השרשה וניטור על ידי PET/CT של מודל אורתוטופית של מזותליומה של האדם בעכברים האטורי
Summary
מאמר זה מתאר את הדור של מודל העכבר אורתוטופית של מזותליומה האנושית על ידי השרשה של H2052/484 מזותליומה תאים לתוך חלל הצפק של עכברים החיסוני החיסונית. ניטור האורך של הפיתוח של גידולים הפנים הוערך על ידי לא פולשני ובלה מורכבת ודאלי [18F] -2-fluoro-2-deoxy-D-גלוקוז פליטת פוזיטרון טומוגרפיה ודימות טומוגרפיה ממוחשבת.
Abstract
מזותליומה ממאירה (MPM) הוא גידול נדיר אגרסיבי הנובעים הmesothelium המכסה את הריאות, הלב, ואת חלל החזה. פיתוח MPM משויך בעיקר אסבסט. טיפולים מספקים הישרדות צנועה בלבד מאז ממוצע ההישרדות החציוני הוא 9 – 18 חודשים מרגע האבחנה. לכן, יש לזהות טיפולים יעילים יותר. רוב הנתונים המתארים מטרות טיפוליות חדשות הושגו מתוך ניסויים בתחום החוץ וצריך להיות מאומת בvivo מודלים פרה קליניים. מאמר זה מתאר אחד מודל MPM הנושא אמין שהושג לאחר ההזרקה של קו MPM תא אנושי H2052/484 לתוך החלל הפלאורלי של עכברים החיסונית החיסוני. השתלת באתר אורתוסייט מאפשר ללמוד את ההתקדמות של הגידול הטבעי בסביבה vivo. פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה/טומוגרפיה ממוחשבת (PET/CT) דימות מולקולרי באמצעות קליני [18f] -2-fluoro-2-Deoxy-D-גלוקוז ([18f] fdg) מעקב האבחנה היא שיטת האבחון של הבחירה לבדיקת חולים עם MPM. לכן, [18F] FDG-PET/CT שימש כדי longitudinally לפקח על התקדמות המחלה של מודל H2052/484 הנושא. טכניקה זו יש פוטנציאל 3r גבוה (reduce מספר בעלי חיים, rגדר כדי להפחית את הכאב ואת חוסר הנוחות, ו Rגדר ניסויים בבעלי חיים עם חלופות) מאז פיתוח הגידול יכול להיות מפוקח באופן לא פולשני ומספר בעלי החיים הנדרשים יכול להיות מופחת משמעותית.
מודל זה מציג שיעור פיתוח גבוה, צמיחה גידול מהיר, הוא חסכוני ומאפשר תרגום קליני מהיר. על-ידי שימוש זה MPM הנושא מודל מבע, החוקרים יכולים להעריך את התגובות הביולוגי של מודל MPM אמין בעקבות התערבויות טיפוליות.
Introduction
מזותליומה ממאירה (MPM) הוא סרטן הקשורים בדרך כלל עם החשיפה סיבי אסבסט1,2,3. למרות אסבסט הוחרם ברוב המדינות המערביות4,5,6, השכיחות של MPM עדיין גדל7,8. לאחרונה, חשיפה של עכברים פחמן צינוריות מרמז כי הם עלולים לגרום לסיכון בריאותי משמעותי בבני אדם9,10. הנתונים מצביעים על כך שחשיפה למוצרים אלה עלולה לגרום לדלקות כרוניות ולשינויים מולקולריים (למשל, הפסד של מסלולים סרטניים-מדכא) כי התקדמות ושתתות מזותליומה ממאירה. כיום, מרובת קירות פחמן צינוריות הם אחד המוצרים החשובים ביותר של ננוטכנולוגיה והם משולבים יותר ויותר במוצרים שונים כגון, חומרים מרוכבים, אחסון אנרגיה, רפואה, אלקטרוניקה, חומרים לתיקון סביבתי.
MPM הוא סרטן עם פרוגנוזה גרועה, ורוב המטופלים מתים בתוך שנתיים לאחר האבחנה בשל יעילות מוגבלת של שיטות הטיפול הנוכחי11. הבחירה של הטיפול MPM תלוי בשלב הסרטן. עבור השלב המוקדם ביותר MPM (שלב 1 ואולי כמה שלב 2 או 3 גידולים), הגישה הקלינית היא טיפול רב מודאלי כולל כריתת כירורגית של גידולים, הקשורים הקרנות וכימותרפיה12. כימותרפיה משולבת עם ציספלטין טינית ו pemetrexed מצוין לטיפול ברוב החולים שאובחנו עם מחלה פולשנית מקומי מקומית, כי הוא לא קלה לניתוח כירורגי, או מי הם לא אחרת מועמדים לכירורגיה מרפא13,14. יש, לכן, צורך דחוף לפתח טיפולים יעילים יותר עבור חולים MPM. עם זאת, יש אימות מעטים בדגמי בעלי חיים vivo המשקפים את הרלוונטיות הקלינית של MPM. מספר מודלים murine MPM פותחו אך רובם לא בנאמנות לאחר לכידה היבטים מורכבים של הגידול MPM מיקרוסביבה15,16,17,18. השימוש בMPM אסבסט המושרה בעכברים, מהונדסים גנטית MPM מודלים העכבר, או מודלים של השתלת syngeneic של קווי MPM מורטין מוגבלים על ידי הבדלים בסיסיים פנומטאריים ופונקציונלי, וכתוצאה מכך, לתרגם בצורה גרועה תגליות חדשות למרפאה. אחרים מודלים טרום קלינית murine MPM להסתמך בעיקר על תת עורית או הצפק של קווי תאים אנושיים בעכברים לקויה. בעוד מודלים אלה קל לפקח ולספק נתונים בסיסיים, מיקרו הסביבה של אלה xenografts זה לא דומה לגידולים אנושיים לפגוע בכוח translational של רוב המחקרים הפרה-קליניים האלה17,19. לעומת זאת, אורתובנושא xenografts טוב יותר לשקף את ההתנהגות הגידול החולה ואת התגובה לטיפול כפי שהם מוקפים מיקרוסביבה דומה כמו אחד שנמצא באתר הגידול המקורי16.
