Utnyttja högupplöst ultraljud för att övervaka tumör uppkomsten och tillväxten i genmanipulerade pankreascancer modeller
Summary
Den här artikeln beskrivs användningen av högupplösta ultraljud i genmanipulerade pankreascancer möss. Huvudsyftet är att tillhandahålla en detaljerad instruktion för identifiering och utvärdering av endogena pankreastumör.
Abstract
Det LSL-KrasG12D / +; LSL-Trp53R172H / +; PDX-1-Cre (KPC) musmodell representerar en etablerade och vanliga transgena modell att utvärdera nya terapier i pankreascancer. Tumör uppkomsten är variabel i KPC modellen mellan 8 veckor och flera månader. Därför krävs icke-invasiv bildframställning till skärmen för tumör uppkomsten och monitor för behandlingssvaret. För att lösa problemet, olika synsätt har dykt upp de senaste åren. Hög upplösning ultraljud har stora fördelar såsom icke-invasivt, snabb sessionstider och en hög bildupplösning utan exponering för strålning. Dock ultraljud hos möss är inte trivialt och tillräcklig anatomiska kunskaper och praktiska färdigheter krävs för att framgångsrikt utföra hög upplösning ultraljud i prekliniska pankreascancer modeller. Följande artikel visas en utförlig praktisk guide för buken ultraljud i murina modeller med särskilt fokus på endogena pankreascancer modeller. Dessutom ges en sammanfattning av vanliga misstag och hur man undviker dem.
Introduction
Genetiskt modifierade musmodeller har fått en ökande betydelse för cancerforskningen på grund av deras förmåga att noggrant sammanfatta den komplicerade karaktären av mänskliga carcinogenes1,2,3. En av mest används ofta modeller för att studera cancer i bukspottskörteln utveckling, progression och terapeutiskt svar kännetecknas av en aktiverande mutation i den Kras onkogen kombinerat med en inaktivering av tumör suppressor p534. Denna LSL-KrasG12D / +; LSL-Trp53R172H / +; PDX-1-Cre (KPC) musmodell härmar stegvis progression från pre invasiva bukspottskörteln intraepitelial neoplasi (PanIN) lesioner till invasiva carcinom. Fenotypiskt, utvecklar nästan alla möss PDAC inom de första sex månaderna efter födseln. Men avslöjar jämfört med transplanterade modeller, KPC modellen en mycket varierande tumör insättande från 8 veckor till flera månader4. När pankreastumör når en viss storlek (5-9 mm i diameter), tumörtillväxt accelererar snabbt och möss kommer att behöva vara inskrivna i prekliniska studier5. Därför är exakt upptäckt av tumör debut och tumörens storlek en viktig förutsättning för preklinisk studie logistik och av behandlingen. I allmänhet flera ansatser som magnetisk resonanstomografi (MRT)6, datortomografi skanning7,8,9 eller hög upplösning ultraljud kan användas för att genomföra tumör screening och behandling10. Varje teknik har sina fördelar och nackdelar. Även om MRI- eller datortomografi (CT)-imaging tillåter hög upplösning datainsamling samt korrekt volymberäkning, långvarig prövning då under allmänna sedering, och mycket dyr utrustning krävs, och tillåter inte frekventa Skanna över en lång tidsperiod. Däremot är små djur ultraljud en etablerad metod som kan användas till skärmen för buken patologier i möss11. Fördelarna med denna bildgivande metod är korta skanning gånger, hög upplösning, och möjligheten att använda doppler ultraljud eller kontrast förbättrad ultraljud (CEUS) att visualisera perfusion av organ parallellt. Dock krävs anatomical kunskap, 3D fantasi och grundlig praktisk utbildning för bilden rätt tolkning.
I följande artikel tillhandahålls ett detaljerat protokoll för att utnyttja högupplöst ultraljud i KPC modellen. Dessutom är standard ultraljudsbilder avbildad och märkt med orgel strukturer för att underlätta orienteringen för utredaren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Med detta protokoll ges en detaljerad beskrivning för att kvantifiera pankreastumör använder högupplösta buk ultraljudsundersökningar i genetiskt modifierade musmodeller. Sastra et al. publicerade nyligen, en detaljerad beskrivning hur man kvantifiera pankreastumör i musmodeller, men inga visualiserade instruktioner om beredning och hantering som förutsättning för alla ytterligare steg visades11. Detta manuskript övergripande mål är att tillhandahålla en omfattande visuell g…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna forskning stöddes av den Deutsche Krebshilfe (Max Eder gruppen till AN: 110972), ett DGVS doktorsavhandling stipendium (SMB) och en Else-Kröner-Fresenius-stiftelse stipendium (till RGG) på University Medical Center Goettingen. Vi tacka Jutta Blumberg och Ulrike Wegner för teknisk experthjälp. Vi tackar också alla djur tekniker på djuranläggningen av University Medical Center Goettingen för musen att hålla. Alla experimenten utfördes enligt tyska djurskyddsbestämmelserna.
