JoVE Journal > Cancer Research
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
العربية

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Cancer Research

تصور الأشعة السينية للعلاج الاستئصالي القائم على الإيثانول داخل القناة للوقاية من سرطان الثدي في نماذج الفئران

Published: December 09, 2022
doi:
10.3791/64042
, , , , , , , ,
1Precision Health Program,Michigan State University, 2Department of Radiology,Michigan State University, 3Department of Pharmacology & Toxicology,Michigan State University, 4College of Osteopathic Medicine,Michigan State University, 5TechInsights Inc., 6IQ Advanced Molecular Imaging Facility,Michigan State University, 7Veterinary Diagnostic Laboratory, College of Veterinary Medicine,Michigan State University

Summary

تم وصف إجراء لتوصيل محلول استئصالي كيميائي إلى شجرة الأقنية الثديية للفئران للعلاج الوقائي الموجه بالصور لسرطان الثدي. يمكن استهداف الخلايا الظهارية الثديية بأقل قدر من تلف الأنسجة الجانبية من خلال القنية مباشرة في فتحة الحلمة والتسريب داخل القناة لمحلول استئصالي قائم على الإيثانول بنسبة 70٪.

Abstract

لا يزال هناك عدد محدود من التدخلات الأولية للوقاية من سرطان الثدي. بالنسبة للنساء المعرضات لخطر الإصابة بسرطان الثدي ، فإن التدخل الأكثر فعالية هو استئصال الثدي الوقائي. هذا إجراء جراحي جذري تتم فيه إزالة الخلايا الظهارية الثديية التي يمكن أن تؤدي إلى سرطان الثدي تماما مع الأنسجة المحيطة. الهدف من هذا البروتوكول هو إثبات جدوى إجراء داخل القناة طفيف التوغل يمكن أن يصبح تدخلا أوليا جديدا للوقاية من سرطان الثدي. من شأن هذا الإجراء المحلي أن يزيل الخلايا الظهارية الثديية بشكل تفضيلي قبل أن تصبح خبيثة. تم تطوير طرق داخل القناة لتقديم حلول مباشرة لهذه الخلايا الظهارية في نماذج القوارض لسرطان الثدي في جامعة ولاية ميشيغان وأماكن أخرى. تتكون الغدة الثديية للفئران من شجرة قنوية واحدة لها بنية أبسط وأكثر خطية مقارنة بالثدي البشري. ومع ذلك ، فإن نماذج الفئران المستحثة كيميائيا لسرطان الثدي توفر أدوات قيمة لدراسات إثبات المفهوم للتدخلات الوقائية الجديدة وقابلية التوسع من نماذج الفئران إلى البشر. هنا ، يتم وصف إجراء للتسليم داخل القناة لمحلول استئصالي قائم على الإيثانول يحتوي على جسيمات أكسيد التنتالوم النانوية كعامل تباين للأشعة السينية وإيثيل السليلوز كعامل تبلور في شجرة الأقنية الثديية للفئران. تم وصف توصيل الكواشف المائية (مثل المركبات السامة للخلايا ، siRNAs ، AdCre) عن طريق الحقن داخل القناة سابقا في نماذج الفئران والجرذان. يؤكد وصف البروتوكول هذا على التغييرات والخطوات المنهجية التي تتعلق بشكل فريد بتقديم محلول استئصالي ، والنظر في الصياغة لتقليل الآثار الجانبية المحلية والجهازية للمحلول الاستئصالي ، والتصوير بالأشعة السينية للتقييم الحي لملء شجرة الأقنية. تمكن تقنيات التنظير الفلوري والتصوير المقطعي المحوسب الدقيق من تحديد نجاح توصيل المحلول الاستئصالي ومدى ملء شجرة الأقنية بفضل التوافق مع عامل التباين المحتوي على التنتالوم.

Introduction

بالنسبة للنساء في الولايات المتحدة الأمريكية1 ، لا يزال سرطان الثدي (BC) هو أكثر أنواع السرطان تشخيصا ويسبب وفيات أكثر من أي نوع آخر من السرطان باستثناء سرطان الرئة. تقدر التوقعات لعام 2022 أنه سيتم تشخيص 51,400 امرأة بالسرطان الموضعي وسيتم تشخيص 287,850 امرأة بسرطان غازي ، وأن 43,600 امرأة ستموت من BC1. على الرغم من الانتشار والوفيات المرتبطة ب BC ، إلا أن هناك خيارات قليلة متاحة للوقاية الأولية والبحوث الانتقالية حول التدخلات الجديدة حيث لا تعطي الوكالات الفيدرالية الأولويةللوقاية الأولية 2. استئصال الثدي الوقائي هو التدخل الأكثر فعالية للوقاية الأولية. ومع ذلك ، يوصى بهذا الإجراء فقط للأفراد المعرضين لمخاطر عالية لأنه عملية جراحية كبرى ذات عواقب تغير الحياة3. تتضمن هذه الجراحة الإزالة الكاملة للخلايا الظهارية الثديية التي يتطور منها التسرطن وكذلك الأنسجة المحيطة الطبيعية. غالبا ما يتم ثني الأفراد عن استخدام هذا الإجراء كخيار أول للتدخل الأولي بسبب التأثير السلبي للإجهاد البدني والنفسي والاجتماعي. لهذه الأسباب ، حتى بعض الأفراد المعرضين لمخاطر عالية يختارون عدم الخضوع لهذا الإجراء ويختارون بدلا من ذلك الانتظار اليقظ أو استراتيجيات المراقبة المماثلة3. في المنشور السابق ، كان توصيل 70٪ من الإيثانول (EtOH) مباشرة إلى شجرة الأقنية لنماذج الفئران فعالا في استئصال الخلايا الظهارية الثديية كيميائيا مع تلف محدود للأنسجة الطبيعية المجاورة وفي منع تكوين ورم الثدي4. يستخدم EtOH في تطبيقات سريرية متعددة إما كعامل استئصال للعلاج الموضعي لبعض أنواع السرطان أو عامل تصلب للعلاج الموضعي للتورم والتشوهات الشريانية الوريدية5،6،7،8،9،10،11،12،13،14 . إن ملف تعريف السمية والسلامة المنخفضة ل EtOH راسخ ، كما هو الحال في بعض الإجراءات التي تصل إلى 50 مل من 95٪ EtOH يمكن إعطاؤها لكل جلسة 5,10.

