Contraste dynamique amélioré imagerie par résonance magnétique d'un modèle orthotopique cancer du pancréas de souris
Summary
The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy.
Abstract
Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe respiratory motion artifact in the abdominal area. Orthotopic tumor models offer advantages over subcutaneous ones, because those can reflect the primary tumor microenvironment affecting blood supply, neovascularization, and tumor cell invasion. We have recently established a protocol of DCE-MRI of orthotopic pancreatic tumor xenografts in mouse models by securing tumors with an orthogonally bent plastic board to prevent motion transfer from the chest region during imaging. The pressure by this board was localized on the abdominal area, and has not resulted in respiratory difficulty of the animals. This article demonstrates the detailed procedure of orthotopic pancreatic tumor modeling using small animals and DCE-MRI of the tumor xenografts. Quantification method of pharmacokinetic parameters in DCE-MRI is also introduced. The procedure described in this article will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.
Introduction
L'objectif global de cette méthode consiste à appliquer un contraste amélioré imagerie par résonance magnétique dynamique (DCE-MRI) pour des xénogreffes de tumeurs pancréatiques orthotopiques chez la souris. DCE-MRI est une méthode non invasive pour évaluer microvascularisation dans un tissu cible en contrôlant la variation de contraste MR sur une certaine période de temps après l'injection. DCE-MRI a été utilisée pour diagnostiquer des tumeurs malignes et pour évaluer la réponse de la tumeur à divers traitements 4.1. Quantitative DCE-MRI a présenté une reproductibilité élevée 5. Pour quantifier les paramètres pharmacocinétiques d'un agent de contraste pour MR dans un tissu cible, toutes les images DCE-RM acquises à différents points dans le temps et T1 carte obtenues avant l'injection de contraste doivent être recalées 6. Toutefois, en raison de mouvements respiratoires et péristaltiques dans la région abdominale, quantitative DCE-MRI a eu une application limitée pour les tumeurs gastro-intestinales.
Des modèles de tumeurs du pancréas orthotopique ont été utilisées pour évaluerréponse pancréatique-tumorale après des thérapies biologiques et chimiothérapies 7,8. Des modèles de tumeur orthotopique sont considérés comme supérieurs aux modèles sous-cutanés classiques, étant donné que le micro-environnement dans le site de la tumeur d'origine est réfléchie et de ce fait la réponse tumorale à la thérapie humaine peut être prédit de façon plus précise. Cependant, le pancréas de souris se trouve dans le quadrant supérieur gauche de l'abdomen, de sorte quantitative DCE-MRI de xénogreffes de tumeurs pancréatiques orthotopique chez la souris n'a pas été mis en oeuvre facilement.
Nous avons établi un protocole de DCE-MRI des tumeurs abdominales chez la souris en fixant les tumeurs en utilisant une carte en plastique orthogonalement plié pour empêcher le transfert de mouvement à partir de la région de la poitrine 9. La pression appliquée par ce forum a été localisé sur la zone abdominale, et n'a pas donné lieu à des difficultés respiratoires. Une technique image coregistration automatisé a été validée pour DCE-MRI des organes abdominaux dans un mode libre-respiratoire, mais il effectue effectively seulement quand les régions cibles se déplacent lentement et régulièrement 10. La fréquence respiratoire des animaux est variable au cours de l'imagerie, de retenue afin physique dans la région abdominale sera nécessaire de récupérer les paramètres pharmacocinétiques fiables dans les modèles de souris de tumeurs pancréatiques orthotopiques. Nous avons quantifié avec succès les paramètres pharmacocinétiques d'un agent de contraste IRM dans les xénogreffes de tumeurs pancréatiques orthotopiques utilisant la carte en plastique orthogonalement plié dans DCE-MRI 11-13. Ici, nous présentons la procédure détaillée de la modélisation de la tumeur du pancréas orthotopique, DCE-MRI des xénogreffes de tumeurs chez la souris, et la quantification des paramètres pharmacocinétiques.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous avons introduit les méthodes détaillées de la modélisation de tumeur pancréatique orthotopique utilisant des souris immunodéficientes, DCE-MRI des tumeurs abdominales chez la souris, et la quantification de ses paramètres cinétiques. Dans la modélisation de tumeur pancréatique orthotopique, il faut prendre soin lors de l'insertion d'une aiguille dans la queue du pancréas. En cas de succès, les cellules seront transférées à la tête du pancréas créer une petite bulle. Lors de l'applicati…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Authors thank Jeffrey Sellers to assist orthotopic pancreatic cancer mouse modeling. This work was supported by Research Initiative Pilot Awards from the Department of Radiology at UAB and NIH grants 2P30CA013148 and P50CA101955.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| DMEM | Invitrogen | 11965-118 | |
| Fetal bovine serum | Harlan Laboratories | BT-9501 | |
| Betadine | Purdue products | 67618-153-01 | |
| 5-0 Prolene sutures | Ethicon | 8720H | |
| 9.4T MR scanner | Bruker Biospin Corporation | BioSpec 94/20 USR | |
| Gadoteridol | Bracco Diagnostics Inc | NDC 0270-1111-03 | |
| Micro-polyethelene tube | Strategic Applications, Inc | #PE-10-25 | |
| 30G blunt tip needle | Strategic Applications, Inc | 89134-194 | |
| Monitoring and gating system | SA instruments, Inc | Model 1030 | This is an MR compatiable system to measure resiratory rating and body temperature of small animals at the same time. |
| Syringe pump | New Era Pump Systems, Inc. | NE-1600 |
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