Contraste Dinâmico aprimorada Ressonância Magnética de um Modelo de câncer de pâncreas Orthotopic Rato

Summary

The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy.

Abstract

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe respiratory motion artifact in the abdominal area. Orthotopic tumor models offer advantages over subcutaneous ones, because those can reflect the primary tumor microenvironment affecting blood supply, neovascularization, and tumor cell invasion. We have recently established a protocol of DCE-MRI of orthotopic pancreatic tumor xenografts in mouse models by securing tumors with an orthogonally bent plastic board to prevent motion transfer from the chest region during imaging. The pressure by this board was localized on the abdominal area, and has not resulted in respiratory difficulty of the animals. This article demonstrates the detailed procedure of orthotopic pancreatic tumor modeling using small animals and DCE-MRI of the tumor xenografts. Quantification method of pharmacokinetic parameters in DCE-MRI is also introduced. The procedure described in this article will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

Introduction

O objetivo geral deste método é a aplicação de contraste dinâmico aprimorado ressonância magnética (DCE-MRI) para ortotópicos xenografts tumor pancreático em camundongos. DCE-MRI é um método não-invasivo de avaliação da microvasculatura num tecido alvo por monitorização da alteração de contraste MR ao longo de um certo período de tempo após a injecção. DCE-MRI tem sido utilizada para diagnóstico de tumores malignos e para avaliar a resposta do tumor a várias terapias ^1-4. Quantitative DCE-MRI apresentou alta reprodutibilidade ^5. Para quantificar os parâmetros farmacocinéticos de um agente de contraste MR em um tecido alvo, todas as imagens DCE-MR adquiridas em diferentes momentos e mapa T1 obtidos antes da injeção de contraste devem ser georeferenciados ^6. No entanto, devido aos movimentos respiratórios e peristálticas na área abdominal, quantitativa DCE-MRI teve aplicação limitada para tumores gastrointestinais.

Modelos ortotópicos de tumor pancreático foram utilizados para avaliarresposta de pâncreas-tumor seguinte terapias biológicas e quimioterapias ^7,8. Modelos ortotópicos de tumor são considerados superiores aos modelos subcutâneos convencionais, uma vez que o microambiente no local do tumor original é reflectida e, assim, a resposta do tumor à terapia humana podem ser previstos com mais precisão. No entanto, o pâncreas do mouse está localizado no quadrante superior esquerdo do abdome, de modo quantitativo DCE-MRI de ortotópicos xenotransplantes de tumor do pâncreas em ratos não foi prontamente implementadas.

Nós estabelecemos um protocolo de DCE-MRI de tumores abdominais em camundongos, fixando os tumores usando uma placa de plástico orthogonally dobrado para evitar a transferência de movimento da região do tórax ^9. A pressão aplicada por este fórum foi localizada na área abdominal, e não resultou em dificuldade respiratória. Uma técnica automatizada imagem coregistration foi validado para DCE-MRI de órgãos abdominais em um modo livre de respiração, mas ele executa effectively apenas quando as regiões alvo mover-se lentamente e regularmente ^10. A freqüência respiratória dos animais é variável durante o exame, moderação, de modo físico na área abdominal será necessário para recuperar os parâmetros farmacocinéticos de confiança em modelos de ratos tumor pancreático ortotópicos. Temos quantificada com sucesso os parâmetros farmacocinéticos de um agente de contraste MR em ortotópicos xenografts tumor pancreático usando a placa de plástico orthogonally dobrado em DCE-MRI ^11-13. Aqui apresentamos o procedimento detalhado de modelagem tumor pancreático orthotopic, DCE-MRI dos xenotransplantes de tumor em ratos, e quantificação dos parâmetros farmacocinéticos.

Protocol

Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Uso e Cuidado Animal Institucional da Universidade do Alabama, em Birmingham. 1. Orthotopic pâncreas Tumor Rato Modeling Linhas de padrão de cultura de células humanas do pâncreas-cancro em meio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado com 10% de soro fetal bovino. Mantenha todas as culturas a 37 ° C em atmosfera humidificada com 5% de CO 2. Use 8-10 semanas de idade, do sexo feminino grav…

Representative Results

As células tumorais pancreáticas humanas crescer com sucesso em pâncreas de rato criando um tumor sólido. A Figura 1 apresenta fotografias de (A) um pâncreas normal onde a solução da célula de tumor é injectada, e (B) um ratinho representativo tendo um xenoenxerto de tumor pancreático ortotópico (MIA PaCa-2 ). Tumor está localizado no quadrante superior esquerdo do abdómen, ao lado do baço. Ele normalmente leva 2-4 semanas para que os tumores a crescer até 5-7 mm de diâmetro após o impl…

Discussion

Nós introduzimos os métodos detalhados de modelagem de tumor pancreático orthotopic usando ratos imunodeficientes, DCE-MRI de tumores abdominais em ratos, e quantificação de seus parâmetros cinéticos. Na modelagem de tumor pancreático orthotopic, é preciso ter cuidado ao inserir uma agulha na cauda do pâncreas. Se for bem sucedido, as células serão transferidos para a cabeça do pâncreas criando uma pequena bolha. Ao aplicar-se uma placa de plástico orthogonally dobrado, é fundamental para confirmar que o…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
DMEM	Invitrogen	11965-118
Fetal bovine serum	Harlan Laboratories	BT-9501
Betadine	Purdue products	67618-153-01
5-0 Prolene sutures	Ethicon	8720H
9.4T MR scanner	Bruker Biospin Corporation	BioSpec 94/20 USR
Gadoteridol	Bracco Diagnostics Inc	NDC 0270-1111-03
Micro-polyethelene tube	Strategic Applications, Inc	#PE-10-25
30G blunt tip needle	Strategic Applications, Inc	89134-194
Monitoring and gating system	SA instruments, Inc	Model 1030	This is an MR compatiable system to measure resiratory rating and body temperature of small animals at the same time.
Syringe pump	New Era Pump Systems, Inc.	NE-1600