Manyetik rezonans görüntüleme değerlendirme kanserojen kaynaklı fare mesane Tümörlerinin
Summary
Fare mesane tümörleri N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) nitrosamine kanserojen (BBN) ile indüklenen vardır. Mesane tümörü üretimi türdeş olmayan; Bu nedenle, tümör yükünü doğru bir değerlendirme randomizasyon deneysel tedavi için önce gereklidir. Burada tümör boyutu ve sahne değerlendirmek için bir hızlı, güvenilir MRI protokol mevcut.
Abstract
Fare mesane tümörü modelleri yeni tedavi seçenekleri değerlendirme için kritik öneme sahiptir. Çünkü onlar yakından insan Tümörlerinin genomik profilleri çoğaltma ve hücre modelleri ve xenografts farklı olarak, sağladıkları, mesane tümörleri N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) nitrosamine (BBN) kanserojen ile indüklenen hücre satır-tabanlı modeller üzerinde avantajlı bir immunotherapies incelenmesi için iyi fırsat. Ancak, mesane tümörü üretimi türdeş olmayan. Bu nedenle, tümör yükünü doğru bir değerlendirme randomizasyon deneysel tedavi için önce gereklidir. Burada açıklanan bir BBN fare modeli ve mesane kanseri tümör yükünü vivo içinde hızlı ve güvenilir manyetik rezonans (MR) sırası (gerçek FISP) kullanılarak değerlendirmek için iletişim kuralı olduğunu. Ultrason, aksine Bay operatör bağımsızdır ve basit sonrası edinme görüntü işleme ve gözden geçirme için sağlar çünkü bu basit ve güvenilir bir yöntemdir. Mesane eksenel görüntüleri kullanarak, ilgi mesane duvar ve tümör bölgelerinde analizini mesane duvar ve tümör alan hesaplama için izin verir. Bu ölçüm ex vivo mesane ağırlık ile karşılıklı olarak ilişkilendirir (rs0,37, p = 0,009 =) ve tümör sahne (p = 0,0003). Sonuç olarak, BBN immunotherapies değerlendirilmesi için idealdir türdeş olmayan tümörler oluşturur ve MRI hızlı ve güvenilir bir şekilde tümör yükünü randomizasyon deneysel tedavi silah için önce değerlendirmek.
Introduction
Mesane kanseri en sık beşinci kanser olduğunu genel olarak, yaklaşık 80.000 yeni olgu ve 20171Amerika Birleşik Devletleri’nde 16.000 ölümlerin sorumlu. Mesane kanseri2sistemik tedavisinde önemli gelişmeler olmadan yaklaşık 30 yıl sonra heyecan verici ve zaman zaman dayanıklı yanıt-e doğru gelişmiş hastalarda son anti-PD-1 ve anti-PD-L1 denetim noktası inhibitörü denemeler göstermiştir ürotelyal Karsinomu3,4,5. Ancak, hastaların sadece yaklaşık % 20 bu tedaviler için objektif bir tepki göstermek ve daha fazla çalışmalar mesane kanseri olan hastalarda immünoterapi etkin kullanımı genişletmek için ihtiyaç vardır.
Fare mesane kanseri modelleri yeni tedaviler6,7preklinik değerlendirilmesi önemli araçlardır. Tümör boyutu için fareler farklı tedaviler için rastgele denetlemek için tümör yükünü değerlendirildi ve tedavi grupları arasında kontrollü. Önceki çalışmalarda ultrason veya bioluminescence orthotopic hücre satır-tabanlı mesane kanseri modelleri8,9,10,11değerlendirmek için kullanmış. Ancak, her iki tekniğin de çeşitli dezavantajları mevcut. Ultrason ölçümleri ve operatör becerileri ile etkiledi üç boyutlu özellikleri ve yüksek Uzaysal çözünürlük eksikliği. Bioluminescence yöntemleri sadece tümör hücreleri yarı kantitatif değerlendirilmesi sağlayabilir ve mesane Tarihçe görselleştirme için izin vermez. Ayrıca, bioluminescence tüysüz fareler veya fare ile beyaz ceket kollarındaki genlerinde hızlı hücre satır-tabanlı modelleri ile yalnızca kullanılabilir.
Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), öte yandan, geniş bir doğru görselleştirme sağlar doku kontrast ve tümör yükünü kantitatif değerlendirilmesi sergilenmesi anatomik görüntüleri yüksek çözünürlüklü edinimi benzersiz esneklik sunar Kollarındaki özellikleri hızlı gerek kalmadan. Bay görüntüleri uygun analiz boru hatları ile daha kolay tekrarlanabilir ve 3-b görsel olarak mesane garanti. En büyük Mr incelenmesi ve ilgili yüksek maliyetler yüksek işlem hacmi deneyleri sınırlamak için gerekli süreyi sınırlamalardır. Ancak, birçok araştırma Bay dizileri etkin bir şekilde algılamak ve hücre satır-tabanlı mesane tümörleri izlemek için kullanılan yüksek kaliteli tanılama görüntüleri sağlayabilir göstermiştir; Böylece, yüksek üretilen iş analizi9,12için kullanılabilir.