الإزالة الكاملة للخلايا الظهارية الثديية التي يتطور منها BC هي العنصر الأكثر أهمية في كل من استئصال الثدي الوقائي والتسليم المحلي لمحلول الاستئصال. لذلك ، من الضروري تأكيد ملء شجرة الأقنية بالكامل لضمان أن المحلول الاستئصالي قد تلامس مباشرة مع جميع الخلايا الظهارية الثديية. يمكن تقديم حل داخل شجرة (أشجار) الأقنية وتصورها عن طريق التنظير الفلوري الموجه بالصور أو التصوير من خلال الإجراءات السريرية الموجودة بالفعل15،16،17. وبالتالي ، سيكون من الممكن تنفيذ وتقييم هذا الإجراء بسهولة في التجارب السريرية. تتمثل إحدى الخطوات الرئيسية في إثبات فعالية الاستئصال داخل القناة (ID) والجدوى الانتقالية كتدخل جديد للوقاية الأولية في إثبات جدوى نهج التصور بالأشعة السينية هذا في النماذج الحيوانية ذات الحجم المتزايد والتعقيد في بنية شجرة الأقنية4،18،19. يتم وصف البروتوكول الذي يوسع نطاق هذا الإجراء الاستئصالي من الماوس20 إلى نماذج الفئران هنا. في حين أن أشجار الأقنية للفأر والجرذان لها بنية خطية متشابهة ونمط متفرع ، فإن شجرة الأقنية للفئران أكبر نسبيا وتحيط بها سدى أكثر كثافة. لقد قمنا بتنفيذ طريقة في المختبر لحقن كل غدة ثديية بنجاح في الفئران على مدى سلسلة من الجلسات الأسبوعية بمحلول استئصالي يحتوي على عامل تباين. يعد تباعد الجلسات ضروريا لضمان أن الحيوانات لديها الحد الأدنى من الآثار الجانبية ل EtOH (الشكل 1 والشكل 2). يتضمن الإجراء حقن المحلول الاستئصالي مباشرة في فتحة الحلمة لفأر مخدر إيزوفلوران بإبرة 33 جرام. تشمل بعض التحسينات الرئيسية للإجراء استخدام العلاج الممتد المضاد للالتهابات ، وحقن كميات أكبر لكل شجرة قنوية مما هو مقترح21 ، ومحاقن مانعة لتسرب الغاز للسوائل والغازات. مدة العلاج مع 5 ملغ / كغ من كاربروفين (مضادات الالتهاب غير الستيروئيدية) من 48 ساعة قبل إلى 1 أسبوع بعد حقن الهوية قابلة للمقارنة مع البروتوكول المضاد للالتهابات المستخدمة في العلاج المصلب من التشوه الوريدي في العيادة. يتم تنفيذ العلاج على المرضى تحت التخدير الجهازي تليها 2 أيام من الأدوية المضادة للالتهابات مثل مضادات الالتهاب غير الستيروئيدية. يمكن تمديد العلاج المضاد للالتهابات لبضعة أيام أخرى لتقليل الالتهاب الموضعي وأي ألم محتمل13. كما هو الحال في الفئران20 ، فإن الحقن داخل الصفاق لمحلول السكروز بنسبة 5 ٪ يخفف من التأثير قصير المدى لتسمم الكحول في الفئران. يمكن حقن الفئران بما يصل إلى 1 مل من 70٪ EtOH (حتى 4 قنوات ؛ 0.2 جم / ديسيلتر من محتوى EtOH في الدم) في جلسة واحدة عند إعطائها بمحلول السكروز هذا. تتعافى الحيوانات تماما في غضون 4 ساعات بعد حقن الهوية. نقوم بإجراء جلسات متسلسلة للسماح بوقت كاف للتعافي عند حقن أكثر من 4 غدد و / أو تركيزات أعلى من EtOH. سيكون التسمم الكحولي لدى النساء أقل احتمالا بكثير مثل حقن ID لجميع أشجار الأقنية في كلا الثديين ، بافتراض 16 قناة رئيسية16,17 و 2 مل لكل قناة22,23 ، مع 70٪ EtOH سيؤدي إلى أقل من 0.1 جم / ديسيلتر من محتوى EtOH في الدم وقد يسبب ضعفا خفيفا.

يتيح التصوير بالأشعة السينية تحديد مدى نجاح الولادة داخل القناة في كل غدة على حدة وما إذا كانت شجرة الأقنية بأكملها ممتلئة (الشكل 1 ، الشكل 2 ، الشكل 3). يمكن استخدام التصوير الفلوري في الوقت الفعلي استعدادا للفحص المقطعي المحوسب الدقيق و / أو إعادة بناء 3D لبيانات ملف DICOM لتقييم مدى توصيل المحلول إلى شجرة الأقنية وأي تسرب إلى السدى. يمكن أن يساعد استخدام التنظير الفلوري في الحد من جرعة الإشعاع الإجمالية المفروضة على الحيوان. تقترب تقنية التنظير الفلوري بشكل أوثق من التطبيق السريري المقصود لتوجيه الصور لهذا العلاج الاستئصالي. تم إجراء مقارنة بين Isovue المحتوي على اليود المعتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) مع الجسيمات النانوية لأكسيد التنتالوم (TaOx) من أجل زيادة تحسين فائدة محلول الاستئصال 4,19. لقد وجد أن TaOx هو عامل تباين micro-CT متفوق من Isovue لتصور الملء الأولي لشجرة الأقنية في الفئران 4,19. هنا ، نوضح أن TaOx هو عامل تباين مناسب لتصور الملء الأولي لشجرة الأقنية للفئران (الشكل 2 والشكل 3). في كل من البحوث الانتقالية وتطبيقات الممارسة السريرية ، تمت إضافة عامل التبلور إيثيل السليلوز (EC) إلى محلول EtOH لتقليل الانتشار من المناطق المستهدفة المقصودة 13،14،24،25،26،27،28،29. أظهرت الدراسات أن إضافة ما يصل إلى 1.5٪ EC إلى المحاليل الاستئصالية المحتوية على EtOH متوافقة مع التصوير القائم على TaOx (الشكل 3). قد تساعد هذه التحسينات بالإضافة إلى التحسينات الإضافية على محلول الاستئصال في الترجمة الجاهزة لهذا الإجراء الموجه بالصور إلى العيادة.

