Högupplöst ultraljud för analys av ortotopiska ATC-tumörer i en genetiskt modifierad musmodell
Summary
Det nuvarande protokollet beskriver högfrekvent ultraljud för att visualisera hela mussköldkörteln och övervaka tillväxten av anaplastiskt sköldkörtelcancer.
Abstract
Anaplastiskt sköldkörtelcancer (ATC) är förknippat med en dålig prognos och kort medianöverlevnadstid, men ingen effektiv behandling förbättrar resultaten signifikant. Genmanipulerade murina modeller som efterliknar ATC: s progression kan hjälpa forskare att studera behandlingar för denna sjukdom. Korsning av tre olika genotyper av möss, en TPO-cre / ERT2; BrafCA/WT; Trp53 Δex2-10/Δex2-10 transgen ATC-modell utvecklades. ATC-murina modellen inducerades av en intraperitoneal injektion av tamoxifen med överuttryck av BrafV600E och deletion av Trp53, och tumörerna genererades inom cirka 1 månad. Högupplöst ultraljud applicerades för att undersöka tumörens initiering och progression, och den dynamiska tillväxtkurvan erhölls genom att mäta tumörstorlekarna. Jämfört med magnetisk resonanstomografi (MRT) och datortomografiskanning har ultraljud fördelar med att observera ATC-murinmodellen, såsom att vara icke-invasiv, bärbar, i realtid och utan strålningsexponering. Högupplöst ultraljud är lämplig för dynamiska och multipla mätningar. Ultrasonografisk undersökning av sköldkörteln hos möss kräver dock relevant anatomisk kunskap och erfarenhet. Denna artikel ger en detaljerad procedur för att använda högupplöst ultraljud för att skanna tumörer i den transgena ATC-modellen. Under tiden listas ultraljudsparameterjustering, ultraljudsskanningsförmåga, anestesi och återhämtning av djuren och andra element som behöver uppmärksamhet under processen.
Introduction
Även om anaplastiskt sköldkörtelcancer (ATC) står för färre än 2% av sköldkörtelcancer, orsakar det mer än 50% av sköldkörtelcancerrelaterade dödsfall årligen. Medianöverlevnadstiden efter diagnos med ATC är endast cirka 6 månader, och inga behandlingar finns tillgängliga som signifikant förbättrar överlevnaden 1,2.
Sällsyntheten hos ATC har hindrat forskningen som studerar hur sjukdomen börjar och aggressivt fortskrider. Genetiskt modifierade musmodeller som efterliknar sjukdomen har nyligen blivit tillgängliga, vilket ger insikter om sjukdomen och dess svar på möjliga behandlingar 3,4,5. Sådana studier kräver noggrann tumöravbildning för mätningar och övervakning, vilket vanligtvis utförs med magnetisk resonanstomografi, datortomografi eller högupplöst ultraljud 6,7. Ultraljud har använts i stor utsträckning i musorgan. Det har fördelar jämfört med magnetisk resonanstomografi och datortomografi eftersom det kan utföras i realtid och inte utsätter ämnet för strålning, och den nödvändiga utrustningen är tillräckligt liten för att vara bärbar 8,9. Studier om kontinuerlig övervakning av ATC-tillväxt med ultraljud är dock sällsynta; Därför undersöker detta arbete användbarheten av ultraljud i detta sammanhang.
Här presenteras ett protokoll för att använda högupplöst ultraljud för att noggrant skanna, övervaka och mäta tumörer i en musmodell av ATC.
Protocol
Representative Results
Discussion
Detta protokoll använder högupplöst ultraljud för att analysera ortotopiska ATC-tumörer i en genetiskt konstruerad musmodell. Den transgena modellen, med en genotyp av TPO-cre/ERT2; BrafCA/WT; Trp53 Δex2-10/Δex2-10, utvecklades i vårt laboratorium. Djuren överuttrycker BrafV600E och saknar Trp53; Injektion av djuren intraperitonealt med tamoxifen leder till tumörtillväxt efter cirka 1 månad10. Tumörerna växer snabbt och når en mätb…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna forskning fick inget specifikt bidrag från offentliga, kommersiella eller ideella finansieringsorgan.
