애완 동물 및 MRI 유도 세포종 쥐 모델의 방사선 마이크로 irradiator를 사용 하 여

Summary

과거에 작은 동물 조사 대상 잘 delineated 종양 볼륨 수 없이 일반적으로 수행 되었다. 목표는 쥐에서 인간 세포종의 치료를 모방 했다. 작은 동물 조사 플랫폼을 사용 하 여, 우리는 MRI 기반 3D 등각 방사선 조사 전 임상 설정에서 애완 동물 기반 하위 볼륨 증폭을 수행.

Abstract

수십 년 동안, 작은 동물 방사선 연구 대상 특정 이나 잘 delineated 종양 볼륨을 상당히 조잡 실험 설정 능력 없이 간단한 단일 빔 기술을 적용을 사용 하 여 주로 수행 되었다. 방사선의 납품 고정된 방사선 또는 megavoltage (MV) 엑스레이 생산 하는 선형 가속기를 사용 하 여 달성 되었다. 이 소자는 작은 동물에 필요한 서브 밀리미터 정밀도 달성 하기 위해 수 없습니다. 또한, 높은 복용량은 건강 한 주변 조직 바구니 응답 평가를 전달. 작은 동물 연구와 인간 사이 변환을 증가, 우리의 목표는 쥐 모델에서 인간의 세포종의 치료를 모방 했다. 전 임상 설정에서 더 정확한 조사를 활성화 하려면 최근, 정밀 이미지 유도 작은 동물 방사선 연구 플랫폼은 개발 되었다. 마찬가지로 인간의 계획 시스템, 치료 이러한 마이크로-균 장치에 계획은 컴퓨터 단층 촬영 (CT)에 기반. 그러나 CT에 낮은 소프트-조직 대비 매우 어려운 뇌 등 특정 조직에서 목표를 지역화 하는. 따라서, CT에 비해 소프트-조직 대조는, 자기 공명 영상 (MRI), 통합 것 가능 방사선에 대 한 대상의 더 정확한 묘사 지난에서 10 년간 또한 생물 학적 영상 기법, 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 등 방사선 치료 치료 지침에 대 한 관심을 얻었다. 애완 동물 예를 들면, 포도 당 소비, 아미노 산 수송, 또는 저 산소 증, 종양에의 시각화 수 있습니다. 더 높은 복용량으로 종양의 그 높은 증식 또는 라디오 저항 부분을 대상으로 하는 것은 생존 혜택을 줄 수 있습니다. 이 가설 생물 학적 종양 볼륨 (BTV) 외에 기존의 총 대상 볼륨 (GTV), 임상 대상 볼륨 (CTV), 그리고 계획된 대상 볼륨 (PTV)의 소개로 이끌어 냈다.

겐트 대학교의 전 임상 영상 연구소, 마이크로-irradiator, 작은 동물 애완 동물, 그리고 7 T 작은 동물 MRI 사용할 수 있습니다. 목표는 MRI 기반 조사 및 애완 동물 기반 하위 볼륨 증폭 세포종 쥐 모델에 통합 했다.

Introduction

고급 glioma 성인 현재 치료 modalities에도 불구 하 고 1 년의 메디아 생존에 가장 일반적이 고 가장 공격적인 악성 뇌 종양입니다. 치료의 표준 결합된 외부 빔 방사선 치료 (RT) 뒤 최대한 외과 절제술 및 temozolomide (TMZ), 유지 보수 TMZ^1,,23다음을 포함 합니다. 도입 이후 TMZ의 지금 더 보다 15 년 전, 아니 크게 향상이이 종양의 치료에 되었습니다. 따라서, 새로운 치료 전략의 구현 시급 하지만 작은 동물 암 치료 모델 (주로 쥐 및 쥐)에 먼저 조사 해야 합니다. 새롭고 복잡 한 방사선 프로토콜, 가능 하 게 하거나 라디오-보호 에이전트를 조사 하기 위해 방사선 응답 (새로운) 다른 치료 에이전트와 결합의 효능을 조사 하기 위해 종양 방위 쥐 모델을 사용할 수 있습니다. 전 임상 방사선 연구의 가장 큰 장점은 결과 가속된 데이터 항복 설치류의 짧은 수명 때문에 큰 무리를 사용 하 여 제어 실험 조건 하에서 작동 하는 기능입니다. 전 임상 연구 결과 다음 현재 연습⁴보다 훨씬 빠르고 더 효율적인 방법으로 임상 시험으로 번역 되어야 한다.....