Protocol

أجريت جميع التجارب الموصوفة بموجب بروتوكولات معتمدة من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوانات في جامعة ولاية ميشيغان. 1. العلاج الممتد المضاد للالتهابات تحضير أكواب هلام السكرالوز كجرعات فموية من كاربروفين. تزويد الفئران بهذا العلاج المضاد للالتهابات من 2 أيام قبل تلقي حقن الهوية من 70٪ EtOH إلى 7 أيام بعد الإجراء. تمييع حل العمل من كاربروفين في PBS معقمة للحقن في الكأس. من محلول مخزون 50 مجم / مل ، قم بإعداد محلول مخفف 2 مجم / مل ملون بصبغة طعام زرقاء معقمة 1٪ v / v وحقن 500 ميكرولتر في كل كوب. تساعد إضافة الصبغة في تصور الخلط الكامل للدواء داخل السكرالوز في الكوب. اتبع توصية الشركة الصانعة لإعداد الكأس لإضافة كاربروفين. ما لم يذكر البائع خلاف ذلك ، قم بتسخين الكوب في حمام مائي على حرارة 60 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة وجففه عند إزالته لتقليل مخاطر التلوث.امسح غطاء كوب السكرالوز بنسبة 70٪ EtOH في المنطقة وأدخل إبرة المحقنة التي تحتوي على محلول عمل الكاربروفين. الاستغناء عن الحجم المناسب (500 ميكرولتر). تغطية ثقب مع ملصق. رج الكوب بقوة لمدة 15 ثانية ، ثم ضع هذا الكوب في دوامة لمدة 15 ثانية إضافية. قم بتقييم الخلط المتجانس والكامل بصريا قبل التخزين للاستخدام لاحقا. ابحث عن وجود لون أزرق غامق.ملاحظة: اترك الأكواب تصل إلى درجة حرارة الغرفة. قم بتخزين الأكواب في درجة حرارة الغرفة إذا رغبت في ذلك ولكن انتبه إلى إرشادات فعالية الدواء من الشركة المصنعة. بدلا من ذلك ، قم بتخزين الأكواب في درجة حرارة 4 درجات مئوية واستخدمها في غضون شهر. يعد تأريخ الملصق ممارسة جيدة لتتبع تاريخ الحقن دون التعرض لخطر ثقب قلم أو قلم تحديد حاد للغطاء. قبل الاستخدام مباشرة ، امسح الجزء الخارجي من الكوب بنسبة 70٪ EtOH. انزع الغطاء قبل وضع الكوب في قفص الحيوانات. استبدل الأكواب كل يومين أو عندما تكون فارغة. تحقق من مستوى الجل يوميا لضمان الجرعات الكافية. كوب واحد يمكن أن توفر كاربروفين لما يصل إلى اثنين من الفئران لمدة تصل إلى 2 أيام. ومع ذلك ، قد تستهلك الفئران كوبا كاملا في وقت أقرب. 2. التحضير قبل الجراحة ملاحظة: تأكد من أن خطوة تحضير الحيوان تسبق إجراء حقن الهوية ب 2-3 أيام. قم بتشغيل مبخر الأيزوفلوران (2٪ -3٪ إيزوفلوران ، 1.5 لتر / دقيقة من الأكسجين) لتخدير الفئران. انقل الحيوان إلى مخروط الأنف على وسادة الاحترار. ضع مادة تشحيم العين على الفئران ، ثم ضع الحيوان على ظهره. راقب بعناية تنفس الحيوان لضمان الحفاظ على مستوى التخدير عند 1٪ -3٪ من الأيزوفلوران.ملاحظة: يمكن استخدام ماكينة حلاقة كهربائية لإزالة الفراء الزائد قبل إزالة الشعر. يجب توخي الحذر الشديد حتى لا تتلف أي حلمات بشفرة الحلاقة. لهذا السبب ، يمكن تخطي هذه الخطوة. الفئران أكثر حساسية لكريم مزيل الشعر من الفئران ، وبالتالي فإن إزالة الكريم الزائد مهم جدا. تجنب حقن محلول يحتوي على الإيثانول في منطقة بها بالفعل تآكل ناتج عن إزالة الشعر. أضافت بعض الكريمات مركبات مثل الصبار واللانولين التي يمكن أن تساعد في تقليل احتمالية حدوث سحجات. استخدمي أداة تطبيق بطرف قطني لتوزيع كريم مزيل الشعر الذي لا يستلزم وصفة طبية على منطقة الحلمة. استخدم القضيب لفرك الكريم في المنطقة لمدة 10-30 ثانية. تحقق مما إذا كان الفراء قد خفف بسرعة.اترك الكريم على الفئران لأقصر فترة زمنية ممكنة وقم بإزالته تماما لتجنب حرق الجلد. الفئران أكثر حساسية لهذا الإجراء من الفئران. بعد 10-30 ثانية من التطبيق ، الشاش الرطب بالماء الدافئ واستخدامه لشطف كريم والفراء خففت من الحيوان. قم بإجراء ثلاث عمليات شطف على الأقل من المنطقة بشاش مبلل طازج وجففها بشاش جاف بعد الشطف النهائي. تأكد من الرؤية الجيدة والوصول إلى منطقة الحلمة من حيث تتم إزالة الفراء. كرر إجراء مزيل الشعر إذا لزم الأمر. ضع الجرذ في قفص نظيف على وسادة التدفئة واتركه يتعافى. تحقق من الجرذ للتأكد من تعافيه تماما من التخدير قبل إعادته إلى قفصه الدائم. ضع كوب جل السكرالوز بجرعة كاربروفين (1 مجم / كوب) في القفص للعلاج المضاد للالتهابات. تحقق من استهلاك الجل يوميا واستبدله بكوب طازج حسب الاقتضاء. لا تترك الكأس لأكثر من 2 أيام. عادة ، سوف تحتاج إلى استبدال الكؤوس بعد 1 يوم. 3. الحقن داخل القناة تحضير محلول مخزون TaOx عند 333.3 mM كما هو موضح19 باستخدام محلول ملحي معقم مخزن بالفوسفات (PBS). قم بتسخين المحلول إذا لم يذوب المسحوق بالكامل. يقلب بلطف. لا دوامة أو يهز بقوة لتجنب تشكيل فقاعة. امزج ثلاثة أجزاء من 333.3 مللي متر TaO x مع سبعة أجزاء من 100٪ EtOH للحصول على حل نهائي بنسبة 70٪ EtOH 100 mM / TaOx. اختياريا ، أضف كمية مناسبة من 0.5٪ -1.5٪ إيثيل السليلوز (EC) كعامل تبلور لزيادة الاحتفاظ المحلي بمحلول الاستئصال. أضف صبغة طعام زرقاء 1٪ v / v إلى محلول الاستئصال للفحص البصري للتسليم إلى شجرة الأقنية أثناء التسريب. قم بإعداد مجلد مناسب للاحتياجات التجريبية. يمكن ملء أزواج الغدة 1 (عنق الرحم) و 6 (الأربية) بما يصل إلى 100 ميكرولتر من المحلول بينما يمكن ملء جميع الأزواج الأخرى بما يصل إلى 300 ميكرولتر. تخدير الجرذ كما في الخطوة 2.1 ونقل الجرذ إلى مخروط الأنف بمجرد تخديره بالكامل. ضع مادة تشحيم العين على كلتا العينين ثم ضع الحيوان على ظهره. ثبت الجرذ أسفل المجسم باستخدام شريط بالقرب من الحلمات التي سيتم حقنها ، إذا رغبت في ذلك. وزن الجرذ بشكل عام كاف لمنعه من التحرك بشكل كبير دون لصق. لتحضير الحلمات للحقن ، قم بإزالة أي جلد ميت يغطي فتحة الحلمة بملقط مدبب دقيق ، إن أمكن. غالبا ما يكون لدى الفئران سدادة بارزة من فتحة الحلمة يمكن أن تمنع نجاح قنية الحلمة إذا لم تتم إزالتها.