Burada, güvenilir ve verimli bir şekilde kanserojen kaynaklı mesane tümörleri farelerde karakterize etmek için non-invaziv bir Bay tabanlı yöntemi açıklanmaktadır. Bunu yapmak için biz bir hızlı görüntüsü sağlarken hala yüksek kaliteli ve yüksek Uzaysal çözünürlük (~ 100 mikron) kısa tarama oturumları garanti kararlı duruma devinim Bay tekniği ile (gerçek FISP), algılama ve mesane ölçümü için kullanmak tümör13. Ayrıca, bu non-invaziv MRI tahlil doğruluğunu onaylamak için biz MRI kaynaklı parametreleri ve ex vivo mesane ağırlık gibi patolojik olarak teyit tümör sahne arasındaki ilişki tanımlamak.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tümör modellerin doğru görüntüleme uygun öncesi ötenazi evreleme ve deneysel tedavi başlangıcından önce hayvan randomizasyon için gereklidir. Burada sunulan işlemi uygulayarak, biz (1) mesane tümörleri BBN kanserojen kullanarak oluşturmak ve (2) mesane tümörü yük MR. bir Bay türetilen alan ölçüm (BLAduvar) ilişkilendirir önemli ölçüde ile kullanılarak tabakalaşmak için metodoloji göstermek ex vivo mesane ağırlık ve patolojik tümör sahne alanı ile ilişkilidir.</…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
J. J. M. Gazi sağlık yönetim hak tarafından finanse edilen BX0033692-01 vermek. J. J. M. de kanser araştırma Robert H. Lurie kapsamlı Kanser Merkezi, Northwestern Üniversitesi’nde John P. Hanson Vakfı tarafından desteklenmektedir. Biz Merkezi translasyonel görüntüleme için MRG edinme sağlayan ve işleme için teşekkür ederiz. Finansman kaynakları el yazması veya yayın için göndermek için karar yazılı olarak herhangi bir rolü yoktu.
Materials
| C57BL/6 mice | The Jackson Laboratory | 664 | Mice |
| N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamine carcinogen (BBN) | TCI American | B0938 | Carcinogen |
| 0.9% normal saline | Hospira, Inc | NDC 0409-488-02 | |
| Isoflurane | Piramal HealthCare | 60307-120-25 | Anesthetic |
| 7Tesla ClinScan MRI | Bruker | NA | Dedicated Small Animal Imaging MRI |
| Syngo | Siemens | NA | MR Integrated Imaging Software |
| Model 1030 Monitoring & Gating System | Small Animal Instruments, Inc. (SAII) | NA | Small animal physiologic monitoring |
| Formalin, Neutral Buffered, 10% | Sigma | HT501128 | Fixative |
| Eosin Y | Fisher Scientific | NC1093844 | Histologic staining agent |
| Hematoxylin | Fisher Scientific | 23-245651 | Histologic staining agent |
| Jim7 | Xinapse Systems | NA | Medical image analysis software |
| GraphPad Prism v7.04 | Graphpad | NA | Graphing software |
| R v3.4.2 | The R Project for Statistical Computing | NA | Statistical software |
| R package pROC v1.10.0. | The R Project for Statistical Computing | NA | ROC analysis |
References
- Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. Cancer Statistics, 2017. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 67 (1), 7-30 (2017).
- Abdollah, F., et al. Incidence, survival and mortality rates of stage-specific bladder cancer in United States: a trend analysis. Cancer Epidemiology. 37 (3), 219-225 (2013).
- Rosenberg, J. E., et al. Atezolizumab in patients with locally advanced and metastatic urothelial carcinoma who have progressed following treatment with platinum-based chemotherapy: a single-arm, multicentre, phase 2 trial. The Lancet. 387 (10031), 1909-1920 (2016).
- Sharma, P., et al. Nivolumab monotherapy in recurrent metastatic urothelial carcinoma (CheckMate 032): a multicentre, open-label, two-stage, multi-arm, phase 1/2 trial. The Lancet Oncology. 17 (11), 1590-1598 (2016).
- Bellmunt, J., et al. Pembrolizumab as Second-Line Therapy for Advanced Urothelial Carcinoma. New England Journal of Medicine. 376 (11), 1015-1026 (2017).
- Chan, E., Patel, A., Heston, W., Larchian, W. Mouse orthotopic models for bladder cancer research. BJU International. 104 (9), 1286-1291 (2009).
