غرس ورصد من قبل PET/CT من نموذج المجسم من ورم الظهاره المخروطية البشرية الجنبي في الفئران Athymic
Summary
توضح هذه المقالة الجيل من نموذج الماوس الخاصة بالورم الظهاره الجوفية الجنبي البشرية عن طريق غرس H2052/484 خلايا الورم الظهاره الجوفية في التجويف الجنبي من الفئران athymic المناعية. تم تقييم الرصد الطولي لتطور الأورام الجنبي من قبل الوسائط المتعددة غير الغازية [18و] -2-فلورو-2-ديكسي-د-الجلوكوز بوزيترون التصوير المقطعي والصور المقطعية المحسوبة.
Abstract
ورم الظهاره السرطانية الجنبي الخبيثة (MPM) هو أورام نادره وعدوانيه تنشا في الmesothelium التي تغطي الرئتين والقلب والتجويف الصدري. ويرتبط التنمية MPM أساسا مع الاسبستوس. العلاجات لا توفر سوي البقاء علي قيد الحياة متواضعة منذ متوسط البقاء علي قيد الحياة هو 9-18 أشهر من وقت التشخيص. ولذلك ، يجب تحديد العلاجات الأكثر فعاليه. تم الحصول علي معظم البيانات التي تصف الأهداف العلاجية الجديدة من التجارب في المختبر وتحتاج إلى التحقق من صحتها في النماذج المجرية قبل السريرية موثوق بها. توضح هذه المقالة واحده مثل هذا النموذج MPM التي يمكن الاعتماد عليها التي تم الحصول عليها بعد حقن الإنسان MPM خط الخلية H2052/484 في تجويف الجنبي من الفئران athymic ناقص المناعة. الزرع في موقع العظام يسمح بدراسة تطور الورم في البيئة الطبيعية في الجسم. بوزيترون الاشعه المقطعية/التصوير المقطعي (PET/CT) الصور الجزيئية باستخدام السريرية [18f] -2-فلورو-2-ديكسي-د-الجلوكوز ([18f] fdg) الراسم الإشعاعي هو طريقه التشخيص الاختيار لفحص المرضي الذين يعانون من mpm. وفقا لذلك ، تم استخدام [18F] fdg-PET/CT لطوليا رصد تطور المرض من نموذج H2052/484 المجسم. هذه التقنية لديها إمكانات 3r عاليه (rأدوس عدد من الكائنات ، rأدوس لتخفيف الم وعدم الراحة ، و rأدوس التجارب الحيوانية مع البدائل) لأنه يمكن رصد تطور الورم غير اينفاسيفيلي ويمكن خفض عدد الماشية المطلوبة بشكل كبير.
هذا النموذج يعرض معدل التنمية العالية ، ونمو الورم السريع ، هو فعاله من حيث التكلفة ويسمح للترجمة السريرية السريعة. باستخدام هذا النموذج MPM المجسم لقياس الطعم ، يمكن للباحثين تقييم الاستجابات البيولوجية لنموذج MPM موثوق بعد التدخلات العلاجية.
Introduction
ورم الظهاره السرطانية الجنبي الخبيثة (mpm) هو السرطان في معظم الأحيان المرتبطة بالتعرض للألياف الاسبستوس1,2,3. علي الرغم من ان الاسبستوس قد حظرت في معظم البلدان الغربية4,5,6, الاصابه mpm لا يزال يتزايد7,8. مؤخرا, تعرض الفئران إلى الأنابيب النانويه الكربونية يوحي بأنها قد تؤدي إلى مخاطر صحية كبيره في البشر9,10. وتشير البيانات إلى ان التعرض لهذه المنتجات قد يحفز التهاب المزمن والتغيرات الجزيئية (علي سبيل المثال ، فقدان المسارات المثبطة للورم) التي تكمن وراء التقدم إلى ورم الظهاره المتوسطة الخبيث. حاليا ، الأنابيب النانويه الكربونية متعددة الجدران هي واحده من أهم منتجات تكنولوجيا النانو ويتم دمجها بشكل متزايد في مختلف المنتجات مثل المركبات ، ومواد تخزين الطاقة ، والطب ، والكترونيات ، ومواد المعالجة البيئية.