Materials
| Adhesive tape | Winner | ||
| Anesthesia system | RWDlifescience | ||
| Brafflox/wt mice | Collaboration with Institute of Life Science, eBond Pharmaceutical Technology Ltd, Chengdu, China | ||
| Chamber for anesthesia induction | RWDlifescience | ||
| Cotton swabs | Winner | ||
| Depilatory cream | Veet | ||
| Electric heating blanket | Petbee | ||
| Isoflurane vaporizer | RWDlifescience | ||
| Medical gloves | Winner | ||
| Paper towels | Breeze | B914JY | |
| TPO-cre/ERT2 mice | Collaboration with Institute of Life Science, eBond Pharmaceutical Technology Ltd, Chengdu, China | ||
| Trp53flox/wt mice | Collaboration with Institute of Life Science, eBond Pharmaceutical Technology Ltd, Chengdu, China | ||
| Ultrasound gel | Keppler | KL-250 | |
| Ultrasound machine | VisualSonics | Vevo 3100 |
References
- Maniakas, A., et al. Evaluation of overall survival in patients with anaplastic thyroid carcinoma, 2000-2019. JAMA Oncology. 6 (9), 1397-1404 (2020).
- Molinaro, E., et al. Anaplastic thyroid carcinoma: From clinicopathology to genetics and advanced therapies. Nature Reviews Endocrinology. 13 (11), 644-660 (2017).
- Champa, D., Di Cristofano, A. Modeling anaplastic thyroid carcinoma in the mouse. Hormones and Cancer. 6 (1), 37-44 (2015).
- Vitiello, M., Kusmic, C., Faita, F., Poliseno, L. Analysis of lymph node volume by ultra-high-frequency ultrasound imaging in the Braf/Pten genetically engineered mouse model of melanoma. Journal of Visualized Experiments. (175), e62527 (2021).
- Wang, Y., et al. Low intensity focused ultrasound (LIFU) triggered drug release from cetuximab-conjugated phase-changeable nanoparticles for precision theranostics against anaplastic thyroid carcinoma. Biomaterials Science. 27 (1), 196-210 (2018).
- Mohammed, A., et al. Early detection and prevention of pancreatic cancer: Use of genetically engineered mouse models and advanced imaging technologies. Current Medicinal Chemistry. 19 (22), 3701-3713 (2012).
- Wege, A. K., et al. High resolution ultrasound including elastography and contrast-enhanced ultrasound (CEUS) for early detection and characterization of liver lesions in the humanized tumor mouse model. Clinical Hemorheology and Microcirculation. 52 (2-4), 93-106 (2012).
- Greco, A., et al. Preclinical imaging for the study of mouse models of thyroid cancer. International Journal of Molecular Sciences. 18 (12), 2731 (2017).
- Renault, G., et al. High-resolution ultrasound imaging of the mouse. Journal of Radiologie. 87, 1937-1945 (2006).
- McFadden, D. G., et al. p53 constrains progression to anaplastic thyroid carcinoma in a Braf-mutant mouse model of papillary thyroid cancer. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (16), 1600-1609 (2014).
- Garassini, M. Basic principles of ultrasonic diagnosis. GEN. 39 (4), 283-289 (1985).
- Aldrich, J. E. Basic physics of ultrasound imaging. Critical Care Medicine. 35, 131-137 (2007).
- Mancini, M., et al. Morphological ultrasound microimaging of thyroid in living mice. Endocrinology. 150 (10), 4810-4815 (2009).
- Ying, M., Yung, D. M., Ho, K. K. Two-dimensional ultrasound measurement of thyroid gland volume: a new equation with higher correlation with 3-D ultrasound measurement. Ultrasound in Medicine & Biology. 34 (1), 56-63 (2008).