ملاحظة: من المهم ملاحظة أن كميات الحقن الكبيرة من المحاليل الاستئصالية المستخدمة في الفئران قد تكون أكثر عرضة للتسبب في جروح جلدية سطحية بالقرب من موقع (مواقع) الحقن. لهذا السبب ، فإن حقن كل حلمة أخرى في جلسة واحدة أقل ضررا وتهيجا للحيوان من حقن الحلمات المجاورة. تساعد مراقبة الفئران بحثا عن أي سحجات لمدة 7 أيام بعد الحقن على ضمان عدم وجود آثار صحية خطيرة من خدش الحيوان وإدخال إمكانية الإصابة من التلوث بحطام أرضية القفص. يمكن استخدام مرهم أو غسول ثلاثي مضاد حيوي بمحلول الكلورهيكسيدين لعلاج أي علامات إصابة قد تحدث (الجدول 1). استخدم حقنة 500 ميكرولتر بإبرة 33 جم لشفط 101-301 ميكرولتر من محلول الاستئصال. استنشاق 1 ميكرولتر إضافي من المحلول لتسرب طفيف محتمل عند إزالة الإبرة المقنية.ملاحظة: هذه توصيات للأحجام التي تهدف إلى ملء شجرة (أشجار) الأقنية بالكامل: ما يصل إلى 100 ميكرولتر في الغدد العنقية والأربية ، وما يصل إلى 300 ميكرولتر في الغدد الأخرى. بالنسبة للتطبيقات الأخرى ، قد يكون من المناسب استخدام وحدات تخزين أصغر أو أكبر. استخدمي ملقطا لإمساك الحلمة برفق وقنية الإبرة في فتحة الحلمة. استمري في إدخال الإبرة برفق حتى تصبح الشطبة داخل الحلمة بالكامل. لاستيعاب الإبرة في الحلمة، ارفعي الحلمة لأعلى باتجاه الإبرة بدلا من دفع الإبرة لأسفل إلى الحلمة. (الجدول 1). احرصي على اتباع مسار فتحة الحلمة.ملاحظة: حلمات الفئران بشكل عام أسهل بكثير في التعامل معها وقنيتها بنجاح من تلك الموجودة في الفئران بسبب الحجم الأكبر. ومع ذلك ، فإن زيادة كمية الدهون المحيطة بفتحة الحلمة تجعل من المرجح أيضا حقن وسادة الدهون عن طريق الخطأ إذا انحرفت الإبرة عن القناة الرئيسية. بمجرد إدخال شطبة الإبرة بالكامل ، قم بغرس المحلول ببطء بمعدل ثابت يبلغ حوالي 100 ميكرولتر / دقيقة في الفئران. يمكن أن تؤدي التغييرات المفاجئة في معدل التسريب إلى انفجار أو إتلاف شجرة الأقنية. انتظر لمدة 30 ثانية بعد نهاية التسريب قبل إزالة الإبرة من الشجرة المقلية بمساعدة استخدام الملقط ؛ هذا يضمن بقاء الحجم المحقون داخل شجرة الأقنية (الشكل 2) ويقلل من احتمالية التسرب. نظف أي محلول مسكوب بشاش مبلل أو منديل EtOH لتجنب محلول التباين الغريب في الصور. حقن PBS التي تحتوي على 5٪ سكروز (10 مل / كجم) داخل الصفاق للتخفيف من آثار تسمم الكحول إذا تم احتواء الإيثانول داخل محاليل حقن ID. يمكن إعطاء هذه الجرعة في بداية ونهاية الإجراء. 4. التصوير المقطعي المحوسب الدقيق بعد حقن جميع الغدد المرغوبة ، انقل الحيوان بسرعة إلى نظام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق واستمر في الحفاظ على التخدير باستخدام مبخر الأيزوفلوران المدمج. قم بتصويب العمود الفقري للحيوان وشريط كل ساق خلفية في وضع ممتد ، بحيث تكون عظام ساق الحيوان بعيدة عن الغدد السفلية ذات الأهمية ولا تتداخل مع منطقة الاهتمام في الصورة الممسوحة ضوئيا. قم بشريط لاصق عبر البطن لتقليل آثار التنفس في حالة مسح الغدد السفلية.ملاحظة: يمكن تصوير الحيوانات بمعلمات مسح مختلفة (على سبيل المثال ، مسح طولي عالي الدقة) إذا تم الحرص على تحديد جرعة إشعاع مناسبة مقبولة مدى الحياة للفئران والتأكد من أن الجرعة التراكمية لا تتجاوز هذا المستوى. يمكن تقليل التعرض للإشعاع بشكل أكبر عن طريق الحصول على صور ثابتة ومقاطع فيديو للتنظير الفلوري دون إجراء عمليات مسح (الشكل 2). إجراء تصوير TaOx لشجرة الأقنية للفئران بدقة جيدة وفرصة لمسح اكتساب قياسي متكرر (2 دقيقة) باستخدام معلمات المسح التالية: 90 كيلو فولت / 88 ميكروأمبير ؛ مجال الرؤية (FOV) ، 72 مم ؛ عدد الشرائح ، 512 ؛ سمك الشريحة ، 72 ميكرومتر ؛ قرار فوكسل ، 72 ميكرومتر3. يمكن أيضا الحصول على عمليات مسح عالية الدقة لفترات زمنية أطول (4-14 دقيقة) في الحيوانات التي لن يتم مسحها ضوئيا طوليا باستخدام نفس المعلمات. بعد الحصول على البيانات ، خذ الفئران بعناية بعيدا عن مخروط التخدير وضعها في قفص نظيف جديد على وسادة تدفئة. تحقق من الجرذ للتأكد من تعافيه تماما من التخدير قبل إعادته إلى قفصه الدائم. ضع كوب السكرالوز المحتوي على الكاربروفين واستبدله بشكل مناسب كما هو موضح في الخطوة 2.5 لضمان استمرار الحيوانات في تلقي العلاج المضاد للالتهابات لمدة 7 أيام القادمة. قم بمعالجة الصور الممسوحة ضوئيا في عمليات تسليم سريعة داخل برنامج التصوير المقطعي المحوسب الدقيق لتقدير أي تسريبات تباين أو ملء جزئي فقط أو ملء زائد (الشكل 2). انتقل إلى القسم التالي لإجراء معالجة رسمية للصور للنشر أو التحليل التفصيلي لعمليات المسح إذا رغبت في ذلك (الشكل 3). 5. تحليل الصور استخدم حزم برامج متخصصة لإنتاج عروض لشجرة الأقنية المملوءة.ملاحظة: من الأفضل تقسيم وسادة الدهون الثديية من أجل الحصول على أفضل تسليم لشجرة الأقنية المحقونة. تتبع Spline الحدود المظلمة لوسادة الدهون في جميع أنحاء السماكة الكاملة للحيوان من أجل تحقيق هذا التجزئة. لتقسيم وسادة الدهون (على عكس الفئران ، لا يمكن تمييز حدود هذه الحجرة بسهولة عن التجويف البريتوني وعضلات الفخذ والجلد بسبب وحدات Hounsfield المماثلة) التي تحتوي على شجرة الأقنية ذات الأهمية ، فإن تحديد خيار “تتبع الشريحة” من القائمة اليدوية هو الخطوة الأولى في إنشاء عرض. تتبع المفتاح مخطط وسادة الدهون في كل شريحة ثالثة. انقر فوق خيار نشر الكائنات من القائمة شبه التلقائية. سيؤدي ذلك إلى نشر جميع الشرائح وتوصيلها في كائن واحد مجزأ ذي أهمية.ملاحظة: يسمح تغيير العتبة داخل المنطقة المجزأة بتصور الإشارة فقط ضمن نطاق معين من وحدات Hounsfield (HU) ؛ بالنسبة لعوامل التباين الأخرى أو معلمات التصوير ، قد يحتاج هذا النطاق إلى تعديل. يمكن استخدام حزمة البرامج أو تحليل الذكاء الاصطناعي لإجراء قياسات وصور أخرى لإظهار مقدار ملء شجرة الأقنية. قم بتعيين قيم HU إلى نقطة منخفضة تبلغ 300 ونقطة عالية تبلغ 3000 في القائمة شبه التلقائية ضمن علامة تبويب حجم العتبة. يسمح هذا بإنشاء عرض عرض فقط للتباين (TaOx) داخل شجرة الأقنية. اضبط التسليم على أنه أساسي باستخدام زر “عرض”. سيؤدي هذا إلى تغيير العرض لإظهار تسليم 3D فقط لشجرة الأقنية.ملاحظة: قم بإعادة بناء شجرة الأقنية لمزيد من التحليل.

