Ultralyd Imaging-guidet Intrakardial Injection å utvikle en musemodell for Breast Cancer hjernemetastaser Fulgt av Longitudinal MRI
Summary
En brystkreft hjernemetastaser musemodell er etablert med ultralydavbildning-guidet intrakardiell injeksjon av MDA-MB231/Br-GFP celler. Utvikling av multifokale intrakranielle metastaser har vært overvåket i lengderetningen ved hjelp av høyoppløselig 9,4 T MR.
Abstract
Brystkreft hjernemetastaser, som forekommer i 30% av brystkreftpasienter i stadium IV, er forbundet med høy dødelighet. Median overlevelse er bare seks måneder. Det er kritisk å ha egnede dyremodeller for å etterligne den hemodynamiske spredning av metastatiske celler i den kliniske situasjon. Her introduserer vi bruk av små dyr ultralyd for å veilede en nøyaktig injeksjon av hjerne tropisk brystkreftceller inn i venstre hjertekammer av atymiske nakne mus. Langsgående MRI brukes til å vurdere intrakraniale dannelse og vekst av hjernemetastaser. Ultralydveiledet intrakardiell injeksjon sikrer ikke bare en nøyaktig injeksjon og herved en høyere vellykket sats, men også betydelig redusert dødelighet, sammenlignet med vår forrige manuell prosedyre. In vivo høyoppløselig MR tillater visualisering av hyper multifokale lesjoner, så liten som 310 mikrometer i diameter på T 2-vektede bilder på tre uker etter injeksjon. Follow-up MR avslører intrakraniell tumor vekst og økt antall metastaser som distribuerer gjennom hele hjernen.
Introduction
Hjernemetastaser er den vanligste intrakranielle malignitet hos voksne. Prognosen er ekstremt dårlig, med en median overlevelse på 4-6 måneder selv med aggressiv behandling. Brystkreft er en av de tre store primære kreft med en høy sykelighet av hjernemetastaser 1-3. Flere hjerne-tropiske brystkreft linjene er i stand til å utvikle hjernemetastaser etter intrakardiale eller intracarotid injeksjon fire. Direkte injeksjon av tumorceller inn i det venstre hjertekammer kan omgå lungekapillære sjiktet og derved øke forekomsten av dannelse av hjernemetastaser samtidig minimere viscerale metastaser. Den MDA-MB231Br linjen er en av de mest brukte humane brystkreft linjer for å utvikle hjernemetastaser i gnagermodeller 5,6.
I likhet med mange andre studier 4,7, har vi foretatt en manuell prosedyre for intrakardiell injeksjon i våre tidligere studier. Det ble imidlertid bare 50% vellykket som oppnås med den manuelleinjeksjon og en brøkdel av mus døde av de gjentatte invasive prosedyrer hvis tidligere studier lyktes ikke. Her introduserer vi bruken av en avbildningsstyrt fremgangsmåte for å sikre tilførsel av hjerne-søker brystcancerceller inn i den venstre ventrikkel i atymiske mus. Langsgående høy oppløsning MRI brukes til å følge utviklingen av intrakranielt hjernemetastaser.
Protocol
Representative Results
Discussion
I denne studien har vi vist at ultralydavbildning-guidet venstre ventrikkel injeksjon sikrer nøyaktigheten slik at alle dyr i denne studien utviklet hjernemetastaser og ingen dyr død ble observert. Det fine med bildestyrt injeksjon er at banen nålkraft av huden og til slutt inn i venstre hjertekammer kan overvåkes og justeres under bildet, som er forskjellig fra den manuelle fremgangsmåten krever strenge anatomiske landemerker å følge.
Omløps forståelser av intrakranielle utvikling …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi er takknemlige for legene. Diane Palmieri og Patricia Steeg av NCI for å gi oss MDA-MB231Br celler. Vi takker Dr. Ralph Mason, Mr. Jason Reneau og Ms Ramona Lopes for teknisk og kollegial støtte. Dette arbeidet ble støttet delvis av DOD IDEA Awards W81XWH-08-1-0583 og W81XWH-12-1-0317. MR eksperimenter ble utført i Advanced Imaging Research Center, en NIH BTRP # P41-RR02584 studio og ultralydveiledet intrakardiell injeksjon ble utført med VisualSonics Vevo 770 henhold 1S10RR02564801.
Materials
| DMEM | HyClone | SH30022.01 | |
| Trypsin | Mediatech | 25-051-C1 | |
| Automatic cell counter | Biorad | TC10 | |
| Isoflurane | Baxter International Inc. | 1001936060 | |
| VisualSonics Vevo 770 High-Resolution Imaging System | Visual Sonics Inc. | ||
| 9.4T horizontal bore magnet with a Varian INOVA Unity system | Agilent | ||
| O.C.T Compound | Sakura Finetek USA | 4583 |
Riferimenti
- Schouten, L. J., et al. Incidence of brain metastases in a cohort of patients with carcinoma of the breast, colon, kidney, and lung and melanoma. Cancer. 94, 2698-2705 (2002).
- Lin, N. U., et al. CNS metastases in breast cancer. J. Clin. Oncol. 22, 3608-3617 (2004).
- Eichler, A. F., et al. The biology of brain metastases-translation to new therapies. Nat. Rev. Clin. Oncol. , (2011).
- Lockman, P. R., et al. Heterogeneous blood-tumor barrier permeability determines drug efficacy in experimental brain metastases of breast cancer. Clin. Cancer Res. 16, 5664-5678 (2010).
- Yoneda, T., et al. A bone-seeking clone exhibits different biological properties from the MDA-MB-231 parental human breast cancer cells and a brain-seeking clone in vivo and in. 16, 1486-1495 (2001).
- Palmieri, D., et al. Her-2 overexpression increases the metastatic outgrowth of breast cancer cells in the brain. Cancer Res. 67, 4190-4198 (2007).
- Percy, D. B., et al. In vivo characterization of changing blood-tumor barrier permeability in a mouse model of breast cancer metastasis: a complementary magnetic resonance imaging approach. Invest. Radiol. 46, 718-725 (2011).
- Zhou, H., et al. Longitudinal MRI evaluation of intracranial development and vascular characteristics of breast cancer brain metastases in a mouse model. PLoS One. 8, (2013).
- Zhou, H., et al. Dynamic near-infrared optical imaging of 2-deoxyglucose uptake by intracranial glioma of athymic mice. PLoS One. 4, (2009).
- Zhang, R. D., et al. Differential permeability of the blood-brain barrier in experimental brain metastases produced by human neoplasms implanted into nude mice. Am. J. Pathol. 141, 1115-1124 (1992).
- Mason, R. P., et al. Tumor oximetry: comparison of 19F MR EPI and electrodes. Adv. Exp. Med. Biol. 530, 19-27 (2003).
- Gril, B., et al. Pazopanib reveals a role for tumor cell B-Raf in the prevention of HER2+ breast cancer brain metastasis. Clin. Cancer Res. 17, 142-153 (2010).
