एथिमिक चूहों में मानव प्लीर मेसोथेलियोमा के ऑर्थोटोपिक मॉडल के पीईटी/सीटी द्वारा प्रत्यारोपण और निगरानी
Summary
यह लेख इम्यूनोसमझौता एथिमिक चूहों के पूर्ण गुहा में H2052/484 मेसोथेलियोमा कोशिकाओं के प्रत्यारोपण द्वारा मानव प्लूरल मेसोथेलियोमा के एक ऑर्थोटोपिक माउस मॉडल की पीढ़ी का वर्णन करता है। इनट्रैपेरल ट्यूमर के विकास की देशांतर निगरानी का आकलन गैर-इनवेसिव मल्टीमॉडल[18एफ]-2-फ्लोरो-2-डिऑक्सी-डी-ग्लूकोज पॉजिट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी और गणना टोमोग्राफी इमेजिंग द्वारा किया गया था।
Abstract
घातक प्लूरल मेसोथेलियोमा (एमपीएम) मेसोथेलियम में उत्पन्न होने वाला एक दुर्लभ और आक्रामक ट्यूमर है जो फेफड़ों, दिल और छाती गुहा को कवर करता है। एमपीएम विकास मुख्य रूप से एस्बेस्टस से जुड़ा हुआ है। उपचार केवल मामूली अस्तित्व प्रदान करते हैं क्योंकि औसत अस्तित्व औसत निदान के समय से 9-18 महीने है। इसलिए, अधिक प्रभावी उपचार ों की पहचान की जानी चाहिए। नए चिकित्सीय लक्ष्यों का वर्णन करने वाले अधिकांश डेटा इन विट्रो प्रयोगों से प्राप्त किए गए थे और वीवो प्रीक्लिनिकल मॉडल में विश्वसनीय में मान्य किए जाने की आवश्यकता है। यह लेख एक ऐसे विश्वसनीय एमपीएम ऑर्थोटोपिक मॉडल का वर्णन करता है जो मानव एमपीएम सेल लाइन H2052/484 के इंजेक्शन के बाद इम्यूनोडेफियंट एथिमिक चूहों के प्लीरल गुहा में प्राप्त किया गया है । ऑर्थोटोपिक साइट में प्रत्यारोपण वीवो वातावरण में प्राकृतिक में ट्यूमर की प्रगति का अध्ययन करने की अनुमति देता है। पॉजिट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी/गणना टोमोग्राफी (पीईटी/सीटी) आणविक इमेजिंग नैदानिक[18एफ]-2-फ्लोरो-2-डिऑक्सी-डी-ग्लूकोज([18एफ] एफडीजी) रेडियोट्रेसर का उपयोग करके एमपीएम के साथ रोगियों की जांच के लिए पसंद का निदान विधि है । तदनुसार, H2052/484 ऑर्थोटोपिक मॉडल की रोग प्रगति की देशीयत निगरानी करने के लिए[18एफ] एफडीजी-पीईटी/सीटी का उपयोग किया गया था । इस तकनीक में एक उच्च 3आर क्षमता है(आरशिक्षादार जानवरों की संख्या, दर्द और असुविधा को कम करने के लिए आरईफिन, और विकल्प के साथ आरएप्लेस पशु प्रयोग) क्योंकि ट्यूमर विकास पर गैर-आक्रामक रूप से नजर रखी जा सकती है और आवश्यक जानवरों की संख्या को काफी कम किया जा सकता है।
यह मॉडल एक उच्च विकास दर, एक तेजी से ट्यूमर विकास प्रदर्शित करता है, लागत कुशल है और तेजी से नैदानिक अनुवाद के लिए अनुमति देता है। इस ऑर्थोटोपिक ज़ेनोबेड़ा एमपीएम मॉडल का उपयोग करके, शोधकर्ता चिकित्सीय हस्तक्षेपों के बाद एक विश्वसनीय एमपीएम मॉडल की जैविक प्रतिक्रियाओं का आकलन कर सकते हैं।
Introduction
घातक प्लीड्यूरल मेसोथेलियोमा (एमपीएम) एक कैंसर है जो अक्सर एस्बेस्टस फाइबर1,2,3के संपर्क से जुड़ा होता है। हालांकि ज्यादातर पश्चिमी देशों मेंएस्बेस्टसपर प्रतिबंध लगा दिया गया है,लेकिन एमपीएम की घटनाएं अभी भी7,8की बढ़ रही हैं . हाल ही में, कार्बन नैनोट्यूब के लिए चूहों के जोखिम से पता चलता है कि वे मनुष्यों में महत्वपूर्ण स्वास्थ्य जोखिममेंपरिणाम हो सकता है9,10। डेटा का सुझाव है कि इन उत्पादों के संपर्क में पुरानी सूजन और आणविक परिवर्तन (जैसे, ट्यूमर-दमन मार्गों की हानि) है कि घातक मेसोथेलियोमा के लिए प्रगति आबाद प्रेरित कर सकते हैं । वर्तमान में, मल्टीवॉल कार्बन नैनोट्यूब नैनो के सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों में से एक हैं और कंपोजिट, ऊर्जा भंडारण सामग्री, दवा, इलेक्ट्रॉनिक्स और पर्यावरण उपचारण सामग्री जैसे विभिन्न उत्पादों में तेजी से शामिल हैं।
