Dynamic Contrast mejorada de imagen de resonancia magnética de un modelo ortotópico de cáncer pancreático del ratón

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

El objetivo general de este método consiste en aplicar un mayor contraste de imagen dinámica de resonancia magnética (RM-RT) para xenoinjertos de tumores pancreáticos ortotópico en ratones. DCE-MRI es un método no invasivo para evaluar la microvasculatura en un tejido diana mediante la supervisión del cambio de contraste MR durante un cierto período de tiempo después de la inyección. DCE-MRI se ha utilizado para diagnosticar los tumores malignos y para evaluar la respuesta del tumor a diversas terapias ^1-4. Cuantitativa DCE-MRI ha presentado una alta reproducibilidad ^5. Para cuantificar los parámetros farmacocinéticos de un agente de contraste MR en un tejido diana, todas las imágenes DCE-MR adquiridos en diferentes puntos temporales y mapa T1 obtenidas antes de la inyección de contraste deben ser corregistrados ^6. Sin embargo, debido a los movimientos respiratorios y peristálticas en la zona abdominal, cuantitativa DCE-MRI ha tenido una aplicación limitada para los tumores gastrointestinales.

Se han utilizado modelos de tumores de páncreas ortotópico para evaluarrespuesta de páncreas-tumor siguientes terapias biológicas y las quimioterapias ^7,8. Modelos de tumores ortotópicos se consideran superiores a los modelos subcutáneos convencionales, puesto que el microambiente en el sitio del tumor original se refleja y de ese modo la respuesta del tumor a la terapia humana se puede predecir con más precisión. Sin embargo, el páncreas del ratón se encuentra en el cuadrante superior izquierdo del abdomen, por lo cuantitativo DCE-MRI de ortotópico xenoinjertos de tumores pancreáticos en ratones no se ha aplicado fácilmente.

Hemos establecido un protocolo de DCE-MRI de los tumores abdominales en ratones mediante la fijación de los tumores usando un tablero plástico ortogonalmente doblada para evitar la transferencia de movimiento de la región del pecho ^9. La presión aplicada por este tablero fue localizado en el área abdominal, y no ha dado lugar a dificultad respiratoria. Una técnica automatizada imagen coregistration ha sido validado para DCE-MRI de los órganos abdominales en un modo sin respiración, pero realiza effectively sólo cuando las regiones objetivo se mueve lenta y regularmente ^10. La frecuencia respiratoria de los animales es variable durante la exploración, la restricción de manera física en la zona abdominal será necesario recuperar los parámetros farmacocinéticos fiables en modelos de ratón de tumores pancreáticos ortotópico. Hemos cuantificado con éxito los parámetros farmacocinéticos de un agente de contraste MR en ortotópico xenoinjertos tumorales pancreáticas utilizando el tablero plástico ortogonalmente doblada en DCE-MRI ^11-13. Aquí presentamos el procedimiento detallado de modelado tumor pancreático ortotópico, DCE-MRI de los xenoinjertos de tumores en ratones, y la cuantificación de los parámetros farmacocinéticos.

Protocol

Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucional de la Universidad de Alabama en Birmingham. Modelado 1. ortotópico tumor pancreático Ratón Cultura líneas estándar de células de páncreas-cáncer humano en medio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado con suero bovino fetal al 10%. Mantener todas las culturas a 37 ° C en atmósfera húmeda con 5% de CO 2. Utilice 8-10 ratones graves femenin…

Representative Results

Células tumorales pancreáticas humanas crecen con éxito en páncreas de ratón creando un tumor sólido. La figura 1 muestra fotografías de (A) un páncreas normal donde se inyecta solución de células de tumor, y (B) un ratón representativo que lleva un xenoinjerto de tumor de páncreas ortotópico (MIA PaCa-2 ). Tumor está localizado en el cuadrante superior izquierdo del abdomen, al lado del bazo. Por lo general toma 2-4 semanas para que los tumores crezcan hasta 5-7 mm de diámetro después d…

Discussion

Hemos introducido los métodos detallados de modelado tumor pancreático ortotópico utilizando ratones inmunodeficientes, DCE-MRI de los tumores abdominales en ratones, y la cuantificación de sus parámetros cinéticos. En el modelado tumor pancreático ortotópico, se debe tener cuidado cuando se inserta una aguja en la cola del páncreas. Si tiene éxito, las células se transfieren a la cabeza de páncreas creando una pequeña ampolla. Cuando se aplica una tabla de plástico ortogonalmente doblada, es fundamental p…

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