Materials
| Visual Sonics Vevo2100 High Resolution Ultrasound System, including imaging stage and anesthesia line | FUJIFILM VisualSonics Inc, Canada | VS-11945 | |
| Vevo 2100 MicroScan Transducer MS-550-D (22-55MHz) | FUJIFILM VisualSonics Inc, Canada | VS-11874 | |
| Vevo Anesthesia System (anesthesia induction chamber with fresh and waste gas inlet) | FUJIFILM VisualSonics Inc, Canada | SA-12055 | |
| Vevo Imaging Station (working stage with nose cone for anesthesia supply) | FUJIFILM VisualSonics Inc, Canada | SA-11982 | |
| electronic pet clippers | Panasonic Marketing Europe, Germany | 5025232484324 | Panasonic ER-PA10-s |
| Labotect Hot plate | Labor tech Göttingen, Germany | 13854 | |
| eye cream (ophthalmic ointment) | Schülke&Mayr, Germany | 9080249 | |
| veterinary isoflurane | Abbvie, Germany | 4831867 | |
| depilatory cream | RB healthcare UK, United Kingdom | 8218535 | |
| 70% ethanol (v/v) in distilled water | TH. Geyer, Germany | 22941000 | |
| ultrasound gel | Asmuth, Germany | 13477 | |
| tissue wipes | Kimberly-Clark Germany, Germany | 7558 | |
| cotton tips | Meditrade, Germany | 75481116 | |
| glass bowl for ultrasound gel | ARC France, France | H1149 | |
| water bowl | W & P Trading Co., USA | B00K2P6PLQ | |
| gauze sponges | Fuhrmann, Germany | 960504 |
References
- Kersten, K., de Visser, K. E., van Miltenburg, M. H., Jonkers, J. Genetically engineered mouse models in oncology research and cancer medicine. EMBO Molecular Medicine. 9 (2), 137-153 (2017).
- Olive, K. P., Politi, K. . Translational therapeutics in genetically engineered mouse models of cancer. (2), 131-143 (2014).
- Westphalen, C. B., Olive, K. P. Genetically engineered mouse models of pancreatic cancer. The Cancer Journal. 18 (6), 502-510 (2012).
- Hingorani, S. R., et al. Trp53R172H and KrasG12D cooperate to promote chromosomal instability and widely metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma in mice. Cancer Cell. 7 (5), 469-483 (2005).
- Frese, K. K., et al. nab-Paclitaxel potentiates gemcitabine activity by reducing cytidine deaminase levels in a mouse model of pancreatic cancer. Cancer Discovery. 2 (3), 260-269 (2012).
- Paredes, J. L., et al. A non-invasive method of quantifying pancreatic volume in mice using micro-MRI. PLoS One. 9 (3), e92263 (2014).
- Boj, S. F., et al. Organoid models of human and mouse ductal pancreatic cancer. Cell. 160 (1-2), 324-338 (2015).
- Aung, W., et al. Immunotargeting of Integrin alpha6beta4 for Single-Photon Emission Computed Tomography and Near-Infrared Fluorescence Imaging in a Pancreatic Cancer Model. Molecular Imaging. 15, (2016).
- Akladios, C. Y., et al. Contribution of microCT structural imaging to preclinical evaluation of hepatocellular carcinoma chemotherapeutics on orthotopic graft in ACI rats. Bulletin du Cancer. 98 (2), 120-132 (2011).
- Neesse, A., et al. CTGF antagonism with mAb FG-3019 enhances chemotherapy response without increasing drug delivery in murine ductal pancreas cancer. Proceedings of the National Academy of Science USA. 110 (30), 12325-12330 (2013).
- Sastra, S. A., Olive, K. P. Quantification of murine pancreatic tumors by high-resolution ultrasound. Methods in Molecular Biology. 980, 249-266 (2013).