एमपीएम खराब पूर्वानुमान के साथ एक कैंसर है, और अधिकांश रोगियों को वर्तमान उपचार के तौर तरीकों की एक सीमित प्रभावकारिता के कारण निदान के बाद दो साल के भीतर मर जाते हैं11। एमपीएम के लिए इलाज का चुनाव कैंसर की अवस्था पर निर्भर करता है। सबसे प्रारंभिक चरण एमपीएम (चरण 1 और संभवतः कुछ चरण 2 या 3 ट्यूमर) के लिए, नैदानिक दृष्टिकोण रेडियोथेरेपी और कीमोथेरेपी12से जुड़े ट्यूमर के सर्जिकल रिसेक्शन सहित एक मल्टीमॉडल थेरेपी है। सिस्प्लैटिन और पेमीटर्स्ड के साथ एक संयुक्त कीमोथेरेपी उन्नत स्थानीय रूप से आक्रामक बीमारी के साथ निदान किए गए अधिकांश रोगियों के उपचार के लिए इंगित की जाती है, जो सर्जिकल रिसेक्शन के लिए उत्तरदायी नहीं है, या जो अन्यथा उपचारात्मक सर्जरी13,14के लिए उम्मीदवार नहीं हैं। इसलिए एमपीएम के मरीजों के लिए और प्रभावी उपचार विकसित करने की तत्काल आवश्यकता है । हालांकि, वीवो एनिमल मॉडल्स में कुछ मान्य हैं जो एमपीएम की नैदानिक प्रासंगिकता को दर्शाते हैं। कई murine MPM मॉडल विकसित किए गए हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश एमपीएम ट्यूमर माइक्रोएनवायरमेंट15,16,17,18के जटिल पहलुओं को ईमानदारी से पुनर्नियोजित नहीं करते हैं । चूहों में एस्बेस्टस-प्रेरित एमपीएम का उपयोग, आनुवंशिक रूप से इंजीनियर एमपीएम माउस मॉडल, या मूत्र एमपीएम सेल लाइनों के सिनजेनिक प्रत्यारोपण के मॉडल मौलिक फेनोटाइपिक और कार्यात्मक मतभेदों से सीमित हैं और नतीजतन, क्लिनिक में नई खोजों का खराब अनुवाद करते हैं। अन्य प्रीक्लीनिकल murine MPM मॉडल ज्यादातर इम्यूनोडिफिजेंट चूहों में मानव कोशिका लाइनों के चमड़े के नीचे या पेरिटोनियल विद्वेष पर भरोसा करते हैं। हालांकि इन मॉडलों की निगरानी और मौलिक डेटा प्रदान करने के लिए आसान कर रहे हैं, इन विद्वेष के सूक्ष्म वातावरण है कि मानव ट्यूमर के बराबर नहीं है इन पूर्व नैदानिक अध्ययन17,19के अधिकांश की अनुवाद शक्ति ख़राब । इसके विपरीत, ऑर्थोटोपिक विद्वेष रोगी ट्यूमर व्यवहार और उपचार के प्रति प्रतिक्रिया को बेहतर ढंग से प्रतिबिंबित करता है क्योंकि वे मूल ट्यूमर साइट16में पाए जाने वाले समान सूक्ष्म वातावरण से घिरे हुए हैं।
एमपीएम20,21के रोगियों में रोग की प्रगति की देशीयत निगरानी करने के लिए[18एफ] एफडीजी-पीईटी/सीटी द्वारा आणविक इमेजिंग पसंद की विधि है । इसलिए, इस गैर-इनवेसिव इमेजिंग विधि का सहारा लेना16,22नैदानिक परीक्षणों में प्रीक्लिनिकल अध्ययनों के अनुवाद को बहुत बढ़ावा देता है। इसके अलावा, यह जानवरों की आवश्यक संख्या को कम करने में मदद करता है क्योंकि प्रत्येक जानवर समय के साथ अपने स्वयं के नियंत्रण का प्रतिनिधित्व करता है।
इस लेख में, हम मानव एमपीएम सेल लाइन H2052/484 के इंजेक्शन के बाद प्राप्त एक विश्वसनीय ऑर्थोटोपिक ज़ेनोबेड़ा एमपीएम मॉडल को एथिमिक चूहों के प्लीरल गुहा में प्रस्तुत करते हैं। [18एफ] एफडीजी-पीईटी/सीटी इमेजिंग के साथ मिलकर, यह मॉडल मानव एमपीएम के लिए नई नैदानिक रणनीतियों और उपचारों के कार्यात्मक और मशीनी प्रभावों का अध्ययन करने के लिए एक मूल्यवान और प्रजनन योग्य तरीका है।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह कागज एमपीएम H2052/484 कोशिकाओं के एक मूल ऑर्थोटोपिक मॉडल का वर्णन करता है जो मिथानिक चूहों की पूर्ण गुहा में इंजेक्ट किया जाता है और छोटे पशु पीईटी/सीटी इमेजिंग द्वारा निगरानी की विधि है । इस मॉडल को मध्यम…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध को लिग जिनेवा द्वारा वित्त पोषित किया गया था (वीएस-बी. के लिए) और जिनेवा और लुसाने के विश्वविद्यालयों और अस्पतालों (डीसी, ओबी और एसजी) के विश्वविद्यालयों और अस्पतालों के बायोमेडिकल इमेजिंग (सीआईबीएम) के लिए केंद्र द्वारा।