Representative Results

تحتوي كل غدة من الغدد الثديية ال 12 لأنثى الجرذ على شجرة قنوية واحدة تفتح عند فتحة الحلمة. على الرغم من الاختلافات في الحجم بين الفأر والجرذ ، فإن توقيت نمو الغدد الثديية والوقت الذي تصل فيه هذه الحيوانات إلى مرحلة البلوغ متشابه جدا30,31. يتم تقديم وصف موجز للمراحل الرئيسية لتطور الغدة الثديية في الفئران كممثل لكلا النوعين من القوارض. براعم النهاية الطرفية (TEBs) هي الهياكل التكاثرية للغاية عند أطراف شجرة الأقنية المطولة التي توجه تفرع الأقنية30,31. تحدث ذروة انتشار وكثافة TEBs في عمر 3-4 أسابيع خلال مرحلة استطالة شجرة الأقنية في تطور البلوغ30. بحلول عمر 9-10 أسابيع ، يتبقى عدد قليل من TEBs حيث نمت شجرة الأقنية لتحتل كامل طول وسادة الدهون30. بعد ذلك ، يتناسب نمو وتوسع شجرة الأقنية مع نمو وسادة الدهون والحيوان32. تقوم الوحدات الفصيصية الأنبوبية الطرفية (TDLUs) في الثدي البشري بدور مماثل ل TEBs في القوارض. TDLUs هي المصدر الرئيسي لبدء التسرطن والتقدم إلى BC33,34. يمكننا حقن ما يصل إلى 300 ميكرولتر من محلول EtOH بنسبة 70٪ لملء شجرة الأقنية بأكملها من الغدد الثديية الصدرية والبطنية لفأر Sprague-Dawley البالغ من العمر 9 أسابيع (الشكل 1 ، الشكل 2 ، الشكل 3). على عكس الفئران20 ، فإن حلمات الغدد العنقية والأربية لفئران Sprague-Dawley مناسبة عادة للحقن في أكثر من 80٪ من الحيوانات ، ويلزم ما يصل إلى 100 ميكرولتر من محلول EtOH بنسبة 70٪ لملء شجرة الأقنية بأكملها (الشكل 2). نقوم بشكل روتيني بحقن ما يصل إلى 10 غدد ثديية بالمحلول الاستئصالي قيد الدراسة. يتكون التصميم التجريبي النموذجي من جلستي حقن أسبوعيتين مستقلتين ، حيث يتم غرس خمس غدد متناوبة بمحلول استئصالي يحتوي على عامل تباين الأشعة السينية و / أو EC كعامل تبلور (الشكل 2). بالنسبة للمحلول الاستئصالي المحتوي على TaOx (50-200 mM) ، يتم إجراء التنظير الفلوري و / أو التصوير المقطعي المحوسب الدقيق بعد نهاية كل جلسة لتحديد وتسجيل النجاح الفردي لغرس كل شجرة قنوية بكمية جزئية أو كاملة من المحلول المملوء (الشكل 2). يتيح التصوير الفوري والطولي بعد الحقن تقييم كيفية تأثير التغييرات في التركيبة ، وخاصة تركيز عامل التبلور EC ، على الانتشار الخارجي للمحلول الاستئصالي والحد منه كدالة للحجم المحقون (الشكل 3). يوفر تحليل التصوير هذا معلومات لفهم المعلمات المثلى لتحقيق أقصى قدر من الاستئصال مع الحد الأدنى من تلف الأنسجة الجانبية. الشكل 1: مخططات إجراء الحقن داخل القناة وتحليل الصور في الفئران. يتم تسليط الضوء على الإجراء خطوة بخطوة للحقن داخل القناة وتحليل الصور. يرجى مشاهدة الفيديو لمزيد من التفاصيل. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل. الشكل 2: أمثلة على قنية الحلمة ونواتج توصيل المحلول الاستئصالي إلى غدد ثديية متعددة . (أ) عرض نموذجي لأشكال الحلمة في سلالة فئران سبراغ-داولي. يرتبط طول الحلمة باحتمالية نجاح القنية. الحلمات الأطول أسهل في القنية من الحلمات القصيرة ، في حين أن الحلمات القصيرة أو الأثرية بشكل مفرط لا يمكن تقنيها. بمجرد الثقب ، يمكن غرس كل من الحلمات الطويلة والقصيرة بالمحلول وتحقيق معدلات نجاح مماثلة في الولادة. يمكن استخدام صبغة الطعام الزرقاء في المحلول المحقون كدليل في الجسم الحي على ملء شجرة الأقنية ونجاح التسليم (الأكثر وضوحا ، تكوين القبة ، لحقن وسادة الدهون غير الناجحة). يوفر التنظير الفلوري في الوقت الفعلي (B) وعمليات التسليم بالأشعة المقطعية الدقيقة 3D التي تم إنشاؤها بعد الحصول على الصورة (C) دليلا في الجسم الحي على نجاح التسليم والمزيد من التقييم الكمي للحل الذي يصل إلى TEBs. (ب) تلقت كل غدة ثديية بطنية من الزوج الأول (# 4 ، # 10) محلول استئصالي بنسبة 1٪ EC (مخطط برتقالي) أو بدونه (مخطط أخضر) (ج) ولادة ناجحة (مخطط أزرق) للمحلول الاستئصالي في عنق الرحم الأيمن (# 6) ، الزوج الثاني من الغدد الصدرية (# 3 ، # 9) والزوج الأول من الغدد الثديية البطنية (# 4 ، # 10) ، والحقن غير الناجح (مخطط أبيض متقطع) في الغدة الصدرية اليسرى (# 1). تتوافق أشرطة القياس مع 1 مم في الصور بتكبير مختلف. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل. الشكل 3: إعادة البناء ثلاثي الأبعاد وتقييم ملء المحلول الاستئصالي ونشره . تم حقن 70٪ EtOH / 100 mM TaOx نانوية مع 1٪ EC (أعلى) أو بدون EC (أسفل) داخل القناة في زوج الغدة الثديية البطنية الثاني (# 4 و # 10) وتم تصويرها على الفور بواسطة التصوير المقطعي المحوسب الدقيق. تلقى كل فأر Sprague-Dawley حجما متزايدا من أي من الحلين. أعيد بناء أشجار الأقنية الفردية باستخدام حزمة برامج تحليل الصور (تتبع الشريحة + كائن الانتشار + تسليم العتبة). مع 1٪ EC ، يمكن رؤية الحل يصل إلى نهايات المحطة. مع زيادة الحجم الذي تم تسليمه ، يكون عدد TEBs المملوءة أكثر وضوحا. شريط المقياس يتوافق مع 10 مم في جميع عمليات التسليم. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل. أصدر مظهر حل حلمة قصيرة (الشكل 2) الحلمة منخفضة المظهر – يصعب الإمساك بها يكون من الأسهل في بعض الأحيان إمساك الجلد بالقرب من الحلمة واستهداف مركز الحلمة بالإبرة. من المحتمل أن تغوص الإبرة تحت الجلد. قد يؤدي السحب لأعلى ببطء إلى الكشف عن أن الحلمة أعلى قليلا من طرف الإبرة وإعطاء مساحة للإمساك بها وسحبها بقية الطريق إلى الإبرة. كن حذرا جدا عند الغوص تحت الجلد حول زاوية الإبرة. من السهل الحصول عن غير قصد على حقن وسادة الدهون عن طريق الطعن بزاوية خاطئة. حقن ضمادة الدهون (الشكل 2) تورم حول الحلمة وربما في الحلمة نفسها – من الأسهل معرفة ما إذا كان اللون يضاف إلى محلول الحقن إذا كانت الحلمة منتفخة مع حقن عدد قليل من ul ، فقم بإزالة الإبرة ، وحاول إدخالها مرة أخرى مع مزيد من العناية بالزاوية. ابدأ الحقن مرة أخرى وراقب المزيد من التورم. إذا استمر التورم ، تخلى عن المحاولة. من النادر جدا حقن الحلمة بنجاح والتي بدأت كحقن وسادة دهنية. الجروح / التقشير فتح الجرح أو التقشير بالقرب من موقع حقن محلول EtOH الفئران أكثر عرضة من الفئران للإصابة بجروح أو تقشير بالقرب من منطقة الحقن. إذا تم العثور على جروح ، ضع مرهم مضاد حيوي ثلاثي على الجروح المفتوحة ولكن اترك الجروح المقشرة وحدها. تطبيق مرهم على الجلبة يمكن أن يزيد من احتمال أن يزعج الحيوان الجرب ويزيله. تحقق كل 1-2 أيام حتى تلتئم اعتمادا على شدة الجرح. يجب إعطاء كاربروفين حتى تلتئم حتى لو تجاوزت النافذة العادية. حقن الغدد المتناوبة غير متوفر أحجام الحقن الأكبر في الفئران تجعل من المرجح أن تسبب سحجات الجلد في حالة حقن الغدد المتتالية. لأقل احتمال لحدوث صدمة في منطقة الحقن ، يتم حقن الغدد البديلة خلال جلسة واحدة (أي حقن # 1 و 3 و 4 و 6 بدلا من # 1-4). يسمح التباعد بين أزواج الغدد الثالثة (# 3 و # 9) والرابعة (# 4 و # 10) بحقن كل من هذه الغدد في جلسة واحدة. الجدول 1: تلميحات مفيدة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