MPM هو سرطان مع سوء التشخيص ، ومعظم المرضي يموتون في غضون عامين بعد التشخيص بسبب فعاليه محدوده من طرائق العلاج الحالية11. اختيار العلاج ل MPM يعتمد علي مرحله السرطان. بالنسبة لمعظم المرحلة المبكرة MPM (المرحلة 1 وربما بعض المرحلة 2 أو 3 الأورام), النهج السريري هو العلاج متعدد الوسائط بما في ذلك استئصال الجراحية للأورام, المرتبطة بالمعالجة الاشعاعيه والعلاج الكيميائي12. ويشار إلى العلاج الكيميائي المشترك مع سيسبلاتين و بيماتريكسيد لمعالجه معظم المرضي الذين تم تشخيصهم بمرض متقدم محليا الغازية ، وهذا ليس قابلا لاستئصال الجراحية ، أو من هم خلاف ذلك لا المرشحين للجراحة العلاجية13،14. ولذلك هناك حاجه ماسه لتطوير علاجات أكثر فعاليه للمرضي المصابين بمرض الإيدز. ومع ذلك ، هناك عدد قليل من المصادق عليها في النماذج الحيوانية المجرية التي تعكس الصلة السريرية لل MPM. وقد وضعت عده نماذج murine mpm ولكن معظمها لا تلخص بإخلاص الجوانب المعقدة من الورم mpm البيئة المجهرية15,16,17,18. استخدام الاسبستوس المستحث MPM في الفئران, نماذج الماوس MPM المهندسة وراثيا, أو نماذج من الزرع المتزامن لخطوط الخلايا MPM murine محدوده بالاختلافات الظاهرية الاساسيه والوظيفية, التالي, ترجمه سيئه الاكتشافات الجديدة إلى العيادة. الأخرى السريرية murine MPM نماذج تعتمد في الغالب علي xenografts تحت الجلد أو البريتوني من خطوط الخلايا البشرية في الفئران نقص المناعة. في حين ان هذه النماذج هي سهله لرصد وتوفير البيانات الاساسيه ، والبيئة المجهرية لهذه xenografts ليست مماثله للأورام البشرية اضعاف القوه الانتقالية لمعظم هذه الدراسات السريرية17،19. وعلي العكس من ذلك ، فان الطعوم الهجائية تعكس بشكل أفضل سلوك المريض السرطاني واستجابته للعلاج حيث انها محاطه ببيئة مجهريه مماثله لتلك الموجودة في موقع الورم الأصلي16.
التصوير الجزيئي بواسطة [18F] fdg-PET/CT هو طريقه الاختيار لطوليا رصد تطور المرض في المرضي الذين يعانون من20،21. ولذلك ، اللجوء إلى هذه الطريقة التصوير غير الغازية يعزز إلى حد كبير ترجمه الدراسات قبل السريرية إلى التجارب السريرية16،22. وعلاوة علي ذلك ، فانه يساعد علي تقليل العدد المطلوب من الماشية لان كل الحيوانية تمثل سيطرتها الخاصة مع مرور الوقت.
في هذه المقالة ، ونحن نقدم التي يمكن الاعتماد عليها النموذج المجسم MPM التي تم الحصول عليها بعد حقن الإنسان MPM خط الخلية H2052/484 في تجويف الجنبي من الفئران athymic. بالاضافه إلى التصوير بالاشعه المقطعية [18F] FDG-PET/CT ، يعد هذا النموذج طريقه قيمه وقابله للتكرار لدراسة التاثيرات الوظيفية واليه للاستراتيجيات والعلاجات التشخيصية الجديدة للإنسان البشري.
Protocol
Representative Results
Discussion
تصف هذه الورقة نموذجا أصليا للتقويمية من الخلايا MPM H2052/484 التي تم حقنها في التجويف الجنبي للفئران الاثيريه وطريقه للرصد بواسطة الصور الحيوانية الصغيرة PET/CT. ويمكن تنفيذ هذا النموذج مع التعامل مع المعاملات الحيوانية المعتدلة والمهارات الجراحية ويعرض معدل نمو جيد جدا. فانه يسمح نافذه تجريب?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تمويل هذا البحث من قبل رابطه Genevoise مكافحه السرطان (إلى V.S.) ومركز التصوير الطبي الحيوي (CIBM) من الجامعات والمستشفيات في جنيف ولوزان (إلى D.J.C. ، نسائي و 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).