Materials
| 3-mice bed | Minerve | bed for mice imaging | |
| Athymic Nude-Foxn1n nu/nu | Envigo, Huntingdon, UK | 6907F | immunodeficient mouse |
| Betadine | Mundipharma Medical Company, CH | 111131 | polyvidone iodine solution |
| Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (DPBS) | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 14190094 | Buffer for cell culture |
| Fetal bovine serum (FBS) | PAA Laboratories, Pasching, Austria | A15-101 | cell culture medium supplement |
| Insulin syringes | BD Biosciences, San Jose, CA, USA | 324826 | syringe for cell injection |
| Penicillin/Streptomycin | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 15140122 | antibiotics for cell culture medium |
| RPMI 1640 | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 61870010 | basal cell culture medium |
| Temgesic (Buprenorphin 0.3 mg/mL) | Alloga SA, CH | 700320 | opioid analgesic product |
| Triumph PET/SPECT/CT | Trifoil, Chatsworth, CA, USA | imaging equipment | |
| Trypsin | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 25050014 | enzymatic cell dissociation buffer |
| Virkon S 2% | Milian, Vernier, CH | 972472 | disinfectant |
| Vivoquant | Invicro, Boston, MA, USA |
Riferimenti
- Grishman, E., Cohen, S., Salomon, M. I., Churg, J. Renal lesions in acute rheumatic fever. The American Journal of Pathology. 51 (6), 1045-1061 (1967).
- Mossman, B. T., Gee, J. B. Asbestos-related diseases. The New England Journal of Medicine. 320 (26), 1721-1730 (1989).
- Pass, H. I., et al. Asbestos exposure, pleural mesothelioma, and serum osteopontin levels. The New England Journal of Medicine. 353 (15), 1564-1573 (2005).
- Allen, L. P., Baez, J., Stern, M. E. C., Takahashi, K., George, F. Trends and the Economic Effect of Asbestos Bans and Decline in Asbestos Consumption and Production Worldwide. The Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (3), (2018).
- LaDou, J., et al. The case for a global ban on asbestos. Environmental Health Perspectives. 118 (7), 897-901 (2010).
- Soeberg, M., Vallance, D. A., Keena, V., Takahashi, K., Leigh, J. Australia’s Ongoing Legacy of Asbestos: Significant Challenges Remain Even after the Complete Banning of Asbestos Almost Fifteen Years Ago. The Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (2), (2018).
- Glynn, M. E., Keeton, K. A., Gaffney, S. H., Sahmel, J. Ambient Asbestos Fiber Concentrations and Long-Term Trends in Pleural Mesothelioma Incidence between Urban and Rural Areas in the United States (1973-2012). Risk Analysis. 38 (3), 454-471 (2018).
