Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tavoitteet

Olemme kehittäneet asiaa prekliinisissä malli liittyy tiettyyn vantamismenetelmää omistettu onkopsykologista farmakologisissa tutkimuksissa hiirillä.

Materiaalit ja menetelmät

optimoitu sekä eläinmallissa ja ultraääni kuvantamisen menettely seurata pituussuunnassa keuhkojen kasvaimen kasvua hiirissä. Lisäksi ehdotimme mitata jonka photoacoustic kuvantamisen Kasvaimensisäinen hypoksiaa, joka on ratkaiseva kriteeri vastaa vastustuskyky hoitoja. Lopuksi vertasimme ultraääni dataa röntgen- mikro tietokonetomografia ja tilavuuden mittaukset validoida merkitystä tämän lähestymistavan NCI-H460 ihmisen potilaalle tehdä keuhkojen kasvain.

Tulokset

Tämä tutkimus osoittaa kyky ultraääni kuvantaminen havaita ja seurata

in vivo

potilaalle tehdä keuhkojen kasvaimen kasvua korkean erotuskyvyn ultraäänikuvauksessa. Tämän lähestymistavan ansiosta voimme luonnehtia keskeiset biologiset parametrit kuten hapetus, perfuusiotilasta ja vaskularisaatiota kasvaimia.

Johtopäätös

Tällainen kokeellinen lähestymistapa ei ole koskaan raportoitu aikaisemmin, ja se tarjoaisi nonradiative työkalu arviointi syövänvastainen terapeuttinen teho hiirillä. Ottaen huomioon, ultraäänen puuttuessa etenemisen kautta keuhkoparenkyymistä, tämä strategia edellyttää implantaatiota kasvainten tiukasti sijaitsee pinnallinen takaosan keuhkoissa.

Citation: Raes F, Sobilo J, Le Mée M, RETIF S, Natkunarajah S, Lerondel S, et ai. (2016) High Resolution Ultraääni ja Photoacoustic kuvantaminen Orthotopic Lung Cancer in Hiiret: New Perspectives for Onco-farmakologian. PLoS ONE 11 (4): e0153532. doi: 10,1371 /journal.pone.0153532

Editor: Bernhard Ryffel, Ranskan kansallisen tieteellisen tutkimuksen, FRANCE

vastaanotettu: 2. helmikuuta 2016 Hyväksytty: 30 maaliskuu 2016; Julkaistu: 12 huhtikuu 2016

Copyright: © 2016 Raes et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Data Saatavuus: Kaikki asiaankuuluvat tiedot ovat paperi- ja sen tukeminen Information tiedostoja.

rahoitus: kirjoittajat eivät tuki ja rahoitus raportoida.

kilpailevat edut: kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä olemassa.

1. Johdanto

Koska keuhkosyöpä on edelleen suurin syy syöpään liittyvät kuolemat, on tarpeen kehittää tarkempia ja ennakoivaa prekliinisissä protokollia ja asiaan syöpä malleja. Orthotopic keuhkosyöpä malleissa on se etu, että lisää ennustavaa koskien kliinistä merkitystä, mukaan lukien kyky primaaristen kasvainten kehittää spontaanisti etäpesäkkeitä, mutta myös lisää ennustavaa koskevat terapeuttisen vasteen. Toteuttaminen ja etsintä tällaisten potilaalle tehdä mallien avulla voimme parantaa ymmärrystä biologian syövän tulkita prekliinisissä

in vivo

tulokset ihmisillä, erityisesti mahdollisten hoitovasteen syöpälääkkeiden. Joissa otetaan huomioon useamman edustavan parametreja kliinisissä tilanteissa, erityisesti hypoksian, ovat erittäin kiinnostavia vauhdittaa innovointia uusien syöpähoitojen [1-3].

Yksi tärkeä tekijä onkologian on kasvaimen tilavuuden arviointi ennen, mutta myös aikana hoitojen [4]. Kliinisessä ympäristössä, keuhkojen kasvain mittaukset pääasiallisesti suoritetaan X-ray tietokonetomografia (CT) [5]. Keuhkojen prekliininen onkologian, kuvantaminen tavoitteena on parantaa tarkkuutta määrittämiseksi määriä, ilman säteilytystä vaikutuksia tai häiriöitä anti-tuumorivaste.

Kiitos teknologinen kehitys sekä röntgen lähteistä ja ilmaisimet, CT omistettu pieneläinten kuvantaminen tarjoaa Saharan millimetric resoluutio joten tämä työkalu tehokas karakterisointiin keuhkojen kasvain määriä. Kuitenkin saama säteilyannos kasvaimiin edelleen rajoitus, varsinkin kun tutkimus vaatii toistuvaa tentit [6].