Discussion

كما هو موضح هنا ، فإن تسليم معرف 70٪ EtOH يزيل بشكل تفضيلي الخلايا الظهارية الثديية مع أضرار جانبية محدودة للسدى المحيط والأوعية الدموية في الفئران4. الاجتثاث الموضعي لشجرة الأقنية فعال في منع تكوين الورم في نماذج الماوس4. هنا ، نوضح أن هذا الإجراء الاستئصالي يمكن توسيعه ليشمل الفئران.

هذه هي الخطوة التالية في طريق ترجمة هذا الإجراء الاستئصالي كتدخل بديل لاستئصال الثدي الوقائي للوقاية الأولية من سرطان الثدي لدى الأفراد المعرضين لمخاطر عالية. تسمح إضافة جسيمات TaOx النانوية كعامل تباين بالأشعة السينية إلى محلول الاستئصال بتقييم فعالية المحلول في منع تكوين الورم ، حيث يمكن تحديد ما إذا كان الإجراء ناجحا أم لا في ملء شجرة الأقنية بالكامل. يعكس استخدام التنظير الفلوري لتصور الغدة الثديية المحقونة ما سيتم القيام به على الأرجح في العيادة لتوجيه إجراء الهوية هذا. سيكون توجيه الصورة لمقدار ملء المحلول لشجرة الأقنية ومتى يتم إيقاف التسريب جانبا رئيسيا من التنفيذ السريري لضمان أقصى ملء لكل شجرة قنوية. يتم سرد استكشاف الأخطاء وإصلاحها والنصائح المفيدة في الجدول 1. تتطلب فعالية هذا الإجراء الاستئصالي أن يقوم المحلول المملوء بالاتصال المباشر بجميع الخلايا الظهارية لزيادة معدل قتل الخلايا إلى أقصى حد. يمكن أن تكون الخلايا الظهارية الاحتياطية داخل شجرة واحدة أو أكثر بمثابة مصدر لتطوير BC. أبلغت المجموعات الأخرى عن توصيل معرف الجسيمات الفيروسية (على سبيل المثال ، مكونات أنظمة Cre / LoxP و / أو Cas9 / CRISPR) ، والهرمونات ومضادات الهرمونات (على سبيل المثال ، البرولاكتين ، فولفيسترانت) ، عوامل العلاج الكيميائي (مثل سيسبلاتين) ، siRNAs و / أو الأجسام المضادة أو عوامل الاستهداف الأخرى في الفئران4،19،21،35،36،37،38،39،40 ، 41،42،43،44،45 ، الفئران 21،33،46،47،48 و / أو الأرانب 18،49،50،51،52،53 . تم الإبلاغ عن قنية ناجحة لما يصل إلى ثمانية أشجار قنوية لكل ثدي بشري للتوصيل المحلي للعلاج الكيميائي في الدراسات السريرية المستقلة47،54،55. إن التوجيه بالصور لضخ هذه الحلول الأخرى التي تهدف إلى الوقاية من الورم أو الموجهة نحو العلاج المحلي من شأنه أن يزيد من فعاليتها بالمثل.

يتم توضيح قابلية التوسع وصقل هذا الإجراء من الفأر إلى شجرة الأقنية للفئران هنا. توفر الجسيمات النانوية TaOx في الفئران4،19 وشجرة الأقنية للفئران (بيانات غير منشورة) تصويرا عالي الدقة يتجاوز عوامل تباين الأشعة السينية المحتوية على اليود المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء. وبالمثل ، نحن لسنا على دراية بأساليب تصوير شجرة الأقنية الأخرى في الفئران40,41 أو النماذج الحيوانية الأخرى18 التي يمكن أن توفر دقة مماثلة ل TaOx. من الأمور ذات الصلة بالترجمة السريرية حقيقة أن تأثير التبلور ل EC في نماذج الفئران متوسطة الحجم هذه هو تحسين تركيبة تمكينية لتقليل تلف الأنسجة الجانبية. بينما نواصل تقييم إجراء المعرف الاستئصالي هذا لقدرته على منع BC ، سنكون قادرين على تحديد ، بشكل أكثر دقة ، من أي غدد BC تتطور من خلال المعلومات المضافة التي يوفرها التصوير بعد تسليم الهوية في نماذج الفئران المستحثة كيميائيا وغيرها من الفئران BC. ستحدد هذه البيانات سلامة هذا الإجراء وتحدد أي مخاوف أو أوجه قصور حول ما إذا كانت أشجار الأقنية المعالجة الجزئية أو غير الناجحة قد تكون أكثر عرضة لتطوير BC لدى امرأة عالية الخطورة.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

تم دعم هذا العمل ، جزئيا ، من خلال منح المعهد الوطني للسرطان R21 CA226579 و R01 CA258314 إلى LFS ومنحة المعهد الوطني للتصوير الطبي الحيوي والهندسة الحيوية R01 EB029418 إلى EMS. نحن ممتنون لمعهد جامعة ولاية ميشيغان للعلوم الصحية الكمية (IQ) ومرفق التصوير الهندسي الأساسي لاستخدام أنظمة التصوير والخبرة الفنية الخاصة بهم. نشكر الدكتورة دانييل فيرجسون على مراجعة محتويات الفيديو والأرقام الخاصة بالالتزام بإرشادات رعاية الحيوان.

