Ultrasound Imaging-guidad Intrakardiell Injection att utveckla en musmodell av bröstcancer hjärnmetastaser Följt av Longitudinal MRI
Summary
En bröstcancer metastaser i hjärnan musmodell etableras med ultraljud-guidad intrakardiell injektion av MDA-MB231/Br-GFP celler. Utveckling av multifokala intrakraniella metastaser har övervakats i längdled med hjälp av högupplösande 9,4 T MRI.
Abstract
Bröstcancer metastaser i hjärnan, förekommer hos 30% av patienter med bröstcancer i stadium IV, är förknippad med hög dödlighet. Medianöverlevnaden är bara 6 månader. Det är kritiskt att ha lämpliga djurmodeller för att efterlikna den hemodynamiska spridningen av metastatiska celler i den kliniska scenariot. Här introducerar vi användning av små djur ultraljud för att styra en riktig injektion av hjärn tropiska bröstcancerceller i vänster kammare av atymiska nakna möss. Längsgående MRI används för att bedöma intrakraniell initiering och tillväxt av hjärnmetastaser. Ultraljud-styrd intrakardiell injektion ger inte bara en korrekt injektion och härmed en högre framgångsrik avgift utan också minskat markant dödlighet, jämfört med vår tidigare manuell procedur. In vivo hög upplösning MRI möjliggör visualisering av hyper multifokala lesioner, så små som 310 nm i diameter på T 2-viktade bilder vid tre veckor efter injektion. Follow-up MRT avslöjar intrakraniell tumörtillväxt och ökat antal metastaser som distribuerar i hela hjärnan.
Introduction
Metastaser i hjärnan är den vanligaste intrakraniell malignitet hos vuxna. Prognosen är mycket dålig, med en medianöverlevnad på 4-6 månader till och med aggressiv behandling. Bröstcancer är en av de tre stora primära cancer med hög sjuklighet av hjärnmetastaser 1-3. Flera brain-tropism bröstcancerlinjer kan utveckla hjärnmetastaser efter intrakardiell eller intracarotid injektion 4. Direkt injektion av tumörceller in i den vänstra ventrikeln kan kringgå lungan kapillärbädden och sålunda öka incidensen av formnings hjärnmetastases samtidigt minimera viscerala metastaser. MDA-MB231Br linjen är en av de mest använda humana bröstcancerlinjer för att utveckla metastaser i hjärnan i gnagarmodeller 5,6.
Liksom många andra studier 4,7, har vi utfört en manuell procedur för intrakardiell injektion i våra tidigare studier. Dock endast 50% framgångsrik som erhålls med den manuellainjektion och en bråkdel av mössen dog av de upprepade ingrepp om tidigare försök misslyckats. Här introducerar vi användning av ett förfarande imaging-guidad att säkra injektion av hjärnsökande bröstcancerceller i vänster kammare i atymiska möss. Längsgående hög upplösning MRI används för att följa intrakraniell utvecklingen av hjärnmetastaser.
Protocol
Representative Results
Discussion
I föreliggande studie har vi visat att ultraljud-styrda vänsterkammar injektion säkerställer riktigheten så att varje djur i denna studie utvecklade hjärnmetastaser och inga djur död observerades. Det fina med bildstyrd insprutning är att vägen av nål penetration av hud och slutligen in i vänster kammare kan övervakas och justeras i enlighet med bilden, som skiljer sig från det manuella förfarandet kräva strikta anatomiska landmärken att följa.
Aktuella förståelser av intr…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi är tacksamma till Dr. Diane Palmieri och Patricia Steeg av NCI för att ge oss MDA-MB231Br celler. Vi tackar Dr Ralph Mason, Mr Jason Reneau och Ms Ramona Lopes för tekniskt och kollegialt stöd. Detta arbete stöddes delvis av DOD IDEA Awards W81XWH-08-1-0583 och W81XWH-12-1 till 0317. MRI experiment utfördes i Advanced Imaging Research Center, en NIH BTRP # P41-RR02584 anläggning och ultraljud-styrda intrakardiell injektion utfördes med VisualSonics Vevo 770 i 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).
