Gebruik van magnetische resonantie beeldvorming en biopsie gegevens te begeleiden bemonstering procedures voor prostaatkanker Biobanking
Summary
Deze methode omvat het gebruik van klinische diagnostische gegevens voor patiënten met prostaatkanker om bemonsteringsprocedures te begeleiden, wanneer biobankingen weefsel na radicale prostatectomie. Dit overkomt problemen met eerder gepubliceerde methoden rond efficiëntie en beschikbaarheid van vers weefsel voor een breder scala van downstream toepassingen.
Abstract
Vorige methoden voor biobankingen prostaatweefsel, na radicale prostatectomie, over het algemeen betrokken willekeurige bemonstering. Om de efficiëntie te verhogen en een groter bereik van downstreamtoepassingen mogelijk te maken, werd een meer gerichte methode voor het bemonsteren van prostaatweefsel ontwikkeld. Hier gebruiken we zowel Magnetic Resonance Imaging (MRI) als biopsie data om specifieke gebieden van het orgel te targeten voor bemonstering. De methode omvat het gebruik van een eerder gepubliceerde prostaat snijden apparaat dat een 5 mm dwarse segment uit een vooraf bepaalde regio van de prostaat verwijdert, gevolgd door het verwijderen van 6 mm Punch biopsieën uit vooraf bepaalde gebieden van dit segment. Deze monsters kunnen worden opgeslagen bevroren of vast voor biobankingen doeleinden, of vers onmiddellijk gebruikt met 70% vertrouwen van de tumor inhoud, in vergelijking met 10% vertrouwen van de willekeurige bemonstering aanpak. Dit maakt het gebruik mogelijk van alle standaard downstreamtechnieken zoals Genomics, proteomica of histologisch werk, maar ook werk dat vers weefsel vereist, zoals Live weefsel Imaging of ex vivo cultuur.
Introduction
Toegang tot hoogwaardig menselijk prostaatkanker weefsel is een belangrijke vereiste voor het stimuleren van effectief onderzoek op het gebied. Er zijn een aantal bestaande methoden om te proeven van prostaatweefsel na radicale prostatectomie voor onderzoek. Meestal gaat het om het gebruik van Punch biopsieën om willekeurige monsters te nemen van een vers, bevroren of vast plakje prostaatweefsel, en achteraf te bevestigen of tumor aanwezig is in elk monster door hematoxyline & eosine (H & E) zoals beoordeeld door een uropatholoog1,2,3,4,5. Een recente beoordeling heeft een overzicht van deze bestaande methoden6samengesteld. Deze methoden zijn nuttig voor bepaalde downstreamtoepassingen, waarbij weefsel op een later tijdstip kan worden opgeslagen en beoordeeld op tumor inhoud, zoals grootschalige genomische analyses zoals het International Cancer Genome Consortium (ICGC) en de Cancer Genome Atlas (TCGA) 4,7. Deze methoden kunnen echter worden verbeterd wanneer we magnetische resonantie imaging (MRI) en/of biopsie gegevens gebruiken om specifieke gebieden van de prostaat te targeten voor bemonstering. Dit zou de methodologie op twee manieren verbeteren; Ten eerste, door het aantal verzamelde weefselmonsters te verminderen, de efficiëntie te verhogen en de druk op pathologie-afdelingen en de opslagkosten te verminderen, en ten tweede door toe te staan dat vers weefsel onmiddellijk wordt gebruikt zonder dat onmiddellijke bevestiging van tumor inhoud, voor nieuwe state of the art downstream technologieën zoals Live weefsel beeldvorming, organoïde generatie of ex vivo cultuur. Dit onderzoek nodig heeft geleid tot de ontwikkeling van de mensen (patiënt prostaat monsters voor onderzoek) methode, en de resultaten van de eerste 84 gevallen biobanked met behulp van mensen werden onlangs gepubliceerd8. Een variatie van deze methode is ook gepubliceerd met een driedimensionale (3D) gedrukte snijden-apparaat en patiënt-specifieke mal, om ex vivo MRI op pre-en post-fixatie weefsel9,10te vergemakkelijken.