इंट्राक्रैनियल ब्रेन मेटास्टेसिस मॉडलिंग ट्यूमर के आकार और सटीक और समय पर तरीकों के साथ उपचार के लिए प्रतिक्रिया की निगरानी करने में असमर्थता से जटिल है। चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग विश्लेषण के साथ प्रस्तुत पद्धति जोड़ों इंट्राक्रैनियल ट्यूमर इंजेक्शन, जो संयुक्त, सटीक और लगातार इंजेक्शन, बढ़ाया पशु निगरानी, और सटीक ट्यूमर की मात्रा माप खेती ।
कैंसर का मेटास्टैटिक फैलाव रोग प्रगति, आक्रामक कैंसर उपप्रकार, और/या देर से निदान का एक दुर्भाग्यपूर्ण परिणाम है । मस्तिष्क मेटास्टेस विशेष रूप से विनाशकारी होते हैं, इलाज करना मुश्किल होता है, और एक गरीब पूर्वानुमान प्रदान करता है। जबकि संयुक्त राज्य अमेरिका में मस्तिष्क मेटास्टेस की सटीक घटना का अनुमान लगाना कठिन रहता है, यह बढ़ने की संभावना है क्योंकि एक्सट्रानियल उपचार कैंसर के इलाज में अधिक प्रभावोत्पादक बन जाते हैं। इस प्रकार, इस साइट पर मेटास्टेसिस के इलाज के लिए उपन्यास चिकित्सीय दृष्टिकोणों की पहचान करना और विकसित करना आवश्यक है। इस उद्देश्य के लिए, कैंसर कोशिकाओं का इंट्राक्रैनियल इंजेक्शन एक अच्छी तरह से स्थापित विधि बन गया है जिसमें मस्तिष्क मेटास्टेसिस को मॉडल करना है। पहले, ट्यूमर के विकास को सीधे मापने में असमर्थता इस मॉडल के लिए एक तकनीकी बाधा रही है; हालांकि, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) जैसे छोटे पशु इमेजिंग तौर-तरीकों की बढ़ती उपलब्धता और गुणवत्ता, समय के साथ ट्यूमर के विकास की निगरानी करने और प्रायोगिक अवधि के दौरान मस्तिष्क के भीतर परिवर्तन का अनुमान लगाने की क्षमता में काफी सुधार कर रहे हैं । इसके बाद, एमआरआई के बाद इम्यूनोसक्रिटेंट चूहों में मुरीन स्तन ट्यूमर कोशिकाओं के इंट्राक्रैनियल इंजेक्शन का प्रदर्शन किया जाता है। प्रस्तुत इंजेक्शन दृष्टिकोण आइसोफ्लुन एनेस्थीसिया और सटीकता बढ़ाने और तकनीकी त्रुटि को कम करने के लिए डिजिटल रूप से नियंत्रित, स्वचालित ड्रिल और सुई इंजेक्शन के साथ एक स्टीरियोटैक्टिक सेटअप का उपयोग करता है। एमआरआई ओहियो राज्य विश्वविद्यालय जेंस व्यापक कैंसर केंद्र छोटे पशु इमेजिंग साझा संसाधन में एक ९.४ टेस्ला उपकरण का उपयोग कर समय के साथ मापा जाता है । इमेजजे के उपयोग के माध्यम से हर बार बिंदु पर ट्यूमर वॉल्यूम माप का प्रदर्शन किया जाता है। कुल मिलाकर, यह इंट्राक्रैनियल इंजेक्शन दृष्टिकोण सटीक इंजेक्शन, दिन-प्रतिदिन की निगरानी और सटीक ट्यूमर वॉल्यूम मापन की अनुमति देता है, जो मस्तिष्क मेटास्टेस के ड्राइवरों पर उपन्यास परिकल्पनाओं का परीक्षण करने के लिए इस मॉडल प्रणाली की उपयोगिता को बहुत बढ़ाता है।
मस्तिष्क मेटास्टेस वयस्क प्राथमिक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र ट्यूमर की तुलना में 10 गुना अधिक आम हैं1,और फेफड़ों के कैंसर, स्तन कैंसर और मेलानोमा के साथ लगभग हर ठोस ट्यूमर प्रकार में सूचित किया गया है जो उच्चतम घटना2का प्रदर्शन करते हैं। प्राथमिक ट्यूमर साइट के बावजूद, मस्तिष्क मेटास्टेसिस के विकास से अक्सर संज्ञानात्मक गिरावट, लगातार सिरदर्द, दौरे, व्यवहार और/या व्यक्तित्व,परिवर्तन1,3,4,5से जुड़े एक खराब पूर्वानुमान की ओर जाता है ।