Therapeutic Assessment. PLoS One. 8, (2), e57641 (2013).
  15. Gould, S. J., Subramani, S. Firefly Luciferase as a Tool in Molecular and Cell Biology. Analytical Biochemistry. 175, (1), 5-13 (1988).
  16. Czernin, J., Phelps, M. E. Positron Emission Tomography Scanning: Current and Future Applications. Annual Review Medicine. 53, 89-112 (2002).
  17. Pandey, M. K., Bhattacharyya, F., Belanger, A. P., Wang, S. Y., DeGrado, T. R. Pet Imaging of Fatty Acid Oxidation and Glucose Uptake in Heart and Skeletal Muscle of Rats: Effects of Cpt-1 Inhibition. Circulation. 122, (21), (2010).
  18. Wang, M. W., et al. An in Vivo Molecular Imaging Probe (18)F-Annexin B1 for Apoptosis Detection by Pet/Ct: Preparation and Preliminary Evaluation. Apoptosis. 18, (2), 238-247 (2013).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics