Fluorescence moléculaire tomographie pour l’imagerie In Vivo des xénogreffes de glioblastome
Summary
Orthotopique injection intracrânienne des cellules tumorales a été utilisée dans la recherche sur le cancer pour étudier la biologie de tumeur de cerveau, progression, évolution et réponse thérapeutique. Nous présentons ici la tomographie moléculaire de xénogreffes tumorales, à fluorescence qui fournit une imagerie intravitale en temps réel et la quantification d’une tumeur de masse dans des modèles précliniques de glioblastome.
Abstract
Tumorigénicité est la capacité des cellules cancéreuses pour former une tumeur masse. Une approche largement utilisée pour déterminer si les cellules sont tumorigènes est en injectant des souris immunodéficientes par voie sous-cutanée avec les cellules cancéreuses et de mesurer la masse de la tumeur, après qu’il devienne visible et palpable. Orthotopique injections de cellules cancéreuses visent à introduire la xénogreffe dans le microenvironnement qui ressemble le plus le tissu d’origine de la tumeur à l’étude. Recherche sur le cancer du cerveau nécessite une injection intracrânienne des cellules cancéreuses pour permettre la formation de tumeurs et d’analyse dans le microenvironnement unique du cerveau. L’imagerie in vivo des xénogreffes intracrâniennes surveille instantanément la masse de la tumeur de souris orthotopically greffée. Nous rapportons ici l’utilisation de la tomographie moléculaire de fluorescence (FMT) des xénogreffes de tumeurs de cerveau. Les cellules cancéreuses sont tout d’abord transduites avec près de protéines fluorescentes infrarouges et ensuite injectées dans le cerveau des souris immunodéficientes. Les animaux sont ensuite analysés pour obtenir des informations quantitatives sur la masse de la tumeur sur une longue période de temps. Cellule avant étiquetage permet de quantification rentable, fiable et reproductible de la charge tumorale au sein de chacune des souris. Nous avons éliminé la nécessité d’injecter des substrats d’imagerie et ainsi réduit le stress sur les animaux. Une limitation de cette approche est représentée par l’incapacité à détecter de très petites masses ; Toutefois, il a une meilleure résolution pour les plus grandes masses que les autres techniques. Il peut être appliqué afin d’évaluer l’efficacité d’un traitement médicamenteux ou des altérations génétiques des lignées de cellules de gliome et échantillons dérivés de patient.
Introduction
Le cancer est une des principales causes de décès par maladie chez l’homme dans le monde industrialisé. Avec un nombre extrêmement élevé de morts, les nouveaux traitements sont requis de toute urgence. Glioblastome multiforme (GBM) est un type extrêmement mortelle de cancer du cerveau, composé de populations hétérogènes tumeur stromale et immunitaire des cellules du cerveau. Selon le registre de tumeur de cerveau Central des Etats-Unis, l’incidence des tumeurs cérébrales malignes et bénignes primaires est environ 22 cas pour 100 000 habitants. Environ 11 000 nouveaux cas devraient être diagnostiqués aux Etats-Unis en 20171.
Les études précliniques enquêter sur la probabilité d’une drogue, procédure ou traitement efficace avant les essais chez l’homme. Parmi les premières étapes de laboratoire dans les études précliniques consiste à identifier des cibles moléculaires potentielles pour le traitement de la toxicomanie à l’aide de cellules cancéreuses implantées dans un organisme hôte, définis comme des modèles de xénogreffes humaines. Dans ce contexte, les modèles de xénogreffes de tumeurs intracrâniennes cerveau utilisant des xénogreffes dérivés de patient (PDXs) ont été largement utilisées pour étudier la biologie de tumeur de cerveau, progression, évolution et réponse thérapeutique et plus récemment pour le développement de biomarqueurs, de drogues dépistage et personnalisé médecine2,3,4.
Un des plus abordables et non invasif en vivo méthodes pour surveiller les xénogreffes intracrâniennes d’imagerie est bioluminescence d’imagerie (BLI)5,6,7,8. Toutefois, certaines limitations de BLI incluent administration de substrat et disponibilité, stabilité de l’enzyme et léger trempe et diffusion au cours de la formation image acquisition9. Nous rapportons ici le FMT infrarouge comme une alternative à l’imagerie méthode pour surveiller les modèles précliniques de glioblastome. Dans cette méthode, acquisition de signaux et quantification de données implantés PDXs, exprimant une protéine fluorescente proche infrarouge iRFP72010,11 (désormais appelé FP720) ou turboFP635 (désormais appelée FP635), est réalisée avec un FMT système d’imagerie. Utilisant la technologie FMT, l’orthotopic tumeurs peuvent être surveillés en vivo avant, pendant ou après le traitement, d’une manière non invasive, sans substrat et quantitative pour observations précliniques.