- Zhang, N., Li, D., Shao, J., Wang, X. Animal models for bladder cancer: The model establishment and evaluation (Review). Oncology Letters. 9 (4), 1515-1519 (2015).
- Patel, A. R., et al. Transabdominal micro-ultrasound imaging of bladder cancer in a mouse model: a validation study. Urology. 75 (4), 799-804 (2010).
- Chin, J., Kadhim, S., Garcia, B., Kim, Y. S., Karlik, S. Magnetic resonance imaging for detecting and treatment monitoring of orthotopic murine bladder tumor implants. The Journal of Urology. 145 (6), 1297-1301 (1991).
- Jurczok, A., Fornara, P., Soling, A. Bioluminescence imaging to monitor bladder cancer cell adhesion in vivo: a new approach to optimize a syngeneic, orthotopic, murine bladder cancer model. BJU International. 101 (1), 120-124 (2008).
- Vandeveer, A. J., et al. Systemic Immunotherapy of Non-Muscle Invasive Mouse Bladder Cancer with Avelumab, an Anti-PD-L1 Immune Checkpoint Inhibitor. Cancer Immunology Research. 4 (5), 452-462 (2016).
- Kikuchi, E., et al. Detection and quantitative analysis of early stage orthotopic murine bladder tumor using in vivo magnetic resonance imaging. Journal of Urology. 170, 1375-1378 (2003).
- Chung, H. W., et al. T2-weighted fast MR imaging with true FISP versus HASTE: comparative efficacy in the evaluation of normal fetal brain maturation. American Journal of Roentgenology. 175 (5), 1375-1380 (2000).
- Miyamoto, H., et al. Promotion of bladder cancer development and progression by androgen receptor signals. Journal of the National Cancer Institute. 99 (7), 558-568 (2007).
- Bertram, J. S., Craig, A. W. Specific induction of bladder cancer in mice by butyl-(4-hydroxybutyl)-nitrosamine and the effects of hormonal modifications on the sex difference in response. European Journal of Cancer. 8 (6), 587-594 (1972).
- Nagao, M., et al. Mutagenicity of N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamine, a bladder carcinogen, and related compounds. 암 연구학. 37, 399-407 (1977).
- Hirose, M., Fukushima, S., Hananouchi, M., Shirai, T., Ogiso, T. Different susceptibilities of the urinary bladder epithelium of animal species to three nitroso compounds. Gan. Gann; The Japanese Journal of Cancer Research. 67 (2), 175-189 (1976).
- Shin, K., et al. Cellular origin of bladder neoplasia and tissue dynamics of its progression to invasive carcinoma. Nature Cell Biology. 16 (5), 469-478 (2014).
- Epstein, J. I. Chapter 17: Immunohistology of the Bladder, Kidney, and Testis. Diagnostic Immunohistochemistry. , 624-661 (2019).
- Cohen, S. M., Ohnishi, T., Clark, N. M., He, J., Arnold, L. L. Investigations of rodent urinary bladder carcinogens: collection, processing, and evaluation of urine and bladders. Toxicologic Pathology. 35 (3), 337-347 (2007).
- Wood, D. P. Tumors of the bladder. Campbell-Walsh Urology. 11 (92), 2184-2204 (2016).
- Zitvogel, L., Pitt, J. M., Daillere, R., Smyth, M. J., Kroemer, G. Mouse models in oncoimmunology. Nature Reviews Cancer. , (2016).
- Kaneko, S., Li, X. X chromosome protects against bladder cancer in females via a KDM6A-dependent epigenetic mechanism. Science Advances. 4 (6), eaar5598 (2018).
- Smilowitz, H. M., et al. Biodistribution of gold nanoparticles in BBN-induced muscle-invasive bladder cancer in mice. International Journal of Nanomedicine. 12, 7937-7946 (2017).
- Dai, Y. C., et al. The interaction of arsenic and N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamine on urothelial carcinogenesis in mice. PLoS One. 12 (10), e0186214 (2017).
- Williams, P. D., Lee, J. K., Theodorescu, D. Molecular Credentialing of Rodent Bladder Carcinogenesis Models. Neoplasia. 10 (8), (2008).
- Fantini, D., et al. A Carcinogen-induced mouse model recapitulates the molecular alterations of human muscle invasive bladder cancer. Oncogene. 37 (14), 1911-1925 (2018).
- . NCCN Guidelines in Clinical Oncology – Bladder Cancer 5.2018 Available from: https://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/bladder.pdf (2018)
- Costa, M. J., Delingette, H., Novellas, S., Ayache, N. Automatic segmentation of bladder and prostate using coupled 3-D deformable models. Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. 10 (Pt 1), 252-260 (2007).
- Rosenkrantz, A. B., et al. Utility of quantitative MRI metrics for assessment of stage and grade of urothelial carcinoma of the bladder: preliminary results. American Journal of Roentgenology. 201 (6), 1254-1259 (2013).
