Monitoraggio metastasi tumorali e lesioni osteolitiche con bioluminescenza e Micro CT Imaging

L'imaging longitudinale è usato in studi pre-clinici di seguire i progressi di una malattia o di misurare l'effetto di una terapia. In oncologia, metodi ottici fornire strumenti rigorosi per monitorare la crescita tumorale e fornire quantificazione precisa della crescita cellulare o l'espressione genica in ogni punto in questo studio. Cambiamenti anatomici può essere misurata utilizzando una tecnica ad alta risoluzione come microCT, ma per l'imaging longitudinale a bassa dose di raggi X deve essere utilizzato per evitare artefatti biologici. Immagini ottiche e microCT possono essere co-registrazione per fornire una combinazione di dati funzionali ed anatomiche garantire che il massimo di informazioni viene estratta dal modello animale. 1. Preparazione delle cellule Caliper offre una gamma di linee di cellule tumorali che esprimono luciferasi di ricerca pre-clinica in modelli murini. MDA-MB-231-luc-D2H2LN è un essere umano mammario linea di cellule tumorali che esprimono il gene della luciferasi, che può essere utilizzato come indicatore ottico di tumorgenesis in vivo. Questa linea cellulare è stato creato da una metastasi linfonodali spontanea che ha avuto origine da un tumore mammario D3H1 cuscinetto adiposo ed è noto per formare metastasi aggressivo. Le cellule sono forniti come un esenti da organismi patogeni cultura congelati che cresce facilmente in supporti standard senza la necessità di marcatori di selezione. Per verificare l'attività luciferasi prima iniezione l'animale un pallone al 90% confluenti viene raccolto da tripsinizzazione. Attività luciferasi è misurata dal dosaggio 50.000 cellule in una micropiastra e l'esecuzione di diluizione in serie. 2. Iniezione intracardiaca delle cellule in animali Prima dell'iniezione, gli animali sono anestetizzati con isoflurano 3%. 1-3000000 cellule vengono iniettate in volume nel 50ul al ventricolo sinistro. Sospensione cellulare contiene 150ug/ml D-Luciferin per convalidare tecnica di iniezione. Per confermare una corretta topi iniezione intracardiaca sono ripreso nel sistema IVIS. I topi che mostrano segnali BLI in tutto il corpo sono state iniettate in modo corretto. Se il segnale è localizzato le cellule non sono stati iniettati correttamente nel cuore. 3. BLI di imaging per il monitoraggio metastasi La navetta di imaging supporta il mouse per l'acquisizione di dati in entrambe le Spectrum IVIS e il sistema QuantumFX microCT. La navetta aiuta a mantenere l'animale nella stessa posizione per l'imaging e include i segnali fiduciali per aiutare in automatico co-registrazione. La camera è collegata al vaporizzatore isofluorance per mantenere l'anestesia. Imaging guidata nel software immagine vivente 4.1 può essere usato per selezionare automaticamente il tempo di esposizione, f-stop e binning e garantire la raccolta quantitativa dei dati. Più immagini possono essere acquisite e confrontati negli studi longitudinali relativi secondi o mesi a seconda della natura di questo esperimento. 6 ° giorno dopo l'iniezione di cellule, BLI imaging con IVIS spettro mostra metastasi alle ossa in sette su nove topi. 4. Monitoraggio longitudinale delle lesioni osteolitiche utilizzando micro CT I topi che hanno mostrato le metastasi ossee chiaro visibile utilizzando BLI hanno ripreso nel sistema FX Quantum micro CT. Il Quantum FX micro sistema CT offre immagini di alta qualità a raggi X a basso dosaggio tale da consentire vero longitudinale micro CT negli studi preclinici. Degradazione delle ossa in entrambe le gambe può essere longitudinalmente monitorati utilizzando questo sistema in meno di un minuto. I topi vengono anestetizzati con isoflurano 3% e possono essere trasferiti direttamente dal sistema Spectrum IVIS. Due immagini 60 millimetri sono cuciti insieme per catturare tutta la visione degli animali. Un FOV 30 mm è ideale per l'imaging del ginocchio in alta risoluzione. Una singola scansione ad alta risoluzione sufficiente per misurare e quantificare le metastasi ossee richiede appena 18 secondi e rilascia una dose di 13mGy solo. Topi sono stati ripreso fino a 8 volte in 36 giorni con il sistema di micro-CT senza compromettere la crescita del tumore o la salute dell'animale. Il micro TC ha mostrato che leisions ossa erano visibili il giorno 10 e progredito molto rapidamente, corrispondente all'aumento del segnale BLI. 5. 3D co-registrazione e analisi dei BLI e UCT Una volta che le immagini sono state catturate sia sul IVIS spettro e Quantum FX micro CT dati di sistema possono essere co-registrati in una ricostruzione 3D. MicroCT immagini vengono esportate come file DICOM e caricati nel Living immagine 4,1 strumento modalità Multi 3D. In Software immagine vivente eseguire il programma DLIT a tre dimensioni ricostruire il segnale ottico. Lo strumento fiduciali nel software viene utilizzato per co-registrare il segnale ottico BLI all'immagine micro CT. Coregistered insiemi di dati possono essere analizzati quantitativamente per monitorare i parametri multipli durante la progressione della malattia eccoci monitoraggio della crescita del tumore metastatico insieme con lo sviluppo della lesione osteolitica nell'osso. </ Ol>