Stereotactische Intracraniale Implantatie en<em> In vivo</em> Bioluminescent Imaging van tumorxenograften in een Muis Model Systeem van glioblastoma multiforme
Summary
We beschrijven een geïntegreerde methode voor de exacte, stereotactische implantatie van menselijke glioblastoma multiforme cellen in de hersenen van muizen en vervolgens naakt serial<em> In vivo</em> Imaging groei en reactie op behandeling van de resulterende xenografts controleren.
Abstract
Glioblastoma multiforme (GBM) is een high-grade primaire hersenkanker met een mediane overleving van slechts 14,6 maanden in de mens, ondanks standaard tri-modaliteit behandeling bestaande uit chirurgische resectie, post-operatieve radiotherapie en temozolomide chemotherapie 1. Nieuwe therapeutische benaderingen zijn duidelijk nodig om overleving van de patiënten en de kwaliteit van leven te verbeteren. De ontwikkeling van meer effectieve behandeling strategieën zouden worden geholpen door dierlijke modellen van GBM die ziekte bij de mens recapituleren nog toe seriële beeldvorming om tumorgroei en respons op de behandeling te controleren. In dit artikel beschrijven we onze techniek voor de precieze stereotactische implantatie van bio-afdrukbare GBM kankercellen in de hersenen van muizen naakt resulteert in tumorxenotransplantaten dat de belangrijkste klinische kenmerken van GBM 2 recapituleren. Deze methode levert tumoren die reproduceerbaar zijn en bevinden zich in precieze anatomische locaties terwijl bioluminescentie beeldvorming naar serieel intracraniale xenograft groei en de reactie op behandelingen 3-5. Deze methode wordt ook goed verdragen door de dieren met een lage perioperatieve morbiditeit en mortaliteit.
Protocol
Discussion
De methode van stereotactische implantatie van kankercellen in muizen beschreven in dit document genereert reproduceerbaar tumoren die redelijkerwijs recapituleren de infiltratieve en snelle groei patroon van klinische glioblastoma multiforme 2, 6-8. Deze techniek is bijzonder geschikt voor experimenten stratificatie muizen gelijkmatig verschillende behandelgroepen waar reproduceerbare tumoren van vergelijkbare grootte en biologische eigenschappen en in specifieke anatomische locaties gewenst. Stereotactische…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We zijn dankbaar voor Dr Andrew Hollander, Sara Davis, Lee Shuman, Tim Jenkins en Dr Xiangsheng Xu voor hun deskundige hulp. Wij erkennen de steun van dr. Ann Kennedy. BCB werd ondersteund op de Radiation Biology Training Grant C5T32CA009677. JFD werd ondersteund op de Burroughs Wellcome Career Award voor medische wetenschappers (1006792). JLB werd ondersteund door de supers subsidie (5 R25 CA140116-03). We willen graag Dr Steve Hahn wiens aanmoediging en steun heeft geholpen om ons onderzoek mogelijk te erkennen. We willen ook graag de Universiteit van Pennsylvania Nano-Bio-interface Center (NBIC) en Dr Dennis Discher bedanken voor bemoediging en nuttige opmerkingen. Wij erkennen de beeldvorming van kleine proefdieren Facility (SAIF) aan de Universiteit van Pennsylvania voor het gebruik van hun MRI en optische / Bioluminescentie Core Facilities. Deze technieken werden ontwikkeld in het kader van projecten die werden gesteund door de National Institutes of Health (RC1 CA145075 en K08 NS076548-01).