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kritische stappen binnen dit protocol omvatten identificatie van tumor regio voor bemonstering, meting van de prostaat, en weefsel bemonstering. Ten eerste, meting van de MRI om het juiste gebied van de bemonstering te identificeren is de sleutel. We demonstreren deze methode in de begeleidende video; We raden u echter ook aan om in eerste instantie metingen te bevestigen met een radioloog. Duidelijke klinische nota’s die wijzen op de onderzoeker naar het gebied van de MRI-beelden die de index laesie bevat zijn ideaal. Ten tweede moet de meting van de prostaat met zorg worden uitgevoerd, zodat de liniaal onder een hoek wordt gehouden om de volledige lengte van de basis tot de Apex te meten, parallel aan het voorste deel van de prostaat. Ten derde moeten tumor gebieden vóór de bemonstering worden bevestigd door het weefsel segment visueel te inspecteren ten opzichte van het oorspronkelijke MRI-beeld, het weefsel te palperen (in sommige gevallen kan het tumor gebied meer dicht aanvoelen) en visueel de kleur van het weefsel beoordelen (in sommige gevallen zal de tumor meer bleek dan omringende goedaardig weefsel verschijnen).
Dit protocol is volledig uitgevoerd bij UCL/UCLH door niet-klinische postdoctorale onderzoekers, een pathologie-Fellow, pathologie consultants en onderzoekstechnici. In onze ervaring kunnen alle stappen van het protocol worden geleerd in minder dan tien gevallen, ongeacht de technische achtergrond. We raden echter aan om een radioloog te trainen met betrekking tot MRI-meting en training van een patholoog met betrekking tot snijden in de eerste instantie. Het protocol kan worden gewijzigd met behulp van een 3D gedrukte snijden handvat, zoals eerder gepubliceerd10.
Mogelijke beperkingen van de techniek zijn onder meer het risico van belemmering van de diagnose. Snijden van de prostaat is een belangrijke stap, die zou kunnen belemmeren bij het beoordelen of positieve marge tarieven als onjuist gedaan. Er zijn twee mogelijke problemen. Ten eerste, als alle index laesies worden verwijderd en onmiddellijk worden gebruikt voor het experimenteren met verse weefsels, zal routinematige klinische diagnostiek niet worden uitgevoerd voor deze laesie en kan de patiënt verkeerd worden gediagnosticeerd als een lagere graad van kanker. Om dit te voorkomen, moet de onderzoeker het bemonsteringsplan bespreken met de consultant-patholoog die de zaak regelmatig zal beoordelen, voorafgaand aan de bemonstering, en het aantal en de locatie van de te nemen monsters overeenkomen. Kleine tumoren kunnen om deze reden lokaal worden uitgesloten. Ten tweede, als de prostaat capsule niet correct is vastgemaakt aan het kurk bord voorafgaand aan de fixatie, kan dit het binnenste weefsel naar buiten uitpuven tijdens fixatie, waardoor de chirurgische marges veranderen. Dit kan leiden tot een valse positieve marge, waarbij de overgebleven tumor lijkt te wonen in de capsule puur als gevolg van weefsel kromtrekken.
De betekenis van deze techniek met betrekking tot bestaande methoden ligt voornamelijk bij tumor targeting. Tot op heden is een reeks methoden voor het bemonsteren van radicale prostatectomie-specimens gepubliceerd; Deze zijn echter allemaal afhankelijk van een volledig of gedeeltelijk steekproefsgewijze benadering1,2,3,4,5,6,7. Het gebruik van biopsie en in het bijzonder MRI-gegevens hier heeft verbeterde efficiëntie, waardoor voor verminderde bemonstering met meer vertrouwen van het verkrijgen van tumorweefsel8.
