Multimodal de imágenes de la angiogénesis en un modelo de rata desnuda de las metástasis óseas del cáncer de pecho utilizando imágenes de resonancia magnética, tomografía computarizada y la ecografía volumétrica
Summary
En la patogénesis de las metástasis óseas, la angiogénesis es un proceso crucial y por lo tanto representa un objetivo de formación de imágenes y terapia. A continuación, presentamos un modelo de rata de sitio específico de metástasis de mama cáncer de huesos y describir las estrategias para la angiogénesis de la imagen de forma no invasiva<em> En vivo</em> Utilizando imágenes de resonancia magnética, tomografía computarizada y la ecografía volumétrica.
Abstract
La angiogénesis es un rasgo esencial de crecimiento del cáncer y la formación de metástasis. En metástasis ósea, factores angiogénicos son fundamentales para la proliferación de células tumorales en la cavidad de la médula ósea, así como para la interacción de las células tumorales y el hueso que resulta en la destrucción ósea local. Nuestro objetivo fue desarrollar un modelo de metástasis ósea experimental que permite la evaluación in vivo de la angiogénesis en lesiones óseas utilizando técnicas no invasivas de imagen.
Para este propósito, se inyectó 10 5 MDA-MB-231 células humanas de cáncer de mama en la arteria superficial epigástrico, que se opone al crecimiento de las metástasis en otras áreas del cuerpo de la pata respectiva trasera 1. Después de 25-30 días después de la inoculación de células tumorales, específicas del sitio metástasis óseas desarrollar, exclusivamente en la porción distal del fémur, la tibia proximal y proximal peroné 1. Aspectos morfológicos y funcionales de la angiogénesis puede ser investigado en el sentido longitudinal del hueso metaestasis utilizando imágenes por resonancia magnética (MRI), tomografía computarizada volumétrica (VCT) y la ecografía (EE.UU.).
RM muestra la información morfológica por parte del tejido blando de las metástasis óseas que inicialmente se limitan a la cavidad de la médula ósea y posteriormente supera el hueso cortical, mientras que progresa. Uso dinámico de la IRM con contraste (RM-RT) funcionales, incluyendo los datos de volumen de sangre regional, la perfusión y la permeabilidad de los vasos se pueden obtener y cuantificar 2-4. La destrucción ósea es capturado en alta resolución con imágenes de APV morfológica. Como complemento a hallazgos de la RM, las lesiones osteolíticas pueden figurar al lado de los sitios de crecimiento del tumor intramedular. Después de la aplicación del agente de contraste, el APV la angiografía muestra la arquitectura macrovessel en las metástasis óseas en alta resolución, y el DCE-VCT permite adentrarse en la microcirculación de estas lesiones 5,6. EE.UU. es aplicable para evaluar las características morfológicas y funcionales de las lesiones óseas debido a laosteolisis local del hueso cortical. Usando el modo B y Doppler, la estructura y la perfusión de las metástasis de tejidos blandos pueden ser evaluados, respectivamente. DCE-Estados Unidos permite en tiempo real imágenes de la vascularización en las metástasis óseas después de la inyección de microburbujas 7.
En conclusión, en un modelo de sitio específico del cáncer de mama metástasis ósea multimodales técnicas de imagen como resonancia magnética, el APV y la información de los EE.UU. oferta complementaria en la morfología y los parámetros funcionales de la angiogénesis en estas lesiones esqueléticas.
Protocol
Discussion
El método de la inducción de hueso experimental metástasis que aquí se presenta en combinación con los procedimientos de imágenes permiten el seguimiento de las lesiones osteolíticas en ratas desnudas longitudinalmente. En nuestro modelo, MDA-MB-231 células humanas de cáncer de mama se inyectan en el mar, que es una anastomosis entre la arteria ilíaca a través del tronco pudendoepigastric y la arteria femoral. En consecuencia, el flujo de sangre en la región suministran de la articulación de la rodilla se m…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por la Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB-TR 23 y SFB TR-79, la tuberculosis y DK). Los autores desean agradecer a Bangert Renate, Karin Leotta y Seyler Lisa por su excelente asistencia técnica.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| MDA-MB-231 human breast cancer cells | American Type Culture Collection (ATCC) | HTB-26 |
| RPMI-1640 | Invitrogen | 61870 |
| FCS | Invitrogen | 10270 |
| Trypsin-EDTA | Invitrogen | 25300 |
| Carprofen Rimadyl | Pfizer | PZN 110208 |
| Magnevist | Bayer-Schering | PZN 6961516 |
| Imeron 400 MCT | Bracco | PZN 228654 |
| SonoVue | Bracco | PZN 1567358 |
| Papaverin | Alfa Aesar | L 04152 |
| Isofluran | Baxter | HDG 9623 |
| Symphony (Magnetic resonance imaging) | Siemens | |
| Volume CT (Volumetric computed tomography) | Siemens | |
| Acuson Sequioa 512 (Ultrasound) | Siemens-Acuson |
References
- Bäuerle, T. Characterization of a rat model with site-specific bone metastasis induced by MDA-MB-231 breast cancer cells and its application to the effects of an antibody against bone sialoprotein. Int. J. Cancer. 115, 177-186 (2005).