,, स्तन कैंसर के मामले में, बीमारी की रोकथाम और उपचार में कई प्रगति हुई है। हालांकि, स्तन कैंसर के साथ का निदान महिलाओं के 30% मेटास्टेस विकसित करने पर जाना होगा, और चरण चतुर्थ रोग के साथ उन में से, लगभग 7% (SEER 2010-2013) मस्तिष्क मेटास्टेसिस6,,7है । मस्तिष्क मेटास्टेसिस के लिए वर्तमान उपचार विकल्प शल्य चिकित्सा resection, स्टीरियोटाटिक रेडियोसर्जरी और/या पूरे मस्तिष्क रेडियोथेरेपी शामिल हैं । फिर भी, इस आक्रामक चिकित्सा के साथ, इन रोगियों के लिए औसत अस्तित्व एक छोटी 8-11 महीने7,,8,,9है। ये गंभीर आंकड़े उपन्यास, प्रभावी चिकित्सीय रणनीतियों की पहचान और कार्यान्वयन की आवश्यकता का पुरजोर समर्थन करते हैं । इस प्रकार, मस्तिष्क में मेटास्टेसाइज करने वाले सभी कैंसर के साथ, क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति सुनिश्चित करने के लिए प्रयोगशाला में स्तन कैंसर से जुड़े मस्तिष्क मेटास्टेसिस (बीसीबीएम) को ठीक से मॉडल करना आवश्यक है।
आज तक, शोधकर्ताओं ने मस्तिष्क के लिए मेटास्टेसिस के तंत्र का अध्ययन करने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग किया है, प्रत्येक को अलग-अलग लाभ और सीमाओं के साथ10,,11। प्रयोगात्मक मेटास्टेसिस विधियां जैसे पूंछ नस और इंट्राकार्डिएक इंजेक्शन पूरे शरीर में ट्यूमर कोशिकाओं को फैलाते हैं और इंजेक्शन की कोशिकाओं के आधार पर अन्य मेटास्टैटिक साइटों पर ट्यूमर का भारी बोझ हो सकता है। ये परिणाम तब भ्रमित होते हैं जब विशेष रूप से मस्तिष्क में मेटास्टेसिस का अध्ययन किया जाता है। इंट्राक्राट्यूटेड धमनी इंजेक्शन विधि लाभप्रद है क्योंकि यह विशेष रूप से ट्यूमर कोशिकाओं के मस्तिष्क-सीडिंग को लक्षित करता है लेकिन सीमित है क्योंकि यह तकनीकी रूप से प्रदर्शन करना मुश्किल हो सकता है। ऑर्थोटोपिक प्राथमिक ट्यूमर रीसेक्शन को अक्सर मेटास्टेसिस का सबसे चिकित्सकीय प्रासंगिक मॉडल माना जाता है क्योंकि यह पूरे मेटास्टैटिक झरना को फिर से रीकैपिटेट करता है। फिर भी, इस दृष्टिकोण में लिम्फ नोड, फेफड़े और जिगर जैसे अन्य मेटास्टैटिक साइटों की तुलना में मस्तिष्क मेटास्टेसिस की नाटकीय रूप से कम दरों के साथ होने के लिए सहज मेटास्टेसिस के लिए लंबे समय तक प्रतीक्षा अवधि शामिल है। अक्सर, जानवरों को मस्तिष्क मेटास्टेसिस के विकास से पहले इन अन्य मेटास्टैटिक साइटों पर ट्यूमर के बोझ के कारण अध्ययन से हटा दिया जाना चाहिए। मस्तिष्क रेखा कोशिका रेखाओं को शामिल करने वाले अन्य तरीके मस्तिष्क के मेटास्टेसिंग में प्रभावी हैं; हालांकि, ये मॉडल सीमित हैं कि उन्हें विकसित होने में समय लगता है और अक्सर प्रचार के साथ अपना ट्रोपिज्म खो देते हैं। इन सीमाओं को देखते हुए शोधकर्ताओं ने नियमित रूप से कैंसर मेटास्टेसिस को मस्तिष्क,11 , 12 ,13,13,14में अलग – अलग तरीकों के साथ मॉडल करने के लिए इंट्राक्रैनियल इंजेक्शन विधि का उपयोग किया है15,16,17,18,,19.14 यह स्वीकार किया जाता है कि इस दृष्टिकोण में इसी तरह की सीमाएं हैं, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह प्राथमिक ट्यूमर से बाहर इंट्रावेशन सहित प्रारंभिक मेटास्टैटिक चरणों की जांच की अनुमति नहीं देता है, रक्त मस्तिष्क बाधा के माध्यम से पेनेट्रेस, और मस्तिष्क के भीतर स्थापना। हालांकि, यह शोधकर्ताओं के लिए परीक्षण करने की अनुमति देता है (1) क्या ट्यूमर व्युत्पन्न कारक मस्तिष्क के भीतर विकास मध्यस्थता (उदाहरण के लिए, ट्यूमर कोशिकाओं में एक ऑन्कोजेनिक कारक के आनुवंशिक हेरफेर), (2) कैसे मेटास्टैटिक माइक्रोएनवायरमेंट में परिवर्तन इस साइट पर कैंसर के विकास को बदल (जैसे, बदल stromal घटकों के साथ ट्रांसजेनिक चूहों के बीच तुलना) और (3) स्थापित lesions के पर उपंयास चिकित्सीय विकास की प्रभावशीलता ।
