Usando tomografia Micro-computadas para a avaliação do desenvolvimento do tumor e Acompanhamento da resposta ao tratamento em um modelo do rato do cancro do pulmão
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
O cancro do pulmão é a principal causa de morte por câncer em todo o mundo 1. A investigação sobre a prevenção, detecção precoce e tratamento do câncer de pulmão está em curso em muitos centros de pesquisa em todo o mundo 2,3. Vários modelos animais para o cancro do pulmão têm sido desenvolvidos, e eles provaram ser úteis no estudo dos mecanismos da carcinogênese de pulmão e células de origem, para determinar a presença de células-tronco do câncer, e em examinar várias novas estratégias terapêuticas 4. Modelos anteriores invocadas iniciação do tumor induzida por substância cancerígena em estirpes sensíveis de ratinhos 5. O desenvolvimento de modelos transgénicos e knockout de rato em que o cancro do pulmão surge como uma consequência de lesões genéticas manipuladas especificamente melhorou substancialmente a capacidade de controlar a indução tumoral e imitam vários aspectos de cancro do pulmão humano 4. No entanto, um desafio principal na utilização de modelos animais de cancro do pulmão é a ausência de um método em tempo real paraidentificar com precisão e controlar o aparecimento e desenvolvimento de tumores nos pulmões de ratinho e para documentar qualquer alteração posterior nos seus tamanhos, tais como o seu crescimento contínuo ou redução em resposta aos tratamentos. Isto forçou os pesquisadores a recorrer a várias tempo, esforço e técnicas que consomem recursos para identificar os tumores e avaliar os seus resultados experimentais. A presença de variação inerente inter-rato em resposta a indução do tumor requer o uso de um grande número de animais em cada grupo experimental para reduzir a variabilidade de dados. A incapacidade de avaliar o crescimento do tumor ou resposta ao tratamento em tempo real tem forçado os pesquisadores a eutanásia cegamente ratos em vários pontos de tempo em protocolos experimentais prolongados para garantir que eles vão recolher os dados corretos, resultando no desperdício de recursos a partir das amostras coletadas em pontos de tempo que são demasiado cedo ou demasiado tarde.
No presente estudo, um método para explorar um pequeno animal micro-cA tomografia omputed (micro-CT) scanner para detectar e acompanhamento tumores de pulmão em camundongos vivos é introduzido. Nós usamos nossa recentemente descrita SFTPC-rtTA e Tre-FGF9-ires-eGFP double-transgênica (DT) ratos que desenvolvem rapidamente adenocarcinoma pulmonar após a indução com doxiciclina 6,7. O uso de micro-CT nos permite (entre outras coisas) excluem ratinhos com anormalidades pulmonares aberrantes antes da indução, confirmar o desenvolvimento de nódulos tumorais no pulmão após a indução, e observar as alterações em nódulos de tumor em resposta a tratamentos experimentais. ponto final a eutanásia dos ratos e avaliação histológica confirmou a precisão da avaliação em tempo real realizado com micro-CT. Nós acreditamos que esta técnica irá pavimentar o caminho para a realização de experiências mais bem planejadas utilizando modelos animais de câncer de pulmão, poupando recursos valiosos, encurtando o tempo de observação e aumentando a precisão e compreensão dos resultados.
Protocol
Representative Results
Discussion
O método baseado em micro-CT descrito aqui para a identificação em tempo real de anormalidades pulmonares e acompanhamento do desenvolvimento de nódulos tumorais e a resposta ao tratamento em modelos animais de cancro do pulmão vai permitir aos cientistas que estão conduzindo experiências relacionadas ao câncer de pulmão planejar mais experimentos precisos e eficientes, poupando tempo e recursos. Nós já usou ressonância magnética para o mesmo efeito 6. A clareza da digitalização e do limiar par…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado por um Grant-in-Aid do JSPS KAKENHI para AEH (Grant Número 25.461.196) e TB (Números Grant 23.390.218 e 15H04833) e National Institutes of Health subvenção HL111190 (DMO). Os autores gostariam de reconhecer Miyuki Yamamoto por seus esforços em ajudar com a genotipagem dos animais e a preparação de cortes histológicos. Somos gratos aos recursos da pesquisa em colaboração, Faculdade de Medicina, Universidade de Keio de apoio técnico e reagentes.
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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