Protocol

연구 (ECD 09/23 및 ECD 12/28) 동물 실험 윤리 위원회에 의해 승인 되었다. 모든 상업 정보 테이블의 자료에서 찾을 수 있습니다.

1. F98 기가바이트 쥐 세포 모델

1. Monolayers Dulbecco의 수정된이 글 매체, 10% 송아지 혈 청, 1% 페니실린, 1% 스, 1 %L-글루타민, 그리고 0.1% 암포 b를 사용 하 여, ATCC에서 얻은 F98 기가바이트 셀 문화 그리고 CO₂ 인큐베이터 (5% CO₂ 와 37 ° C)에.
2. Glioma 셀 여성 피셔 F344 쥐 (몸 무게 170 g)의 뇌에 접종
   1. 불 임 악기를 사용 하 고 항상 멸 균 장갑 착용.
   2. 인슐린 주사기 (1 mL, 29 G) 74 mg/kg 케 타 민 및 11 mg/kg xylazine intrapertioneally (IP)의 혼합물을 주입 하 여 쥐를 anesthetize. 다리의 철수 반사 반응의 부재는 anesthetization를 확인 합니다. 쥐 코와 귀에 대 한 고정 포인트를 사용 하 여 정위 적 장치에 고정 장소 carbomer 눈 마 취에서 눈의 건조를 방지 하기 위해 젤.

Results

전 임상 모델에서 세포종의 방사선에 대 한 인간의 치료 방법론을 모방, MRI 유도 방사선 치료의 포함이 필요 했다. 사용 하는 PCTPS 마이크로 irradiator 인터페이스 여러 멀 비 같은 호 T1 가중치 MRI¹⁷에 대비 강화 지역 타겟팅과 쥐에서 F98 세포종을 비추는 수 있었습니다. 멀티 모달 침대와 함께에서 고정-바디 변환 MRI 및 ct. 계획 사이 이미지 등록을 위해 사용 되었다 방사선에 대 한 isocenter T1 가중치 MRI (그림 7)에 대비 향상 된 종양의 센터에서 선정 되었다.

5 다른 동물 (그림 12) 복용량 배포판 및 대상 볼륨 및 정상 뇌 조직 볼륨의 평균, 최소, 및 최대 복용.......