इंट्राक्रैनियल इंजेक्शन मॉडल की संभावित उपयोगिता को देखते हुए, इंजेक्शन के दौरान तकनीकी त्रुटि को कम करना और समय के साथ ट्यूमर के विकास की सटीक निगरानी करना बिल्कुल आवश्यक है। यहां वर्णित विधि में सांस गैस संज्ञाहरण की निरंतर डोजिंग, और एक स्टीरियोटाक्टिक ड्रिल और इंजेक्शन स्टैंड का उपयोग करके मस्तिष्क परेंचिमा में ट्यूमर कोशिकाओं का प्रत्यक्ष प्रत्यारोपण शामिल है। गैस एनेस्थेटिक का प्रशासन संज्ञाहरण की गहराई और लंबाई को ठीक ट्यूनिंग के साथ-साथ त्वरित और चिकनी वसूली सुनिश्चित करने की अनुमति देता है। एक डिजिटल नियंत्रित, स्वचालित ड्रिल और सुई इंजेक्शन प्रणाली इंजेक्शन साइट परिशुद्धता को बढ़ाता है और अक्सर ड्रिलिंग और मुक्त हाथ इंजेक्शन तरीकों द्वारा किए गए तकनीकी त्रुटि को कम कर देता है । चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) का उपयोग ट्यूमर के विकास, ट्यूमर की मात्रा, ऊतक प्रतिक्रिया, ट्यूमर परिगलन, और उपचार के लिए प्रतिक्रिया की निगरानी में सटीकता को बढ़ाता है। एमआरआई20 , 21,नरम ऊतकों के लिए पसंद की इमेजिंग तौर –तरीकाहै । यह इमेजिंग तकनीक आयनीकरण विकिरण का उपयोग नहीं करती है और विशेष रूप से अध्ययन के दौरान कई इमेजिंग सत्रों के लिए गणना टोमोग्राफी (सीटी) पर पसंद की जाती है। एमआरआई उपलब्ध नरम ऊतक विपरीत तो सीटी या अल्ट्रासाउंड इमेजिंग (यूएसजी) की बहुत अधिक रेंज है और अधिक से अधिक विस्तार में शरीर रचना विज्ञान प्रस्तुत करता है । यह मस्तिष्क के भीतर ही असामान्यताओं के लिए अधिक संवेदनशील और विशिष्ट है। एमआरआई शारीरिक रूप से विषय को स्थानांतरित करने के लिए बिना किसी भी इमेजिंग विमान में किया जा सकता है जैसा कि 2D यूएसजी या 2डी ऑप्टिकल इमेजिंग में मामला है। यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि खोपड़ी एमआरआई सिग्नल को अन्य इमेजिंग तौर-तरीकों की तरह क्षीण नहीं करती है। एमआरआई संरचनाओं के मूल्यांकन की अनुमति देता है जो सीटी या यूएसजी में हड्डी से कलाकृतियों द्वारा अस्पष्ट हो सकते हैं। एक अतिरिक्त लाभ यह है कि एमआरआई के लिए कई कंट्रास्ट एजेंट उपलब्ध हैं, जो अपेक्षाकृत कम विषाक्तता या दुष्प्रभावों के साथ घाव का पता लगाने की सीमा को बढ़ाता है। महत्वपूर्ण बात यह है कि एमआरआई नेक्रॉप्सी के समय हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन के विपरीत वास्तविक समय में निगरानी की अनुमति देता है, जो ट्यूमर की मात्रा को समझने में सीमित है। बायोल्यूमिनेसेंट इमेजिंग जैसे अन्य इमेजिंग तौर-तरीके, समय के साथ शुरुआती ट्यूमर का पता लगाने और निगरानी के लिए वास्तव में प्रभावी हैं; हालांकि, इस विधि को सेल लाइनों के आनुवंशिक हेरफेर (जैसे, लूसिफ़ेरेस/जीएफपी टैगिंग) की आवश्यकता होती है और वॉल्यूमेट्रिक माप के लिए अनुमति नहीं देती है। एमआरआई और लाभप्रद है क्योंकि यह रोगी की निगरानी और एमआर छवियों के डाउनस्ट्रीम वॉल्यूमेट्रिक विश्लेषण को नेक्रॉप्सी22में हिस्टोलॉजिक ट्यूमर के आकार से दृढ़ता से सहसंबद्ध माना जाता है। एमआरआई स्क्रीनिंग के साथ धारावाहिक निगरानी भी न्यूरोलॉजिक हानि की नैदानिक निगरानी बढ़ जाती है, वे पैदा करना चाहिए ।
कुल मिलाकर, सीरियल एमआरआई के बाद स्टीरियोटाटिक इंट्राक्रैनियल ट्यूमर इंजेक्शन की प्रस्तुत विधि हमें कैंसर में मस्तिष्क मेटास्टेसिस के तंत्र का अध्ययन करने के लिए विश्वसनीय, पूर्वानुमानित और मापने योग्य परिणाम पैदा करने में सक्षम बनाती है।
एमआरआई के साथ धारावाहिक निगरानी के बाद इंट्राक्रैनियल इंजेक्शन का उपयोग समय के साथ ट्यूमर की मात्रा सटीकता के साथ ट्यूमर विकास की कल्पना करने की अनूठी क्षमता प्रदान करता है। डिजिटल इमेजिंग विश्लेषण …
The authors have nothing to disclose.
