Summary

Imagerie gliome Initiation<em> In Vivo</em> Grâce à une poli et renforcé mince crâne fenêtre crânienne

Published: November 20, 2012
doi:

Summary

En combinant une poli et renforcé vulnérabilité de la victime (ports) crânienne injection fenêtre et le glioblastome cellule (GBM), on peut observer l'initiation gliome et la croissance des cellules de glioblastome injectées dans le cerveau d'une souris vivante longitudinalement.

Abstract

Le gliome est l'une des formes les plus mortelles de cancer chez l'homme. La thérapie des gliomes la plus efficace à ce jour, la chirurgie suivie de radiothérapie au traitement offre aux patients que des avantages modestes, comme la plupart des patients ne survivent pas plus de cinq ans après le diagnostic en raison d'une rechute de gliome 1,2. La découverte des cellules souches cancéreuses dans les tumeurs cérébrales de l'homme promet d'avoir un impact énorme sur le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour le gliome 3. Les cellules souches cancéreuses sont définis par leur capacité à la fois à se renouveler et de se différencier, et sont pensés pour être les seules cellules dans une tumeur qui ont la capacité d'initier de nouvelles tumeurs 4. Gliome rechute après une radiothérapie est considéré comme provenant de la résistance des cellules souches de gliomes (CSS) à la thérapie 5-10. In vivo, les CSS sont présentés à résider dans une niche périvasculaire qui est important pour le maintien de cellules souches de leurs caractéristiques telles que 11-14 . Au centre de l'orgation de la niche CGC sont les cellules endothéliales vasculaires 12. Les preuves existantes suggèrent que les CSS et leur interaction avec les cellules endothéliales vasculaires sont importants pour le développement des tumeurs, et d'identifier les CSS et leur interaction avec les cellules endothéliales comme d'importantes cibles thérapeutiques pour les gliomes. La présence de CSS est déterminée expérimentalement par leur capacité à initier de nouvelles tumeurs sur la transplantation orthotopique 15. Cette opération est généralement réalisée par injection d'un nombre spécifique de cellules isolées à partir de GBM tumeurs humaines dans le cerveau de gravement immunodéprimés, souris ou des cellules de glioblastome souris dans le cerveau des souris congéniques d'accueil. Les tests pour la croissance des tumeurs sont ensuite effectuées après le temps suffisant pour permettre CSS entre les cellules de glioblastome injectés pour donner naissance à de nouvelles tumeurs, généralement plusieurs semaines ou mois. Par conséquent, les tests actuels ne permettent pas l'examen de l'important processus pathologique de l'initiation des tumeurs de CSS unique in vivo. Par conséquent, essentiel insights dans les rôles spécifiques des CSS et de leur interaction avec les cellules endothéliales vasculaires dans les premières étapes de l'initiation des tumeurs font défaut. De telles idées sont essentiels pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les gliomes, et aura des répercussions importantes pour la prévention de la rechute de gliome chez les patients. Ici, nous avons adapté les ports procédure de fenêtre crânienne 16 et in vivo microscopie à deux photons pour permettre la visualisation de l'initiation tumorale des cellules de glioblastome injectées dans le cerveau d'une souris vivante. Notre technique permet de préparer le terrain pour les futurs efforts visant à élucider les mécanismes clés de signalisation entre les CSS et les cellules endothéliales vasculaires lors de l'initiation du gliome.

Protocol

1. Protocole Anesthésier la souris avec la kétamine et de xylazine à une dose de 0,1 mg de kétamine et de xylazine 0,01 mg par 1 g de poids corporel. Carprofène (0,005 mg par 1 g de poids corporel) est utilisé pour l'analgésie et est administré avant l'opération. Tous les outils chirurgicaux, y compris la mèche dentaire, sont stérilisés à la vapeur dans un autoclave. Si chirurgies lots doivent être effectués, les pointes des instruments chirurgicaux doivent être stérilisés …

Discussion

La clé de la réussite d'une fenêtre ports crânienne est l'amincissement et le polissage. Alors que la première éclaircie peut être réalisée rapidement, des précautions doivent être prises pour assurer homogène amincissement du crâne sur une grande surface. En général, nous appliquer une fine couche de solution saline pour le crâne, puis mince du crâne une passe à un moment, de sorte que la solution saline s'évapore peu de temps après la micro-foret a passé au-dessus du crâne une fois. C…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail est soutenu par le Grant Jackson Laboratory Cancer Center et The Pilot Fondation du cancer du Maine.