Materials
| Description | Supplier | Catalogue Number | Comments |
| Digital Just for Mouse Stereotaxic Instrument | Stoelting | 51730D | Stereotactic platform for mouse implantation |
| Ketamine/xylazine | Injectable anesthesia | ||
| Puralube Vet Ointment (ophthalmic) | Amazon.com | To prevent drying of the mouse’s eyes | |
| drill holder for the stereotactic platform | Stoelting | 51681 | |
| Micromotor Electric Drill | Stoelting | 51449 | For drilling through the skull |
| .45 mm carbide drill bit | Stoelting | 514551 | |
| Sterile cotton swabs | Fisher Scientific | 23-400-100 | |
| Glass bead dry sterilizer (Germinator 500) | Braintree Scientific | GER-5287 | To sterilize metal surgical instruments |
| Mouse rectal probe | Braintree Scientific | RET-3-ISO | Compatible with the temperature controller |
| Temperature Controller (TCAT-2DF) | Harvard Apparatus | 727561 | Temperature controller to maintain animal’s temperature during surgery |
| Small heating plate | Harvard Apparatus | 727617 | For use with temperature controller to warm mouse during surgery. The heating plate fits under the mouse on the stereotaxic platform. |
| Disposable Scalpels | BD Bard-Parker | 2015-11 | #10 scalpel |
| 10 microliter syringe | Hamilton | 7635-01 | For injection of tumor cells |
| 30 gauge needles, 1″ long, with flat point | Hamilton | Various | Must be compatible with the 10 μl syringe |
| Nanomite Programmable Syringe Pump | Harvard Apparatus | 704507 | Digital motorized syringe injector for stereotaxic device |
| Cellulose sterile surgical spear sponges | Ultracell | 40410 | To dry the surgical field |
| Bone wax | Ethicon | W31 | To seal the burr hole |
| Tissumend II synthetic absorbable tissue adhesive | Veterinary Products Laboratories | 3002931 | To seal the incision |
| Hot water pump with warming pad | Gaymar | TP-650 | Warms mice in post-operative period |
| IVIS Lumina II | Caliper Life Science | Bioluminescent imager | |
| D-Luciferin potassium salt | Gold Biotechnology | LUCK-1 | Luciferin for bioluminescent imaging |
References
- Stupp, R. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N. Engl. J. Med. 352, 987-996 (2005).
- Jacobs, V. L., Valdes, P. A., Hickey, W. F., De Leo, J. A. Current review of in vivo GBM rodent models: emphasis on the CNS-1 tumour model. ASN Neuro. 3, e00063 (2011).
- Shelton, L. M. A novel pre-clinical in vivo mouse model for malignant brain tumor growth and invasion. J. Neurooncol. 99, 165-176 (2010).
- Brehar, F. M. The development of xenograft glioblastoma implants in nude mice brain. J. Med. Life. 1, 275-286 (2008).
- Ozawa, T., James, C. D. Establishing Intracranial Brain Tumor Xenografts With Subsequent Analysis of Tumor Growth and Response to Therapy using Bioluminescence Imaging. J. Vis. Exp. (41), e1986 (2010).
- Radaelli, E. Immunohistopathological and neuroimaging characterization of murine orthotopic xenograft models of glioblastoma multiforme recapitulating the most salient features of human disease. Histol. Histopathol. 24, 879-891 (2009).
- Baumann, B. C. Enhancing the efficacy of drug-loaded nanocarriers against brain tumors by targeted radiation therapy. , (2012).
- Baumann, B. C. An integrated method for reproducible and accurate image-guided stereotactic cranial irradiation of brain tumors using the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP). Transl. Oncol. , (2012).
- Park, S. S. MicroPET/CT imaging of an orthotopic model of human glioblastoma multiforme and evaluation of pulsed low-dose irradiation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 80, 885-892 (2011).
- Szentirmai, O. Noninvasive bioluminescence imaging of luciferase expressing intracranial U87 xenografts: correlation with magnetic resonance imaging determined tumor volume and longitudinal use in assessing tumor growth and antiangiogenic treatment effect. Neurosurgery. 58, 365-372 (2006).
- Dinca, E. B. Bioluminescence monitoring of intracranial glioblastoma xenograft: response to primary and salvage temozolomide therapy. J. Neurosurg. 107, 610-616 (2007).
