Fluorescenza tomografia molecolare per l'Imaging In Vivo di Glioblastoma xenotrapianti
Summary
Orthotopic iniezione intracranico delle cellule del tumore è stato utilizzato nella ricerca sul cancro per studiare la biologia del tumore di cervello, la progressione, evoluzione e risposta terapeutica. Qui presentiamo la tomografia molecolare fluorescenza degli xenotrapianti del tumore, che fornisce in tempo reale videomicroscopia imaging e quantificazione di un tumore di massa in modelli preclinici di glioblastoma.
Abstract
Carcinogenicità è la capacità delle cellule tumorali di formare un tumore massa. Un approccio ampiamente utilizzato per determinare se le cellule sono cancerogene è iniettare per via sottocutanea topi immunodeficienti con le cellule tumorali e misurando la massa tumorale dopo diventa visibile e palpabile. Orthotopic iniezioni di cellule tumorali mirano a introdurre xenotrapianto nel microambiente che assomiglia maggiormente il tessuto di origine del tumore in fase di studio. Ricerca sul cancro cervello richiede intracranica iniezione delle cellule tumorali per consentire la formazione del tumore e l’analisi nel microambiente unico del cervello. L’imaging in vivo degli xenotrapianti intracranici controlla istantaneamente la massa di tumore dei topi orthotopically innestate. Qui segnaliamo l’uso di fluorescenza molecolare tomografia (FMT) di xenotrapianti del tumore di cervello. Le cellule tumorali sono in primo luogo trasdotte con vicino infrarosse proteine fluorescenti e poi iniettate nel cervello di topi immunocompromessi. Gli animali vengono poi analizzati per ottenere informazioni quantitative circa la massa di tumore per un periodo prolungato di tempo. Cellula pre-etichettatura consente la quantificazione costo effettiva, riproducibile e affidabile del carico del tumore all’interno di ogni mouse. Abbiamo eliminato la necessità di iniettare imaging substrati e riducendo lo stress sugli animali. Una limitazione di questo approccio è rappresentata dall’incapacità di rilevare le masse molto piccole; Tuttavia, esso ha una migliore risoluzione per più grandi masse rispetto ad altre tecniche. Può essere applicato per valutare l’efficacia di un trattamento farmacologico o alterazioni genetiche di linee cellulari di glioma e campioni paziente.
Introduction
Il cancro è una delle principali cause di decessi per malattia in esseri umani nel mondo industrializzato. Con un altissimo numero di morti, nuovi trattamenti sono urgentemente necessari. Multiforme di glioblastoma (GBM) è un tipo estremamente letale di cancro al cervello, composto da popolazioni eterogenee delle cellule stromal ed immuni del tumore, di cervello. Secondo la registrazione del tumore di cervello centrale degli Stati Uniti, l’incidenza dei tumori cerebrali primari maligne e benigne è circa 22 casi per 100.000. Circa 11.000 nuovi casi dovrebbero essere diagnosticati negli USA nel 20171.
Gli studi preclinici indagare la probabilità di una droga, procedura o trattamento per essere efficace prima della prova in esseri umani. Uno dei primi passi di laboratorio negli studi preclinici è identificazione di potenziali bersagli molecolari per il trattamento farmacologico tramite cellule tumorali impiantate in un organismo ospite, definito come modelli di xenotrapianto umano. In questo contesto, i modelli di xenotrapianto del tumore cerebrale intracranica utilizzando xenotrapianti paziente-derivati (PDXs) sono stati ampiamente usati per studiare la biologia del tumore di cervello, la progressione, evoluzione e risposta terapeutica e più recentemente per lo sviluppo di biomarcatori, droga screening e personalizzata medicina2,3,4.