प्रतिनिधि डेटा राष्ट्रीय कैंसर संस्थान (K22CA218472 से जी.M. के माध्यम से वित्त पोषित किया गया था । इंट्राक्रैनियल इंजेक्शन ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी कॉम्प्रिहेंसिव कैंसर सेंटर टारगेट वेरीफिकेशन शेयर्ड रिसोर्स (डायरेक्टर – डॉ रीना शाक्य) में किए जाते हैं और एमआरआई ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी कॉम्प्रिहेंसिव कैंसर सेंटर स्मॉल एनिमल इमेजिंग शेयर्ड रिसोर्स (डायरेक्टर – डॉ किरली पॉवेल) में पूरा होता है। दोनों साझा संसाधनों को OSUCCC के माध्यम से वित्त पोषित किया जाता है, राष्ट्रीय कैंसर संस्थान (P30 CA016058) से OSUCCC कैंसर सेंटर सपोर्ट ग्रांट, ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी कॉलेजों और विभागों के साथ साझेदारी, और स्थापित चार्जबैक सिस्टम।
Surgical Materials | |||
Betadine | Purdue Products | 19-027132 | Povidone-iodine, 7.5% |
Bone Wax | Surgical Specialities | 903 | Sterile and malleable beeswax and isopropyl palmitate |
Buponorphine SR-Lab | ZooPharm | N/A | Long acting injectable analgesic 5 mL (0.5 mg/mL) polymetric formulation |
Cotton tip applicators | Puritan | 25-806 10WC | Sterile long stemmed cotton tip applicators |
Eye Ointment | Puralube | 17033-211-38 | Lubricating petrolatum and mineral oil based ophthalmic ointment |
Handwarmers | Hothands | HH2 | Air-activated heat packs |
Ibuprofen | Up & Up | 094-01-0245 | 100mg per 5mL in liquid suspension |
Isoflurane | Henry Schein INC | 1182097 | Liquid anesthetic for use in anesthetic vaporizer |
Scalpels | Integra Miltex | 4-410 | #10 disposable scalpel blade |
Skin Glue | Vetbond | 1469SB | Skin safe wounds adhesive |
Sterile Dressing | TIDI Products | 25-517 | Individually packed sterile drapes |
Suture | Covidien | SP5686G | 45cm swedged 5-0 monofilament polypropylene suture |
Stereotaxic Unit | |||
High Speed Drill (Foredom) | Kopf | Model 1474 | Max of 38,000 RPM |
Mouse Gas Anesthesia Head Holder | Kopf | Model 923-B | Mouth bar with teeth hole and nosecone |
Non-Rupture Ear Bars | Kopf | Model 922 | Ear bars suitable for mouse applications |
Stereotaxic Instrument | Kopf | Model 940 | Base plate, frame and linear scale assembly with digital readout monitor |
Injector | |||
Injector Needle and syringe | Hamilton | 80366 | 26 gauge needle, 51 mm needle length and 10 μL volume syringe |
Legato 130A automated Syringe Pump | KD Scientific | P/N: 788130 | Programmable touch screen base with automated injector |
Anesthesia Machine | |||
SomnoSuite Low-Flow Digital Vaporizer | Kent Scientific | SS-01 | Digital anesthesia machine |
SomnoSuite Starter Kit for mice | Kent Scientific | SOMNO-MSEKIT | Includes induction chamber, 2x anesthesia syringes, 18" tubing, plastic nosecone, 2x waste aneshesia gas canisters |