Materials

Name of reagent Company Catalogue number Comments (optional)
DMEM/F12(1:1) with Sodium Pyruvate Thermo Sci Hyclone SH3026101
B-27 Serum Free Supplement (50x) Invitrogen 17504-044
GlutaMax-1 Supplement Invitrogen 35050061
Penicillin-Streptomycin Solution Thermo Sci Hyclone SV30010
Accutase-Enzyme Cell Detachment Medium eBiosciences 00-4555-56
T25 flasks-vent cap green SARSTEDT 83.1810.502
70% alcohol JAX LAHS
10% povidone-iodine topical solution JAX LAHS
Ketamine HCl Butler Animal Health Supply NDC# 11695-0550-1
Xylazine Akorn, Inc. NADA# 139-236
Carprofen JAX LAHS
Ophthalmic ointment Dechra Veterinary Products 17033-211-38
0.5% Lidocaine HCl REGENT, Inc. NDC 0517-0625-25
Cyanoacrylate glue Henkel Corp. 46551
Sterile Swabs Fisher Scientific 23-400-114
Diamond paste Widget Supply BBE60
Tin oxide LORTONE, Inc. 591-038
Liner Bond 2V KURARAY Medical Inc. 1921-KA
Clearfil AP-X KURARAY Medical Inc. 1721-KA
Saline JAX LAHS
Cover glass Warner Instruments 64-0720
Hex Nut Small Parts, Inc. HNX-0090-C
Syringe Pump Syringepump.com NE-1000
Two-Photon imaging system Custom built (Any commercial system would work)

References

  1. Paulino, A. C., Teh, B. S. Treatment of brain tumors. N. Engl. J. Med. 352, 2350-2353 (2005).
  2. Stupp, R., et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N. Engl. J. Med. 352, 987-996 (2005).
  3. Singh, S. K., et al. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature. 432, 396-401 (2004).
  4. Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646-674 (2011).
  5. Cheng, L., Bao, S., Rich, J. N. Potential therapeutic implications of cancer stem cells in glioblastoma. Biochem. Pharmacol. 80, 654-665 (2010).
  6. Cheng, L., Ramesh, A. V., Flesken-Nikitin, A., Choi, J., Nikitin, A. Y. Mouse models for cancer stem cell research. Toxicol. Pathol. 38, 62-71 (2010).
  7. Dirks, P. B. Brain tumor stem cells: the cancer stem cell hypothesis writ large. Mol. Oncol. 4, 420-430 (2010).
  8. Ebben, J. D., et al. The cancer stem cell paradigm: a new understanding of tumor development and treatment. Expert Opin. Ther. Targets. 14, 621-632 (2010).
  9. Germano, I., Swiss, V., Casaccia, P. Primary brain tumors, neural stem cell, and brain tumor cancer cells: where is the link. Neuropharmacology. 58, 903-910 (2010).
  10. Park, D. M., Rich, J. N. Biology of glioma cancer stem cells. Mol. Cells. 28, 7-12 (2009).
  11. Bao, S., et al. Stem cell-like glioma cells promote tumor angiogenesis through vascular endothelial growth factor. Cancer Res. 66, 7843-7848 (2006).
  12. Calabrese, C., et al. A perivascular niche for brain tumor stem cells. Cancer Cell. 11, 69-82 (2007).
  13. Barami, K. Relationship of neural stem cells with their vascular niche: implications in the malignant progression of gliomas. J. Clin. Neurosci. 15, 1193-1197 (2008).
  14. Gilbertson, R. J., Rich, J. N. Making a tumour’s bed: glioblastoma stem cells and the vascular niche. Nat. Rev. Cancer. 7, 733-736 (2007).
  15. Cho, R. W., Clarke, M. F. Recent advances in cancer stem cells. Curr. Opin. Genet. Dev. 18, 48-53 (2008).
  16. Drew, P. J., et al. Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull. Nat. Methods. 7, 981-984 (2010).
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Citer Cet Article
Zhang, L., Lapierre, A., Roy, B., Lim, M., Zhu, J., Wang, W., Sampson, S. B., Yun, K., Lyons, B., Li, Y., Lin, D. Imaging Glioma Initiation In Vivo Through a Polished and Reinforced Thin-skull Cranial Window. J. Vis. Exp. (69), e4201, doi:10.3791/4201 (2012).

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