نموذج ما بعد الاستئصال لانتكاس الورم الأرومي الدبقي لفحوصات الهيدروجيل العلاجية
Summary
ينشئ البروتوكول الحالي نموذجا للانتكاس بعد الاستئصال للورم الأرومي الدبقي (GBM) باستخدام الفحص المجهري للتحقيق في التأثير العلاجي لهيدروجيل قابل للحقن ومستجيب بيولوجيا في الجسم الحي.
Abstract
تكرار الورم هو عامل مهم يدل على سوء التشخيص في الورم الأرومي الدبقي (GBM). تحاول العديد من الدراسات تحديد استراتيجيات علاجية فعالة لمنع تكرار GBM بعد الجراحة. كثيرا ما تستخدم الهلاميات المائية العلاجية المستجيبة بيولوجيا القادرة على الحفاظ على الأدوية التي يتم إطلاقها محليا للعلاج المحلي ل GBM بعد الجراحة. ومع ذلك ، فإن البحث محدود بسبب عدم وجود نموذج مناسب لانتكاس GBM بعد الاستئصال. هنا ، تم تطوير نموذج الانتكاس بعد الاستئصال GBM وتطبيقه في تحقيقات الهيدروجيل العلاجية. تم بناء هذا النموذج بناء على نموذج GBM داخل الجمجمة ، والذي يستخدم على نطاق واسع في الدراسات على GBM. تم إجراء استئصال المجموع الفرعي على ماوس نموذج GBM داخل الجمجمة لتقليد العلاج السريري. تم استخدام الورم المتبقي للإشارة إلى حجم نمو الورم. هذا النموذج سهل البناء ، ويمكن أن يحاكي بشكل أفضل حالة الاستئصال الجراحي GBM ، ويمكن تطبيقه في دراسات مختلفة حول العلاج المحلي لانتكاس GBM بعد الاستئصال. نتيجة لذلك ، يوفر نموذج الانتكاس بعد استئصال GBM نموذجا فريدا لتكرار GBM لدراسات العلاج المحلية الفعالة للانتكاس بعد الاستئصال.
Introduction
الورم الأرومي الدبقي (GBM) هو الورم الخبيث الأكثر شيوعا بين جميع سرطانات الجهاز العصبي المركزي 1,2. الجراحة هي علاج الخط الأول للمرضى الذين يعانون من GBM ، والإشعاع الكيميائي هو العلاج المساعد الرئيسي بعد الجراحة. ومع ذلك ، غالبا ما يتطور تكرار الورم في غضون 3-6 أشهر في معظم مرضى GBM مع علاجات مختلفة3،4،5. وبالتالي ، هناك حاجة ملحة لتطوير استراتيجيات علاج أكثر فعالية لمنع تكرار GBM.
ركزت الدراسات الحديثة على GBM بشكل أساسي على الأورام الأولية بدلا من الأورام المتكررة6. ومع ذلك ، فإن المشكلة الأكثر شيوعا التي تحتاج إلى حل في العيادة هي كيفية منع تكرار GBM بعد الجراحة. لذلك ، يحتاج البحث عن تكرار GBM بعد الجراحة إلى مزيد من الاهتمام. الهلاميات المائية العلاجية المستجيبة بيولوجيا هي الناقل الأكثر شيوعا المستخدم في الدراسات حول تكرار الورم بعد الجراحة 7,8. ومع ذلك ، نظرا للهيكل الخاص للجهاز العصبي المركزي ، من الصعب تطوير نموذج مناسب لانتكاس GBM بعدالاستئصال 9 ، وهو أمر بالغ الأهمية لدراسة تكرار GBM.
ولدت هذه الدراسة نموذجا محسنا لانتكاس GBM بعد الاستئصال بناء على نموذج GBM داخل الجمجمة التقويمي المستخدم في البحث عن GBM الأولي. في هذا النموذج ، تتم إزالة معظم الأورام عن طريق الجراحة بالفحص المجهري ، ويتم الكشف عن الورم المتبقي عن طريق التصوير الحيوي في الجسم الحي وتلطيخ الهيماتوكسيلين ويوزين (H&E). يحاكي هذا النموذج حالة استئصال مرضى أورام المخ ويمكن استخدامه في دراسات مختلفة حول انتكاس GBM.
Protocol
Representative Results
Discussion
تظل الجراحة الخيار الأول لمعظم مرضى GBM11. نظرا لخاصية النمو الغازي ل GBM ، لا يزال هناك عدد صغير من الخلايا السرطانية بعد تقنيات جراحة الأعصاب الدقيقة ، مما يؤدي إلى تكرار الورم في نهاية المطاف12. أصبحت كيفية منع تكرار GBM بعد الجراحة محور الأبحاث المتعلقة ب GBM. ومع ذلك ، نظرا للبنية التشريحية المعقدة لأنسجة المخ ، أصبح بناء نموذج GBM مناسب بعد العملية الجراحية هو المشكلة الأساسية التي يجب حلها في هذا المجال.