הדמיה מולקולרית על-ידי [18F] fdg-PET/CT היא שיטת הבחירה כדי longitudinally הצג התקדמות המחלה בחולים עם MPM20,21. לכן, להזדקק לשיטה זו שאינה פולשנית הדמיה מקדם מאוד את התרגום של מחקרים פרה-קליניים לניסויים קליניים16,22. כמו-כן, היא מסייעת להפחית את מספר החיות הנדרש, שכן כל חיה מייצגת את שליטתה בזמן.
במאמר זה, אנו מציגים את הנושא מהימן מבע מודל MPM שהתקבל לאחר ההזרקה של קו MPM התא האנושי H2052/484 לתוך חלל הצפק של עכברים athymic. ביחד עם [18F] fdg-PET/CT הדמיה, מודל זה הוא שיטה בעלת ערך ומגוון ללמוד אפקטים פונקציונליים ומכניסטיים של אסטרטגיות אבחון חדשות וטיפולים עבור MPM אנושי.
Protocol
Representative Results
Discussion
נייר זה מתאר מודל מקורי של הנושא האורתוגרף של MPM H2052/484 תאים מוזרק בחלל הפלאורלי של עכברים athymic ושיטת ניטור על ידי בעלי חיים קטן PET/CT הדמיה. מודל זה יכול להיות מיושם עם טיפול בינוני בעלי חיים וכישורי ניתוח ומציג שיעור התפתחות טובה מאוד. זה מאפשר חלון ניסיוני גדול של כ 10 שבועות בעכברים מטופל וזי…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה מומן על ידי Ligue Genevoise הסרטן (כדי V.S.-B.) ועל ידי המרכז להדמיה ביו-רפואית (CIBM) של אוניברסיטאות ובתי חולים של ז’נבה ולוזאן (כדי D.J.C., הגיניקולוגית ו S.G.).
Materials
| 3-mice bed | Minerve | bed for mice imaging | |
| Athymic Nude-Foxn1n nu/nu | Envigo, Huntingdon, UK | 6907F | immunodeficient mouse |
| Betadine | Mundipharma Medical Company, CH | 111131 | polyvidone iodine solution |
| Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (DPBS) | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 14190094 | Buffer for cell culture |
| Fetal bovine serum (FBS) | PAA Laboratories, Pasching, Austria | A15-101 | cell culture medium supplement |
| Insulin syringes | BD Biosciences, San Jose, CA, USA | 324826 | syringe for cell injection |
| Penicillin/Streptomycin | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 15140122 | antibiotics for cell culture medium |
| RPMI 1640 | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 61870010 | basal cell culture medium |
| Temgesic (Buprenorphin 0.3 mg/mL) | Alloga SA, CH | 700320 | opioid analgesic product |
| Triumph PET/SPECT/CT | Trifoil, Chatsworth, CA, USA | imaging equipment | |
| Trypsin | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA | 25050014 | enzymatic cell dissociation buffer |
| Virkon S 2% | Milian, Vernier, CH | 972472 | disinfectant |
| Vivoquant | Invicro, Boston, MA, USA |
References
- Grishman, E., Cohen, S., Salomon, M. I., Churg, J. Renal lesions in acute rheumatic fever. The American Journal of Pathology. 51 (6), 1045-1061 (1967).
- Mossman, B. T., Gee, J. B. Asbestos-related diseases. The New England Journal of Medicine. 320 (26), 1721-1730 (1989).
- Pass, H. I., et al. Asbestos exposure, pleural mesothelioma, and serum osteopontin levels. The New England Journal of Medicine. 353 (15), 1564-1573 (2005).
- Allen, L. P., Baez, J., Stern, M. E. C., Takahashi, K., George, F. Trends and the Economic Effect of Asbestos Bans and Decline in Asbestos Consumption and Production Worldwide. The Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (3), (2018).
- LaDou, J., et al. The case for a global ban on asbestos. Environmental Health Perspectives. 118 (7), 897-901 (2010).