Discussion

쥐 두뇌에서 세포종 종양 대상의 정확한 조사를 위해 마이크로-irradiator의 내장 된 CT 지도 충분 하지 않았다. 대비 향상을 사용 하는 경우에 뇌종양 때문에 부족 한 연 조직 대비 거의 볼 수 있습니다. 이와 같이, MRI 보다 정확한 조사를 허용 하도록 포함 될 필요가 있다. 두뇌에 대비 향상 종양 조직에 복용량을 대상 7 T 시스템 순차적 미스터 수집 수 있었습니다 마이크로 irradiator에 코네티컷 인수를 사용 하 고 복용량 계획 계획 코네티컷을 사용 하 여 계산 이것은 PCTPS¹⁷를 사용 하 여 이미지 퓨전과 복용량 계산 후 가능 했다. 그러나, 그것은 MRI는이 프로토콜에 정정 하지 기하학적 왜곡 하는 경향이 마음에 지켜져야 한다. 또한,이 조사 프로토콜 신체의 다른 부분을 번역 하기 전에 추가 연구 필요 하다. 낮은 kV 에너지 광자의 사용으로 인해 정확한 조직 세분화의 중요성을 고려해 야 합니다. 3 조직 클래스로 세분화 쥐 뇌에 충분 한 될 수도, 더 많은 .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
GB RAT 모델
F98 교모세포종 세포주	ATCC	CRL-2397
Fischer F344/ICO crl Rats	Charles River	N/A	http://www.criver.com/products-services/basic-research/find-a-model/fischer-344-rat
Micropump system	World Precision Instruments	UMP3	마이크로 4 : https://www.wpiinc.com/products/top-products/make-selection-ump3-ultramicropump/#tabs-1
입위 프레임	Kopf	902	모델 902 듀얼 작은 동물 입체 프레임
diamant 드릴	Velleman	VTHD02	https://www.velleman.eu/products/view/?id=370450
뼈 왁스	Aesculap	1029754	https://www.aesculapusa.com/products/wound-closure/hemostatic-bone-wax
인슐린 주사기 Microfine	Beckton-Dickinson	320924	1 mL, 29G
InfraPhil IR 램프	Philips	HP3616/01
Ethilon	Ethicon	662G/662H	FS-2, 4-0, 3/8, 19 mm
Name	Company	카탈로그 번호	Comments
Cell culture
DMEM	Invitrogen	14040-091
Penicilline-streptomycine	Invitrogen	15140-148
L-glutamine	Invitrogen	25030-032
Fungizone	Invitrogen	15290-018
Trypsin-EDTA	Invitrogen	25300-062
PBS	Invitrogen	14040-224
Falcons	Thermo Scientific	178883	175 cm2 nunclon 표면, 필터 캡이 있는 세포 배양용 일회용품
세포 동결 매체	Sigma-aldrich	C6164	세포 동결 매체-DMSO, 멸균 여과, 적합 세포 배양의 경우 내독소 테스트 완료
Name	Company	카탈로그 번호<	strong>Comments
>Animal irradiation
Micro-irradiator	X-strahl	SARRP
소프트웨어 조사 X-strahl		MuriPlan	전임상 치료 계획 시스템(PCTPS), 버전 2.0.5.
Name	Company	카탈로그 번호	Comments
Small animal PET
microPET 시스템 가능성 1	Molecubes	B-Cube	http://www.molecubes.com/b-cube/
microPET 시스템 가능성 2	TriFoil 이미징, 노스 리지 CA	플렉스 Triumph II	http://www.trifoilimaging.com
PET 추적기	사내에서 만든		18F-FDG, 18F-FET, 18F-FAZA, 18F-콜린
<강한>이름	Company	카탈로그 번호	코멘트
작은 동물 MRI
microMRI 시스템	Bruker Biospin	Pharmascan 70/16	https://www.bruker.com/products/mr/preclinical-mri/pharmascan/overview.html
Dotarem 조영제	Guerbet		MRI 조영제, Dotarem 0,5 mmol/ml
쥐 전신 송신기 코일	Rapid Biomedical	V-HLS-070
쥐 뇌 표면 코일	Rapid Biomedical	P-H02LE-070
수성 가열 장치	Bruker Biospin	MT0125
IV 주입용 30G 바늘	Beckton-Dickinson	305128	30G
PE 10 튜빙(60cm/주입)	Instech laboratories, Inc	BTPE-10	BTPE-10, 폴리에틸렌 튜빙 0.011 x .024인치(0.28 x 60mm), 비멸균, 30m(98피트) 스풀, Instech laboratories, Inc 플리머스 회의 PA USA- (800) 443-4227- http://www.instechlabs.com
비헤파린 미세 헤마토크릿 모세관	GMBH	7493 21	이 모세혈관은 물로 채워져 MRI 및 CT에서 볼 수 있는 마커를 생성합니다<
strong>Name<	strong>Company	카탈로그 번호	Comments
Consumables
이소플루란: 이소	조에티스	B506	마취
케타민: 케타미도르	에쿠파르		마취
자일라진: 세닥실	코디파르 NV		마취
카테터	테루모	베르사투스-W	26G
테모졸로미드	시그마-알드리치	T2577-100MG	화학요법
DMSO	Sigma-aldrich	276855-100ML
인슐린 주사기 Microfine	Beckton-Dickinson	320924	1 mL, 29G
Name	Company	카탈로그 번호<	strong>Comments
Image analysis
PMOD 소프트웨어	PMOD technologies LLC	PFUS (융합 도구)	생체 의학 이미지 정량 화 소프트웨어(BIQS), 버전 3.405,
https://www.pmod.com/web/?portfolio=22-image-processing-pfusName<	strong>Company<	strong>카탈로그 번호	Comments
>Anesthesia-equipment
마취 movabe 단위	ASA LTD	ASA 0039	ASA LTD, 5 valley road, Keighley, BD21 4LZ
산소 발생기	수의학 기술 Int.	7F-3	BDO-Medipass, 이무이덴