Toekomstige toepassingen van deze methode maken het mogelijk een breder scala aan downstreamtechnieken te gebruiken dan met eerdere bemonsteringsmethoden. Bijvoorbeeld, de beschikbaarheid van vers weefsel dat een hoge waarschijnlijkheid van tumor zijn betekent dat duurdere en/of arbeidsintensieve verse weefsel technieken kunnen worden gebruikt, omdat veel monsters niet nodig zijn om de aanwezigheid van tumor te waarborgen. Dit kan omvatten en is niet beperkt tot, ex vivo cultuur, ex vivo MRI, Advanced Imaging en transcriptomics.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs willen prostaatkanker VK erkennen voor de financiering van SH onder het Centre of Excellence van prostaatkanker in het VK en de reizende prijs Gemeenschap (TLD-PF16-004) en HP onder INNOVEER (PG14-018-TR2). Dit werk werd gesteund door onderzoekers van het National Institute for Health Research University College London Hospitals Biomedical Research Centre.
Materials
| 6 mm biopsy punch | Fisher Scientific | 13404607 | Disposable biopsy punches for removing 6 mm tissue samples |
| Black Ink | Leica Biosystems | 3801753 | Tissue marking & margin dye |
| Blue Ink | Leica Biosystems | 3801751 | Tissue marking & margin dye |
| Chainmail hand glove | Arco | 1456803 | Chainmail gloves to protect hand during slicing |
| Cork board | Fisher Scientific | 12396447 | Cork board for pinning prostate to following sampling procedure |
| Needles | SLS (Scientific Laboratory supplies) | SYR6112 | Sterile needles to use to pin tissue to cork board following sampling |
| Prostate slicing aparatus | Insitute of Cancer Research, London | NA – must be obtained under MTA | A kit containing the slicer handle, blades, spacer, base, walls and pins |
References
- Sooriakumaran, P., Henderson, A., Denham, P., Langley, S. E. A novel method of obtaining prostate tissue for gene expression profiling. International Journal of Surgical Pathology. 17 (3), 238-243 (2009).
- Jhavar, S. G., et al. Processing of radical prostatectomy specimens for correlation of data from histopathological, molecular biological, and radiological studies: a new whole organ technique. Journal of Clinical Pathology. 58 (5), 504-508 (2005).
- Wheeler, T. M., Lebovitz, R. M. Fresh tissue harvest for research from prostatectomy specimens. The Prostate. 25 (5), 274-279 (1994).
- Esgueva, R., et al. Next-generation prostate cancer biobanking: toward a processing protocol amenable for the International Cancer Genome Consortium. Diagnostic Molecular Pathology. 21 (2), 61-68 (2012).
- Dev, H., et al. Biobanking after robotic-assisted radical prostatectomy: a quality assessment of providing prostate tissue for RNA studies. Journal of Translational Medicine. 9, 121 (2011).
- Tolkach, Y., et al. Blind Biobanking of the Prostatectomy Specimen: Critical Evaluation of the Existing Techniques and Development of the New 4-Level Tissue Extraction Model With High Sampling Efficacy. The Prostate. 77 (4), 396-405 (2017).
- Warren, A. Y., et al. Method for sampling tissue for research which preserves pathological data in radical prostatectomy. The Prostate. 73 (2), 194-202 (2013).
- Heavey, S., et al. PatiEnt prOstate samPLes for rEsearch, a tissue collection pathway utilizing magnetic resonance imaging data to target tumor and benign tissue in fresh radical prostatectomy specimens. The Prostate. 79 (7), 768-777 (2019).
- Bailey, C., et al. VERDICT MRI validation in fresh and fixed prostate specimens using patient-specific moulds for histological and MR alignment. NMR in Biomedicine. 32 (5), 4073 (2019).
- Bourne, R. M., et al. Apparatus for Histological Validation of In Vivo and Ex Vivo Magnetic Resonance Imaging of the Human Prostate. Frontiers in Oncology. 7, 47 (2017).