- Merz, M., Komljenovic, D., Zwick, S., Semmler, W., Bäuerle, T. Sorafenib tosylate and paclitaxel induce anti-angiogenic, anti-tumor and anti-resorptive effects in experimental breast cancer bone metastases. Eur. J. Cancer. 47, 277-286 (2010).
- Bäuerle, T. Cilengitide inhibits progression of experimental breast cancer bone metastases as imaged noninvasively using VCT, MRI and DCE-MRI in a longitudinal in vivo study. Int. J. Cancer. 128, 2453-2462 (2011).
- Bäuerle, T., Merz, M., Komljenovic, D., Zwick, S., Semmler, W. Drug-induced vessel remodeling in bone metastases as assessed by dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging and vessel size imaging: a longitudinal in vivo study. Clin. Cancer Res. 16, 3215-3225 (2010).
- Bäuerle, T. Imaging anti-angiogenic treatment response with DCE-VCT, DCE-MRI and DWI in an animal model of breast cancer bone metastasis. Eur. J. Radiol. 73, 280-287 (2010).
- Bäuerle, T. Bevacizumab inhibits breast cancer-induced osteolysis, surrounding soft tissue metastasis, and angiogenesis in rats as visualized by VCT and MRI. Neoplasia. 10, 511-520 (2008).
- Merz, M., Komljenovic, D., Semmler, W., Bäuerle, T. Quantitative contrast-enhanced ultrasound for imaging anti-angiogenic treatment response in experimental osteolytic breast cancer bone metastases. , (2012).
- Brix, G. Pharmacokinetic parameters in CNS Gd-DTPA enhanced MR imaging. J. Comput. Assist. Tomogr. 15, 621-628 (1991).
- Brix, G. Microcirculation and microvasculature in breast tumors: pharmacokinetic analysis of dynamic MR image series. Magn. Reson. Med. 52, 420-429 (2004).
- Tofts, P. S. Estimating kinetic parameters from dynamic contrast-enhanced T(1)-weighted MRI of a diffusable tracer: standardized quantities and symbols. J. Magn. Reson. Imaging. 10, 223-232 (1999).
- Arguello, F., Baggs, R. B., Frantz, C. N. A murine model of experimental metastasis to bone and bone marrow. Cancer Res. 48, 6876-6881 (1988).
- Kjonniksen, I., Winderen, M., Bruland, O., Fodstad, O. Validity and usefulness of human tumor models established by intratibial cell inoculation in nude rats. Cancer Res. 54, 1715-1719 (1994).
- Bäuerle, T. Treatment of bone metastasis induced by MDA-MB-231 breast cancer cells with an antibody against bone sialoprotein. Int. J. Oncol. 28, 573-583 (2006).
- Andersen, T. L. A physical mechanism for coupling bone resorption and formation in adult human bone. Am. J. Pathol. 174, 239-247 (2009).
- Nyangoga, H., Mercier, P., Libouban, H., Basle, M. F., Chappard, D. Three-dimensional characterization of the vascular bed in bone metastasis of the rat by microcomputed tomography (MicroCT). PLoS One. 6, e17336 (2011).
- Bäuerle, T., Semmler, W. Imaging response to systemic therapy for bone metastases. European Radiol. 19, 2495-2507 (2009).
- Bretschi, M. Cilengitide inhibits metastastic bone colonization in a nude rat model. Oncol. Rep. 26, 843-851 (2001).