Materials

AnalyzeDirect  v12.0 Caliper n/a For micro-CT image processing
Carprieve, Carprofen 50 mg/mL Allivet 50647 For anti-inflammatory treatment
Ethyl cellulose Acros Organics 9004-57-3 For intraductal injection
Evans blue Sigma E2129-50G For injection visualization
Hot water bath Toolots Yidu_HH-S2 For preparing carprofen cups
MediGel Sucralose Cups ClearH2O 74-02-5022 For delivery of carprofen
Model 1750 TTL, PTFE Luer Lock Syringe, 500μL Hamilton 81220 For intraductal injection
Photoshop 2021 Adobe n/a For image processing
Quantum GX2 microCT Imaging System Perkin Elmer  CLS149276 For micro-CT image acquisition
Metal Hub Needle, 33 gauge, custom (30° bevel angle, 0.4 in, point style 4) Hamilton 7747-01 For intraductal injection
Stereo Microscope SZM Series AmScope SM-4TPZ-144 For intraductal injection
Sterile blue food dye McCormick 930641 For injection visualization
Sterile phosphate buffered saline (PBS) ThermoFisher 14190250 For solution preparation
Stickers DOT Scientific DOTSCI-C50 For preparing carprofen cups
Sucrose Calbiochem 8550-5KG For intraductal injection
Syringes Fisher 14-826-79 For preparing carprofen cups
Vortex VWR 10153-834 For preparing carprofen cups
Warming pump/pad(s) Braintree Scientific HTP-1500 120V; AP-R 26E For intraductal injection/preoperative preparation
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Siegel, R. L., Miller, K. D., Fuchs, H. E., Jemal, A. Cancer statistics, 2022. A Cancer Journal for Clinicians. 72 (1), 7-33 (2022).
  2. Wild, C. P. The global cancer burden: necessity is the mother of prevention. Nature Reviews. Cancer. 19 (3), 123-124 (2019).
  3. Padamsee, T. J., Wills, C. E., Yee, L. D., Paskett, E. D. Decision making for breast cancer prevention among women at elevated risk. Breast Cancer Research. 19 (1), 34 (2017).
  4. Kenyon, E., et al. Ductal tree ablation by local delivery of ethanol prevents tumor formation in an aggressive mouse model of breast cancer. Breast Cancer Research. 21 (1), 129 (2019).
  5. Kuang, M., et al. Ethanol ablation of hepatocellular carcinoma Up to 5.0 cm by using a multipronged injection needle with high-dose strategy. Radiology. 253 (2), 552-561 (2009).
  6. Ansari, D., Andersson, R. Radiofrequency ablation or percutaneous ethanol injection for the treatment of liver tumors. World Journal of Gastroenterology. 18 (10), 1003-1008 (2012).
  7. Zhang, W. Y., Li, Z. S., Jin, Z. D. Endoscopic ultrasound-guided ethanol ablation therapy for tumors. World Journal of Gastroenterology. 19 (22), 3397-3403 (2013).
  8. Chin, M., Chen, C. L., Chang, K., Lee, J., Samarasena, J. Ethanol ablation of a peripheral nerve sheath tumor presenting as a small bowel obstruction. ACG Case Reports Journal. 3 (1), 31-32 (2015).
  9. Gueng, M. -. K., Chou, Y. -. H., Tiu, C. -. M., Chiou, S. -. Y., Cheng, Y. -. F. Pseudoaneurysm of the breast treated with percutaneous ethanol injection. Journal of Medical Ultrasound. 22 (2), 114-116 (2014).
  10. Zhang, J., et al. Comparison between absolute ethanol and bleomycin for the treatment of venous malformation in children. Experimental and Therapeutic Medicine. 6 (2), 305-309 (2013).
  11. Wohlgemuth, W. A., et al. Ethanolgel sclerotherapy of venous malformations improves health-related quality-of-life in adults and children – results of a prospective study. European Radiology. 27 (6), 2482-2488 (2017).
  12. Steiner, F., FitzJohn, T., Tan, S. T. Ethanol sclerotherapy for venous malformation. ANZ Journal of Surgery. 86 (10), 790-795 (2016).
  13. Sannier, K., et al. A new sclerosing agent in the treatment of venous malformations. Study on 23 cases. Interventional Neuroradiology. 10 (2), 113-127 (2004).
  14. Dompmartin, A., et al. Radio-opaque ethylcellulose-ethanol is a safe and efficient sclerosing agent for venous malformations. European Radiology. 21 (12), 2647-2656 (2011).
  15. Faguy, K. Ductography: When, how, and why. Radiologic Technology. 92 (5), 487-503 (2021).
  16. Slawson, S. H., Johnson, B. A. Ductography: how to and what if. Radiographics. 21 (1), 133-150 (2001).
  17. Sheiman, L. S., Levesque, P. H. The in’s and out’s of ductography: A comprehensive review. Current Problems in Diagnostic Radiology. 45 (1), 61-70 (2016).
  18. Clark, A., Bird, N. K., Brock, A. Intraductal delivery to the rabbit mammary gland. Journal of Visualized Experiments. (121), e55209 (2017).
  19. Chakravarty, S., et al. Tantalum oxide nanoparticles as versatile contrast agents for X-ray computed tomography. Nanoscale. 12 (14), 7720-7734 (2020).
  20. Kenyon, E., et al. Intraductal delivery and x-ray visualization of ethanol-based ablative solution for prevention and local treatment of breast cancer in mouse models. Journal of Visualized Experiments. (182), e63457 (2022).
  21. Murata, S., et al. Ductal access for prevention and therapy of mammary tumors. Cancer Research. 66 (2), 638-645 (2006).
  22. King, B. L., Love, S. M. The intraductal approach to the breast: raison d’etre. Breast Cancer Research. 8 (2), 206 (2006).
  23. Love, S. M., Barsky, S. H. Anatomy of the nipple and breast ducts revisited. Cancer. 101 (9), 1947-1957 (2004).
  24. Lai, Y. E., Morhard, R., Ramanujam, N., Nolan, M. W. Minimally invasive ethyl cellulose ethanol ablation in domesticated cats with naturally occurring head and neck cancers: Six cats. Veterinary and Comparative Oncology. 19 (3), 492-500 (2021).
  25. Mueller, J. L., et al. Optimizing ethyl cellulose-ethanol delivery towards enabling ablation of cervical dysplasia. Scientific Reports. 11 (1), 16869 (2021).
  26. Nief, C., et al. Polymer-assisted intratumoral delivery of ethanol: Preclinical investigation of safety and efficacy in a murine breast cancer model. PLoS One. 16 (1), 0234535 (2021).
  27. Chelales, E., et al. Radiologic-pathologic analysis of increased ethanol localization and ablative extent achieved by ethyl cellulose. Scientific Reports. 11 (1), 20700 (2021).