Uno dei più accessibili e non invasiva in vivo imaging metodi per monitorare gli xenotrapianti intracranici è bioluminescenza imaging (BLI)5,6,7,8. Tuttavia, alcune limitazioni di BLI includono amministrazione di substrato e disponibilità, stabilità enzimatica e luce tempra e dispersione durante imaging acquisizione9. Qui segnaliamo l’infrarosso FMT in alternativa metodo per monitorare i modelli preclinici di glioblastoma di imaging. In questo metodo, l’acquisizione del segnale e la quantificazione di PDXs intracranially impiantati, che esprime una proteina fluorescente vicino infrarosso iRFP72010,11 (d’ora in poi definito come FP720) o turboFP635 (d’ora in poi definito come FP635), viene eseguita con un sistema di imaging di FMT. Utilizzando la tecnologia FMT, orthotopic i tumori possono essere monitorati in vivo prima, durante o dopo il trattamento, in modo non invasivo, privo di substrato e quantitativo per osservazioni precliniche.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gli xenotrapianti del tumore sono stati ampiamente utilizzati nella ricerca sul cancro ed è stato sviluppato un numero di consolidate tecniche di imaging: BLI; risonanza magnetica (MRI); tomografia a emissione di positroni (PET), computata tomografia (CT); FMT. Ciascuno di questi approcci è dotato di Pro e contro, ma in definitiva completano a vicenda con il tipo di informazioni fornite. Uno del più comunemente usato in vivo tecnologia di imaging è BLI5,6<…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Si ringrazia il Dr. Frederick Lang, MD Anderson Cancer Center per GBM-PDX neurosfere. Questo lavoro è stato supportato dalla sconfitta GBM ricerca collaborativa, una sussidiaria della National cervello tumore Society (Frank Furnari), R01-NS080939 (Frank Furnari), James S. McDonnell Foundation (Frank Furnari); Jorge Benitez è stato sostenuto da un premio dall’American cervello tumore Association (ABTA); Ciro Zanca parzialmente è stato supportato da una borsa di ricerca post-dottorato American-Italian Cancer Foundation. Frank Furnari riceve stipendio e ulteriore supporto del Ludwig Institute for Cancer Research.
Materials
| DMEM/High Glucose | HyClone/GE | SH30022.1 | |
| DMEM/F12 1:1 | Gibco | 11320-082 | |
| FBS | HyClone/GE | SH30071.03 | |
| Accutase | Innovative cell technologies | AT-104 | |
| Trypsin | HyClone/GE | SH30236.01 | |
| B27 supplement | Gibco | 17504044 | |
| human recombinant EGF | Stemcell Technologies | 2633 | |
| human recombinant FGF | Stemcell Technologies | 2634 | |
| DPBS | Corning | 21-031-00 | |
| FACS tubes | Falcon | 352235 | |
| DAPI | ThermoFisher Scientific | 62248 | |
| Blasticidin | ThermoFisher Scientific | A1113903 | |
| p24 ELISA | Clontech | 632200 | |
| Xylazine | Akorn | NDC 59399-110-20 | |
| Ketamine | Zoetis | NADA 043-403 | Controlled substance |
| Ointment | Dechron | NDC 17033-211-38 | |
| Absorbable suture | CpMedical | VQ392 | |
| 5 ul syringe | Hamilton | 26200-U | Catalog number as sold by Sigma-Aldrich |
| Cell Sorter | Sony | SH8007 | |
| Mouse stereotaxic frame | Stoelting | 51730 | |
| Motorized stereotaxic injector | Stoelting | 53311 | |
| Micromotor hand-held drill | Foredom | K1070 | |
| Mouse warming pad | Ken Scientific Corporation | TP-22G | |
| Fluorescence Tomography System | PerkinElmer | FMT 2500 XL | |
| TrueQuant Imaging Software | Perkin Elmer | 7005319 | |
| Ultra-centrifuge Optima L-80 XP | Beckman Coulter | 392049 | |
| Tissue Culture 100mm Dishes | Olympus Plastics | 25-202 | |
| Tissue Culture 150mm Dishes | Olympus Plastics | 25-203 | |
| Tissue Culture Flasks T75 | Corning | 430720U | |
| 50 mL conical tubes | Corning | 430290 | |
| 15 mL conical tubes | Olympus Plastics | 28-101 | |
| Centrifuge Avanti J-20 | Beckman Coulter | J320XP-IM-5 | |
| Tube, Polypropylene, Thinwall, 5.0 mL | Beckman Coulter | 326819 | |
| Tube, Thinwall, Polypropylene, 38.5 mL, 25 x 89 mm | Beckman Coulter | 326823 | |
| Athymic nude mice | Charles River Laboratories | Strain Code 490 (Homozygous) | Prior approval by the Institutional Animal Care Program and by the Institutional Biosafety Committee required. |
References
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