El uso de la tomografía computarizada-Micro para la evaluación del desarrollo del tumor y Seguimiento de la respuesta al tratamiento en un modelo de ratón de cáncer de pulmón
Summary
We describe a method for the detection of tumor nodule development in the lungs of an adenocarcinoma mouse model using micro-computed tomography and its use for monitoring changes in nodule size over time and in response to treatment. The accuracy of the assessment was confirmed with end-point histological quantification.
Abstract
Lung cancer is the most lethal cancer in the world. Intensive research is ongoing worldwide to identify new therapies for lung cancer. Several mouse models of lung cancer are being used to study the mechanism of cancer development and to experiment with various therapeutic strategies. However, the absence of a real-time technique to identify the development of tumor nodules in mice lungs and to monitor the changes in their size in response to various experimental and therapeutic interventions hampers the ability to obtain an accurate description of the course of the disease and its timely response to treatments. In this study, a method using a micro-computed tomography (CT) scanner for the detection of the development of lung tumors in a mouse model of lung adenocarcinoma is described. Next, we show that monthly follow-up with micro-CT can identify dynamic changes in the lung tumor, such as the appearance of additional nodules, increase in the size of previously detected nodules, and decrease in the size or complete resolution of nodules in response to treatment. Finally, the accuracy of this real-time assessment method was confirmed with end-point histological quantification. This technique paves the way for planning and conducting more complex experiments on lung cancer animal models, and it enables us to better understand the mechanisms of carcinogenesis and the effects of different treatment modalities while saving time and resources.
Introduction
El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte por cáncer en todo el mundo 1. La investigación sobre la prevención, detección temprana y el tratamiento del cáncer de pulmón está en curso en muchos centros de investigación en todo el mundo 2,3. Varios modelos animales para el cáncer de pulmón se han desarrollado, y han demostrado ser útiles en el estudio de los mecanismos de la carcinogénesis de pulmón y la célula de origen, en la determinación de la presencia de células madre de cáncer, y en el examen de diversas nuevas estrategias terapéuticas 4. Los modelos anteriores se basaban en la iniciación del tumor cancerígeno inducida por cepas sensibles de ratones 5. El desarrollo de modelos de ratones transgénicos knockout y en el que se presenta el cáncer de pulmón como resultado de lesiones genéticas manipuladas específicamente ha mejorado sustancialmente nuestra capacidad de controlar la inducción de tumores y varios aspectos mímicos de cáncer de pulmón humano 4. Sin embargo, un reto importante en el uso de modelos animales de cáncer de pulmón es la ausencia de un método en tiempo real aidentificar con precisión y controlar la aparición y el desarrollo de tumores en los pulmones del ratón y para documentar cualquier cambio ulterior en sus tamaños, tales como su continuo crecimiento o reducción en la respuesta a los tratamientos. Esto ha obligado a los investigadores que recurrir a varias tiempo, esfuerzo, y las técnicas que consumen muchos recursos para identificar los tumores y para evaluar sus resultados experimentales. La presencia de la variación inherente inter-ratón en respuesta a la inducción de tumores requiere el uso de un gran número de animales en cada grupo experimental para reducir la variabilidad de los datos. La incapacidad para evaluar el crecimiento del tumor o la respuesta al tratamiento en tiempo real, ha obligado a los investigadores a la eutanasia a ciegas ratones en varios puntos de tiempo en los protocolos experimentales prolongados para garantizar que van a recoger los datos correctos, lo que resulta en la pérdida de recursos de las muestras recogido en los puntos de tiempo que son demasiado temprano o demasiado tarde.
En el presente estudio, un método para explotar una pequeña animal micro-cLa tomografía omputed (micro-TC) para detectar y seguimiento de tumores de pulmón en ratones vivos se introduce. Utilizamos nuestra reciente descripción SFTPC-rtTA y Tre-Fgf9-IRES-EGFP-dobles transgénicos (DT) ratones que rápidamente presenta adenocarcinoma de pulmón después de la inducción con doxiciclina 6,7. El uso de micro-CT nos permite (entre otras cosas) excluyen los ratones con alteraciones pulmonares aberrantes antes de la inducción, confirmar el desarrollo de nódulos tumorales en el pulmón después de la inducción, y observar los cambios en los nódulos tumorales en respuesta a los tratamientos experimentales. Punto final de la eutanasia de los ratones y evaluación histológica confirmó la exactitud de la evaluación en tiempo real realizada con micro-CT. Creemos que esta técnica allanar el camino para la realización de experimentos mejor planificados utilizando modelos animales de cáncer de pulmón, mientras que el ahorro de recursos valiosos, acortando el tiempo de observación y aumentar la precisión y la comprensión de los resultados.
Protocol
Representative Results
Discussion
El método basado en micro-CT se describe aquí para la identificación en tiempo real de las alteraciones pulmonares y el seguimiento del desarrollo de nódulos tumorales y la respuesta al tratamiento en modelos animales de cáncer de pulmón permitirá a los científicos que están llevando a cabo experimentos relacionados con el cáncer de pulmón para planificar más experimentos precisos y eficientes, ahorrando tiempo y recursos. Hemos utilizado anteriormente MRI para el mismo propósito 6. La claridad d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por una subvención-en-Ayudas de JSP KAKENHI de AEH (Grant número 25461196) y la tuberculosis (Grant números 23390218 y 15H04833) y los Institutos Nacionales de Salud de subvención HL111190 (DMO). Los autores desean reconocer Miyuki Yamamoto por sus esfuerzos en ayudar con la determinación del genotipo de los animales y la preparación de las secciones histológicas. Estamos muy agradecidos a los recursos de investigación en colaboración, Facultad de Medicina, Universidad de Keio de apoyo técnico y reactivos.
Materials
| micro-X-ray–computed tomography | Rigaku | R_mCT2 | |
| NanoZoomer RS Digital Pathology System | Hamamatsu | RS C10730 | |
| NDP.view2 Viewing software | Hamamatsu | U12388-01 | http://www.hamamatsu.com/jp/en/U12388-01.html |
| Isoflurane Vaporizer – Funnel-Fill | VETEQUIP | 911103 | |
| Induction chamber, 2 Liter W9.5×D23×H9.5 | VETEQUIP | 941444 | |
| Isoflurane | Mylan | ES2303-01 | |
| AZD 4547 | LC Labratories | A-1088 | |
| Pentobarbital | Kyoritsu | SOM02-YA1312 | |
| G24 cannula | Terumo | SP-FS2419 | |
| Paraformaldehyde | Wako | 163-20145 | |
| Microtome | Leica | RM2265 | |
| Doxycycline | SLC Japan/PMI Nutrition International | 5TP7 | |
| ImageJ software | National Institute of health | http://imagej.nih.gov/ij/ | |
| Puralube vet ointment (Occular lubricant) | Dechra | NDC 17033-211-38 |
References
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