  28. Morhard, R., et al. Understanding factors governing distribution volume of ethyl cellulose-ethanol to optimize ablative therapy in the liver. IEEE Trans Biomedical Engineering. 67 (8), 2337-2348 (2020).
  29. Morhard, R., et al. Development of enhanced ethanol ablation as an alternative to surgery in treatment of superficial solid tumors. Scientific Reports. 7 (1), 8750 (2017).
  30. Russo, I. H., Russo, J. Developmental stage of the rat mammary gland as determinant of its susceptibility to 7,12-dimethylbenz[a]anthracene. Journal of the National Cancer Institute. 61 (6), 1439-1449 (1978).
  31. Paine, I. S., Lewis, M. T. The terminal end bud: The little engine that could. Journal of Mammary Gland Biology Neoplasia. 22 (2), 93-108 (2017).
  32. Hinck, L., Silberstein, G. B. Key stages in mammary gland development: the mammary end bud as a motile organ. Breast Cancer Research. 7 (6), 245-251 (2005).
  33. Sivaraman, L., et al. Effect of selective ablation of proliferating mammary epithelial cells on MNU induced rat mammary tumorigenesis. Breast Cancer Research Treatment. 73 (1), 75-83 (2002).
  34. Cardiff, R. D., Wellings, S. R. The comparative pathology of human and mouse mammary glands. Journal of Mammary Gland Biology Neoplasia. 4 (1), 105-122 (1999).
  35. Brock, A., et al. Silencing HoxA1 by intraductal injection of siRNA lipidoid nanoparticles prevents mammary tumor progression in mice. Scientific Translational Medicine. 6 (217), (2014).
  36. de Groot, J. S., et al. Intraductal cisplatin treatment in a BRCA-associated breast cancer mouse model attenuates tumor development but leads to systemic tumors in aged female mice. Oncotarget. 8 (37), 60750-60763 (2017).
  37. Wang, G., et al. Intraductal fulvestrant for therapy of ERalpha-positive Ductal Carcinoma in Situ (DCIS) of the breast – A preclinical study. Carcinogenesis. 40 (7), 907-913 (2019).
  38. Yoshida, T., et al. Effective treatment of ductal carcinoma in situ with a HER-2- targeted alpha-particle emitting radionuclide in a preclinical model of human breast cancer. Oncotarget. 7 (22), 33306-33315 (2016).
  39. Chun, Y. S., et al. Intraductally administered pegylated liposomal doxorubicin reduces mammary stem cell function in the mammary gland but in the long term, induces malignant tumors. Breast Cancer Research Treatment. 135 (1), 201-208 (2012).
  40. Markiewicz, E., et al. High resolution 3D MRI of mouse mammary glands with intra-ductal injection of contrast media. Magnetic Resonance Imaging. 33 (1), 161-165 (2015).
  41. Markiewicz, E., et al. MRI ductography of contrast agent distribution and leakage in normal mouse mammary ducts and ducts with in situ cancer. Magnetic Resonance Imaging. 40, 48-52 (2017).
  42. Annunziato, S., et al. Comparative oncogenomics identifies combinations of driver genes and drug targets in BRCA1-mutated breast cancer. Nature Communications. 10 (1), 397 (2019).
  43. Rutkowski, M. R., et al. Initiation of metastatic breast carcinoma by targeting of the ductal epithelium with adenovirus-cre: a novel transgenic mouse model of breast cancer. Journal of Visualized Experiments. (85), e51171 (2014).
  44. Xiang, D., Tao, L., Li, Z. Modeling breast cancer via an intraductal injection of cre-expressing adenovirus into the mouse mammary gland. Journal of Visualized Experiments. (148), e59502 (2019).
  45. Barham, W., Sherrill, T., Connelly, L., Blackwell, T. S., Yull, F. E. Intraductal injection of LPS as a mouse model of mastitis: signaling visualized via an NF-kappaB reporter transgenic. Journal of Visualized Experiments. (67), e4030 (2012).
  46. Chun, Y. S., et al. Intraductal administration of a polymeric nanoparticle formulation of curcumin (NanoCurc) significantly attenuates incidence of mammary tumors in a rodent chemical carcinogenesis model: Implications for breast cancer chemoprevention in at-risk populations. Carcinogenesis. 33 (11), 2242-2249 (2012).
  47. Stearns, V., et al. Preclinical and clinical evaluation of intraductally administered agents in early breast cancer. Science Translational Medicine. 3 (106), (2011).
  48. Okugawa, H., et al. Effect of perductal paclitaxel exposure on the development of MNU-induced mammary carcinoma in female S-D rats. Breast Cancer Research Treatment. 91 (1), 29-34 (2005).
  49. Falconer, I. R. The distribution of 131 I- or 125 I-labelled prolactin in rabbit mammary tissue after intravenous or intraductal injection. Journal of Endocrinology. 53 (3), 58-59 (1972).
  50. Fiddler, T. J., Birkinshaw, M., Falconer, I. R. Effects of intraductal prolactin on some aspects of the ultrastructure and biochemistry of mammary tissue in the pseudopregnant rabbit. Journal of Endocrinology. 49 (3), 459-469 (1971).
  51. Fiddler, T. J., Falconer, I. R. The effect of intraductal prolactin on protein and nucleic acid biosynthesis in the rabbit mammary gland. The Biochemical Journal. 115 (5), 58 (1969).
  52. Bourne, R. A., Bryant, J. A., Falconer, I. R. Stimulation of DNA synthesis by prolactin in rabbit mammary tissue. Journal of Cell Science. 14 (1), 105-111 (1974).
  53. Chadwick, A. Detection and assay of prolactin by the local lactogenic response in the rabbit. The Journal of Endocrinology. 27, 253-263 (1963).
  54. Mahoney, M. E., et al. Intraductal therapy of ductal carcinoma in situ: a presurgery study. Clinical Breast Cancer. 13 (4), 280-286 (2013).
  55. Love, S. M., et al. A feasibility study of the intraductal administration of chemotherapy. Cancer Preview Research (Phila). 6 (1), 51-58 (2013).

Tags

X-Ray VisualizationIntraductal Ethanol-Based Ablative TreatmentBreast Cancer PreventionRat ModelsMammary Ductal TreeEthyl CelluloseCarprofenSucralose Gel CupsMicroCT Scans3D Reconstructions

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Kenyon, E., Zaluzec, E., Powell, K., Volk, M., Chakravarty, S., Hix, J., Kiupel, M., Shapiro, E. M., Sempere, L. F. X-Ray Visualization of Intraductal Ethanol-Based Ablative Treatment for Prevention of Breast Cancer in Rat Models. J. Vis. Exp. (190), e64042, doi:10.3791/64042 (2022).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image