Utilisation de la tomographie par Micro-calculé pour l'évaluation des tumeurs du développement et de suivi de la réponse au traitement dans un modèle murin de cancer du poumon
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
Le cancer du poumon est la principale cause de décès par cancer dans le monde 1. La recherche sur la prévention, la détection précoce et le traitement du cancer du poumon est en cours dans de nombreux centres de recherche à travers le 2,3 mondial. Plusieurs modèles animaux pour le cancer du poumon ont été mis au point, et ils se sont avérés utiles dans l' étude des mécanismes de la carcinogenèse du poumon et de cellules d'origine, pour déterminer la présence de cellules souches cancéreuses et , en examinant les diverses stratégies thérapeutiques 4. Les premiers modèles invoqués sur l' initiation de la tumeur induite par carcinogène dans des souches de souris sensibles 5. Le développement de knock-out et des modèles de souris transgéniques dans lesquelles le cancer du poumon survient à la suite de lésions génétiques spécifiquement manipulés a considérablement amélioré notre capacité à contrôler l' induction de la tumeur et miment plusieurs aspects du cancer du poumon humain 4. Cependant, un enjeu majeur dans l'utilisation de modèles animaux de cancer du poumon est l'absence d'un procédé en temps réelidentifier avec précision et surveiller l'apparition et le développement de tumeurs dans les poumons de souris et de documenter toute modification ultérieure de leurs tailles, telles que leur croissance continue ou diminution de la réponse aux traitements. Cela a forcé les chercheurs à recourir à plusieurs temps, d'effort, et les techniques consommatrices de ressources pour identifier les tumeurs et d'évaluer leurs résultats expérimentaux. La présence de la variation inhérente entre la souris en réponse à l'induction d'une tumeur nécessite l'utilisation d'un grand nombre d'animaux dans chaque groupe expérimental pour réduire la variabilité des données. L'incapacité à évaluer la croissance de la tumeur ou la réponse au traitement en temps réel a forcé les chercheurs à euthanasier aveuglément des souris à de multiples points de temps dans des protocoles expérimentaux prolongés pour garantir qu'ils recueilleront les bonnes données, ce qui entraîne le gaspillage des ressources à partir des échantillons recueillies à des moments qui sont soit trop tôt ou trop tard.
Dans la présente étude, une méthode pour exploiter un petit animal micro-ctomographie par omputed (micro-CT) pour détecter et le suivi des tumeurs du poumon chez les souris vivant est introduit. Nous avons utilisé notre récemment décrit Sftpc-rtTA et Tre-FGF9-IRES-EGFP double transgénique (DT) des souris qui se développent rapidement adénocarcinome pulmonaire après induction par doxycycline 6,7. L'utilisation de micro-CT nous permet de (entre autres choses) excluent les souris présentant des anomalies pulmonaires aberrantes avant l'induction, confirmer le développement des nodules tumoraux dans les poumons après l'induction, et observer les changements dans les nodules tumoraux en réponse à des traitements expérimentaux. Point final euthanasie des souris et l'évaluation histologique a confirmé l'exactitude de l'évaluation en temps réel réalisée avec des micro-CT. Nous croyons que cette technique va ouvrir la voie à la réalisation d'expériences mieux planifiées utilisant des modèles animaux de cancer du poumon, tout en économisant des ressources précieuses, de raccourcir le temps d'observation et d'augmenter la précision et la compréhension des résultats.
Protocol
Representative Results
Discussion
La méthode basée sur la micro-CT décrit ici pour l'identification en temps réel des anomalies pulmonaires et le suivi du développement des nodules tumoraux et la réponse au traitement dans des modèles animaux de cancer du poumon permettra aux scientifiques qui mènent des expériences liées au cancer du poumon à planifier plus expériences précises et efficaces tout en économisant du temps et des ressources. Nous avons déjà utilisé l' IRM dans le même but 6. La clarté de l'analyse …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par une subvention-in-Aid de JSPS KAKENHI pour AEH (Grant Number 25461196) et la tuberculose (Numéros de Grant 23390218 et 15H04833) et National Institutes of Health HL111190 de subvention (DMO). Les auteurs tiennent à remercier Miyuki Yamamoto pour ses efforts pour aider avec le génotypage des animaux et la préparation des coupes histologiques. Nous sommes reconnaissants envers les ressources de collaboration de recherche, École de médecine, Université de Keio pour le support technique et des réactifs.
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 |
Referenzen
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