طورت هذه الدراسة نموذج الانتكاس بعد الاستئصال GBM. في عملية بناء هذا النموذج ، يعد بناء نموذج GBM داخل الجمجمة أمرا بالغ الأهمية. بعد تطوير هذا النموذج بنجاح ، يجب إجراء الاستئصال في الوقت المناسب. الوقت الموصى به هو عندما تكون قيمة مضان حجم الورم حوالي 6.5 × 105. للحد من وفيات الفئران ، تم إجراء الاستئصال تحت التخدير باستخدام 40 مغ / كغ 1٪ من الصوديوم بنتوباربيتال عن طريق الحقن داخل الصفاق. ومع ذلك ، كان من الصعب إجراء الاستئصال ، وغالبا ما تحركت الفئران بسبب الجرعة الصغيرة من المخدر. على هذا الأساس ، تمت زيادة جرعة المخدر إلى 50 مغ / كغ. بعد زيادة جرعة التخدير ، اختفت الاستجابات أثناء العملية للفئران ، وتم إجراء الاستئصال بنجاح. يمكن أيضا استخدام غاز الأيزوفلوران في هذا البروتوكول.
في هذه الدراسة ، تم استخدام خلايا GL261-Luci لتطوير النموذج. لذلك ، يجب استخدام المزيد من خطوط خلايا GBM للتحقق من صحة البروتوكول في المستقبل. لجعل البروتوكول أكثر إقناعا ، يجب استخدام نماذج مختلفة من الماوس GBM ، مثل نماذج الماوس GBM المعدلة وراثيا. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون التصوير بالرنين المغناطيسي أفضل وسيلة للكشف عن تكرار الأورام بعد الجراحة.
باختصار ، في هذا العمل ، تم تطوير نموذج الانتكاس بعد الاستئصال GBM. في هذا النموذج ، تتم مراقبة تكرار الورم من خلال تقييم نمو الورم المتبقي بعد الاستئصال. على الرغم من أنه لا يمكن اعتبار هذا النموذج يحاكي تكرار الورم تماما ، إلا أن أسلوب الاستئصال في هذا النموذج يشبه معيار الجراحة الآمنة القصوى في العلاج السريري لمرضى GBM. يوفر هذا العمل طريقة ملائمة ومجدية لبناء نموذج ما بعد الانتكاس GBM ويمثل تقدما في مجال البحث حول الانتكاس بعد استئصال GBM.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من خلال منح المشروع من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82071767 و 82171781).
Materials
| Gentian violet | Sigma | C6158 | |
| GL261-Luci | Shanghai Zhong Qiao Xin Zhou Biotechnology Co.,Ltd. | ZQ0932 | |
| In vivo bioluminescent imaging system | Tanon | Tanon ABL X6 | |
| Laboratory animal shaver | Beyotime Biotechnology | FS600 | |
| Mice | Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd. | ||
| Micro curette | Belevor Medical Co.,Ltd. | ||
| Micro scalpel | Belevor Medical Co.,Ltd. | ||
| Microscope | Shanghai Xiangfan Instrument Co., Ltd | JSZ5A/B | |
| Microsyringe | Hamilton | 87943 | |
| Mini cranial drill | RWD | 78001 | |
| Nonabsorbable surgical suture | Shanghai Yuyan Instruments Co.,Ltd. | ||
| Pentobarbital sodium | ChemSrc | 57-33-0 | |
| PVA-TSPBA hydrogel | Aladdin | 9002-89-5 | |
| Stereotaxic apparatus | RWD | 68043 |
References
- Lim, M., Xia, Y., Bettegowda, C., Weller, M. Current state of immunotherapy for glioblastoma. Nature Reviews Clinical Oncology. 15 (7), 422-442 (2018).
- Wang, X., et al. In situ targeting nanoparticles-hydrogel hybrid system for combined chemo-immunotherapy of glioma. Journal of Controlled Release. 345, 786-797 (2022).
- Binder, Z. A., O’Rourke, D. M. Glioblastoma: The current state of biology and therapeutic strategies. Cancer Research. 82 (5), 769-772 (2022).
- Kauer, T. M., Figueiredo, J. L., Hingtgen, S., Shah, K. Encapsulated therapeutic stem cells implanted in the tumor resection cavity induce cell death in gliomas. Nature Neuroscience. 15 (2), 197-204 (2011).
- Jiang, X., et al. Nanoparticle engineered TRAIL-overexpressing adipose-derived stem cells target and eradicate glioblastoma via intracranial delivery. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (48), 13857-13862 (2016).
- Quail, D. F., Joyce, J. A. The microenvironmental landscape of brain tumors. Cancer Cell. 31 (3), 326-341 (2017).
- Zhang, J., et al. Immunostimulant hydrogel for the inhibition of malignant glioma relapse post-resection. Nature Nanotechnology. 16 (5), 538-548 (2021).
- Ruan, H., et al. A dual-bioresponsive drug-delivery depot for combination of epigenetic modulation and immune checkpoint blockade. Advanced Materials. 31 (17), 1806957 (2019).
- Louveau, A., et al. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. 523 (7560), 337-341 (2015).
- Sun, S., et al. Immunostimulant in situ hydrogel improves synergetic radioimmunotherapy of malignant glioblastoma relapse post-resection. Advanced Functional Materials. 32 (43), 2205038 (2022).
- Liu, D. K., Sulman, E. P., Wen, P. Y., Kurz, S. C. Novel therapies for glioblastoma. Current Neurology and Neuroscience Reports. 20 (7), 19 (2020).
- Mellinghoff, I. K., Cloughesy, T. F. Balancing risk and efficiency in drug development for rare and challenging tumors: A new paradigm for glioma. Journal of Clinical Oncology. 40 (30), 3510-3519 (2022).