- Zhao, J., et al. Epidemiology and trend analysis on malignant mesothelioma in China. The Chinese Journal of Cancer Research. 29 (4), 361-368 (2017).
- Chernova, T., et al. Long-Fiber Carbon Nanotubes Replicate Asbestos-Induced Mesothelioma with Disruption of the Tumor Suppressor Gene Cdkn2a (Ink4a/Arf). Current Biology. 27 (21), 3302-3314 (2017).
- Fukushima, S., et al. Carcinogenicity of multi-walled carbon nanotubes: challenging issue on hazard assessment. The Journal of Occupational Health. 60 (1), 10-30 (2018).
- Robinson, B. W., Musk, A. W., Lake, R. A. Malignant mesothelioma. The Lancet. 366 (9483), 397-408 (2005).
- Ricciardi, S., et al. Surgery for malignant pleural mesothelioma: an international guidelines review. The Journal of Thoracic Diseases. 10, 285-292 (2018).
- Hiddinga, B. I., Rolfo, C., van Meerbeeck, J. P. Mesothelioma treatment: Are we on target? A review. The Journal of Advanced Research. 6 (3), 319-330 (2015).
- Kim, J., Bhagwandin, S., Labow, D. M. Malignant peritoneal mesothelioma: a review. Annals of Translational Medicine. 5 (11), 236 (2017).
- Ampollini, L., et al. Immuno-chemotherapy reduces recurrence of malignant pleural mesothelioma: an experimental setting. The European Journal of Cardiothoracic Surgery. 35 (3), 457-462 (2009).
- de Jong, M., Essers, J., van Weerden, W. M. Imaging preclinical tumour models: improving translational power. Nature Reviews Cancer. 14 (7), 481-493 (2014).
- Mak, I. W., Evaniew, N., Ghert, M. Lost in translation: animal models and clinical trials in cancer treatment. The American Journal of Translational Research. 6 (2), 114-118 (2014).
- Mazzocchi, A. R., Rajan, S. A. P., Votanopoulos, K. I., Hall, A. R., Skardal, A. In vitro patient-derived 3D mesothelioma tumor organoids facilitate patient-centric therapeutic screening. Scientific Reports. 8 (1), 2886 (2018).
- Gengenbacher, N., Singhal, M., Augustin, H. G. Preclinical mouse solid tumour models: status quo, challenges and perspectives. Nature Reviews Cancer. 17 (12), 751-765 (2017).
- Kanemura, S., et al. Metabolic response assessment with 18F-FDG-PET/CT is superior to modified RECIST for the evaluation of response to platinum-based doublet chemotherapy in malignant pleural mesothelioma. The European Journal of Radiology. 86, 92-98 (2017).
- Truong, M. T., Viswanathan, C., Godoy, M. B., Carter, B. W., Marom, E. M. Malignant pleural mesothelioma: role of CT, MRI, and PET/CT in staging evaluation and treatment considerations. Seminars in Roentgenology. 48 (4), 323-334 (2013).
- MacArthur Clark, J. The 3Rs in research: a contemporary approach to replacement, reduction and refinement. The British Journal of Nutrition. 120, 1-7 (2018).
- Colin, D. J., et al. Experimental Model of Human Malignant Mesothelioma in Athymic Mice. The International Journal of Molecular Sciences. 19 (7), (2018).
- Fueger, B. J., et al. Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice. The Journal of Nuclear Medicine. 47 (6), 999-1006 (2006).
- Devaud, C., et al. Tissues in different anatomical sites can sculpt and vary the tumor microenvironment to affect responses to therapy. Molecular Therapy. 22 (1), 18-27 (2014).
- Belizário, J. E. Immunodeficient mouse models: An overview. The Open Immunology Journal. 2, 79-85 (2009).
- Jackaman, C., Yeoh, T. L., Acuil, M. L., Gardner, J. K., Nelson, D. J. Murine mesothelioma induces locally-proliferating IL-10(+)TNF-alpha(+)CD206(-)CX3CR1(+) M3 macrophages that can be selectively depleted by chemotherapy or immunotherapy. Oncoimmunology. 5 (6), 1173299 (2016).
- James, M. L., Gambhir, S. S. A molecular imaging primer: modalities, imaging agents, and applications. Physiological Reviews. 92 (2), 897-965 (2012).
- Kenny, L. M., Aboagye, E. O. Clinical translation of molecular imaging agents used in PET studies of cancer. Advances in Cancer Research. 124, 329-374 (2014).