- Soeberg, M., Vallance, D. A., Keena, V., Takahashi, K., Leigh, J. Australia’s Ongoing Legacy of Asbestos: Significant Challenges Remain Even after the Complete Banning of Asbestos Almost Fifteen Years Ago. The Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (2), (2018).
- Glynn, M. E., Keeton, K. A., Gaffney, S. H., Sahmel, J. Ambient Asbestos Fiber Concentrations and Long-Term Trends in Pleural Mesothelioma Incidence between Urban and Rural Areas in the United States (1973-2012). Risk Analysis. 38 (3), 454-471 (2018).
- Zhao, J., et al. Epidemiology and trend analysis on malignant mesothelioma in China. The Chinese Journal of Cancer Research. 29 (4), 361-368 (2017).
- Chernova, T., et al. Long-Fiber Carbon Nanotubes Replicate Asbestos-Induced Mesothelioma with Disruption of the Tumor Suppressor Gene Cdkn2a (Ink4a/Arf). Current Biology. 27 (21), 3302-3314 (2017).
- Fukushima, S., et al. Carcinogenicity of multi-walled carbon nanotubes: challenging issue on hazard assessment. The Journal of Occupational Health. 60 (1), 10-30 (2018).
- Robinson, B. W., Musk, A. W., Lake, R. A. Malignant mesothelioma. The Lancet. 366 (9483), 397-408 (2005).
- Ricciardi, S., et al. Surgery for malignant pleural mesothelioma: an international guidelines review. The Journal of Thoracic Diseases. 10, 285-292 (2018).
- Hiddinga, B. I., Rolfo, C., van Meerbeeck, J. P. Mesothelioma treatment: Are we on target? A review. The Journal of Advanced Research. 6 (3), 319-330 (2015).
- Kim, J., Bhagwandin, S., Labow, D. M. Malignant peritoneal mesothelioma: a review. Annals of Translational Medicine. 5 (11), 236 (2017).
- Ampollini, L., et al. Immuno-chemotherapy reduces recurrence of malignant pleural mesothelioma: an experimental setting. The European Journal of Cardiothoracic Surgery. 35 (3), 457-462 (2009).
- de Jong, M., Essers, J., van Weerden, W. M. Imaging preclinical tumour models: improving translational power. Nature Reviews Cancer. 14 (7), 481-493 (2014).
- Mak, I. W., Evaniew, N., Ghert, M. Lost in translation: animal models and clinical trials in cancer treatment. The American Journal of Translational Research. 6 (2), 114-118 (2014).
- Mazzocchi, A. R., Rajan, S. A. P., Votanopoulos, K. I., Hall, A. R., Skardal, A. In vitro patient-derived 3D mesothelioma tumor organoids facilitate patient-centric therapeutic screening. Scientific Reports. 8 (1), 2886 (2018).
- Gengenbacher, N., Singhal, M., Augustin, H. G. Preclinical mouse solid tumour models: status quo, challenges and perspectives. Nature Reviews Cancer. 17 (12), 751-765 (2017).
- Kanemura, S., et al. Metabolic response assessment with 18F-FDG-PET/CT is superior to modified RECIST for the evaluation of response to platinum-based doublet chemotherapy in malignant pleural mesothelioma. The European Journal of Radiology. 86, 92-98 (2017).
- Truong, M. T., Viswanathan, C., Godoy, M. B., Carter, B. W., Marom, E. M. Malignant pleural mesothelioma: role of CT, MRI, and PET/CT in staging evaluation and treatment considerations. Seminars in Roentgenology. 48 (4), 323-334 (2013).
- MacArthur Clark, J. The 3Rs in research: a contemporary approach to replacement, reduction and refinement. The British Journal of Nutrition. 120, 1-7 (2018).
- Colin, D. J., et al. Experimental Model of Human Malignant Mesothelioma in Athymic Mice. The International Journal of Molecular Sciences. 19 (7), (2018).
- Fueger, B. J., et al. Impact of animal handling on the results of 18F-FDG PET studies in mice. The Journal of Nuclear Medicine. 47 (6), 999-1006 (2006).
- Devaud, C., et al. Tissues in different anatomical sites can sculpt and vary the tumor microenvironment to affect responses to therapy. Molecular Therapy. 22 (1), 18-27 (2014).
- Belizário, J. E. Immunodeficient mouse models: An overview. The Open Immunology Journal. 2, 79-85 (2009).
- Jackaman, C., Yeoh, T. L., Acuil, M. L., Gardner, J. K., Nelson, D. J. Murine mesothelioma induces locally-proliferating IL-10(+)TNF-alpha(+)CD206(-)CX3CR1(+) M3 macrophages that can be selectively depleted by chemotherapy or immunotherapy. Oncoimmunology. 5 (6), 1173299 (2016).
- James, M. L., Gambhir, S. S. A molecular imaging primer: modalities, imaging agents, and applications. Physiological Reviews. 92 (2), 897-965 (2012).
- Kenny, L. M., Aboagye, E. O. Clinical translation of molecular imaging agents used in PET studies of cancer. Advances in Cancer Research. 124, 329-374 (2014).