Protocol
Representative Results
Discussion
Xénogreffes tumorales ont été largement utilisés dans la recherche sur le cancer et un certain nombre de techniques d’imagerie bien établis a été développé : BLI ; résonance magnétique imagerie (IRM) ; tomographie d’émission de positons (TEP), calculée (CT) ; FMT. Chacune de ces approches est livré avec les avantages et les inconvénients, mais finalement se complètent mutuellement avec le type de renseignements fournis. Un des plus couramment utilisés en vivo technologie d’imagerie est…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions le Dr Frederick Lang, MD Anderson Cancer Center pour GBM-PDX neurospheres. Ce travail a été soutenu par la défaite GBM recherche Collaborative, une filiale de la société nationale de cerveau tumeur (Frank Furnari), R01-NS080939 (Frank Furnari), le James S. McDonnell Foundation (Frank Furnari) ; Jorge Benitez a été soutenue par un prix de l’Association américaine de tumeur cerveau (ABTA) ; Ciro Zanca était partiellement soutenue par une bourse de recherche postdoctorale de Fondation américaine-italien d’un Cancer du sein. Frank Furnari reçoit des traitements et un soutien supplémentaire de Ludwig Institute for Cancer Research.
Materials
| DMEM/High Glucose | HyClone/GE | SH30022.1 | |
| DMEM/F12 1:1 | Gibco | 11320-082 | |
| FBS | HyClone/GE | SH30071.03 | |
| Accutase | Innovative cell technologies | AT-104 | |
| Trypsin | HyClone/GE | SH30236.01 | |
| B27 supplement | Gibco | 17504044 | |
| human recombinant EGF | Stemcell Technologies | 2633 | |
| human recombinant FGF | Stemcell Technologies | 2634 | |
| DPBS | Corning | 21-031-00 | |
| FACS tubes | Falcon | 352235 | |
| DAPI | ThermoFisher Scientific | 62248 | |
| Blasticidin | ThermoFisher Scientific | A1113903 | |
| p24 ELISA | Clontech | 632200 | |
| Xylazine | Akorn | NDC 59399-110-20 | |
| Ketamine | Zoetis | NADA 043-403 | Controlled substance |
| Ointment | Dechron | NDC 17033-211-38 | |
| Absorbable suture | CpMedical | VQ392 | |
| 5 ul syringe | Hamilton | 26200-U | Catalog number as sold by Sigma-Aldrich |
| Cell Sorter | Sony | SH8007 | |
| Mouse stereotaxic frame | Stoelting | 51730 | |
| Motorized stereotaxic injector | Stoelting | 53311 | |
| Micromotor hand-held drill | Foredom | K1070 | |
| Mouse warming pad | Ken Scientific Corporation | TP-22G | |
| Fluorescence Tomography System | PerkinElmer | FMT 2500 XL | |
| TrueQuant Imaging Software | Perkin Elmer | 7005319 | |
| Ultra-centrifuge Optima L-80 XP | Beckman Coulter | 392049 | |
| Tissue Culture 100mm Dishes | Olympus Plastics | 25-202 | |
| Tissue Culture 150mm Dishes | Olympus Plastics | 25-203 | |
| Tissue Culture Flasks T75 | Corning | 430720U | |
| 50 mL conical tubes | Corning | 430290 | |
| 15 mL conical tubes | Olympus Plastics | 28-101 | |
| Centrifuge Avanti J-20 | Beckman Coulter | J320XP-IM-5 | |
| Tube, Polypropylene, Thinwall, 5.0 mL | Beckman Coulter | 326819 | |
| Tube, Thinwall, Polypropylene, 38.5 mL, 25 x 89 mm | Beckman Coulter | 326823 | |
| Athymic nude mice | Charles River Laboratories | Strain Code 490 (Homozygous) | Prior approval by the Institutional Animal Care Program and by the Institutional Biosafety Committee required. |
Referencias
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