Bioluminescence kuvantaminen (BLI) sai aikaan vallankumouksen prekliinisissä onkologian tutkimukseen mutta tämä menetelmä antaa määrällistä tietoa kasvaimen leviämisen ilman mahdollisia mitoitus. Koska BLI riippuu aineenvaihdunta, se ei ole luotettava, kun kasvaimet tullut hypoksinen [7].

Kliinisissä käytäntöjä, keuhkojen ultraääni (US) on saamassa suosiota keskuudessa lääkärit ja siitä on tullut tärkeä väline tehohoitoa hallinta [8,9]. Kuitenkin koskien ihmisen keuhkojen onkologia, ei ole mahdollista käyttää Yhdysvaltain paitsi invasiivisia tähystys syövän nodules ja imusolmukkeiden [10,11]. Tärkein rajoitus tähystys ja ultraääni on havaitseminen näiden kyhmyjä jos läheisyyttä koetin ei ole tarpeeksi lähellä. Tämä yhteys rajoitus johtuu puuttumisesta Yhdysvaltain etenemisen kautta keuhkoparenkyymistä takia ilma.

Päinvastoin, prekliinisen korkean resoluution Yhdysvaltain ja photoacoustic kuvantaminen (PAI) ovat lupaavia yksityiskohtaiset tutkia keuhkojen taudin etenemiseen ja hypoksia vastaavasti mutta ottaen huomioon erityiset rajoitteet USA, kiinnittymisestä kasvaimia pinnallinen taka keuhkoalueessa tarvitaan.

suuri solu NCI-H460 potilaalle tehdä keuhkokarsinoomamallissa että päätimme parantaa, perustuu tutkimuksen Gagnadoux

et al

. [12], joka johtaa kasvuun yksinäinen keuhkonsisäistä kyhmy lähellä taka diaphragmatic pintaan.

Tässä suosittelemme tarkentamaan tällaisen onkopsykologista farmakologian protokollaa translaationäkökulmasta välttää samalla fyysinen US rajoitusten avulla keuhkojen kasvain etsintä. Tässä pitkittäinen tutkimuksessa arvioitiin potilaalle tehdä keuhkojen kasvainten hiirissä

in vivo

3D Yhdysvalloissa ja myös hypoksinen kasvaimen tila PAI. Lisäksi vertasimme tietojamme eri kuvantamismenetelmiä, jonka tarkoituksena on vahvistaa tätä uutta lähestymistapaa.

2. Materiaalit ja menetelmät

2,1 Ethics lausunto

Kaikki samaa eläintä tehtiin mukaisesti eurooppalaisten eettisten ohjeiden (EU: n direktiivien 2010/63 /EU) ja hyväksyttiin alueneuvoston Animal Care ja etiikka eläinkokeissa (C2EA-03 Comité d’éthique en kokeilua animale Campus CNRS d’Orléans).

2.2 Cell Culture

NCI-H460-luc2 ihmisen keuhkosyövän solulinjaa saatiin Perkin Elmer (Ranska). Tämä tasyöpäsolulinja säilyi mukaan toimittajan ohjeiden.

2.3 Eläimet

Patogeenittomia 6-8 viikkoa vanhat naaraspuoliset nude Balb /c-hiiriä ostettiin Charles River Laboratories (Ranska) . Hiiriä sopeutetaan 7 päivää laboratoriossa ennen kokeilua ja pidettiin steriloitu suodatin-pysähtyi häkeissä sisällä hallitusti ilmanvaihto telineeseen (USA), jolla on pääsy ruoan ja veden

halun

. Ne tutkittiin päivittäin kliiniset merkit, tuskaa, vähentynyt fyysinen aktiivisuus ja punnittiin 3 kertaa viikossa.

2.4 Ihon alle ja sisäiset Keuhkoputken Cell Vieraslajisiirteen

Ihmisen keuhkosyöpä ksenograftien NCI-H460-luc2 solut perustettiin Balb /c nude-hiirissä. Ensin suoritetaan ihonalaista istutusta saadakseen vertailutietojen mittausmenetelmät vakio olosuhteissa niin, että 10 hiiret nukutettiin hengittämällä 1,5% isofluraania ilmalla (Isoflo

®, AXIENCE SAS, Ranska) ja ympättiin eri kasvaintaakat (joko 1×10

5 2.5×10

6 kasvainsolujen 100 ui PBS) selkäpuoli kylkeen. Sillä potilaalle tehdä istutusta, 24 hiiriin istutettiin (1.25×10

5 tai 2.5×10

5 kasvainsolujen 25 ui PBS) käyttäen 1.9F × 50cm tylpän pään pii katetri työnnetään keuhkoputken kautta laryngoskoopin (S1A Fig ). Tämä herkkä menettely saada pinnallinen soluun deposition osaksi takaosan alemman koru kautta tärkein keuhkoputken vaatii interventionaalisen kuvantaminen. Asento radio-läpinäkymätön katetri tarkistetaan tasomainen radiografian (Faxitron-yksikköön MX20, Faxitron-yksikköön X-ray Corp, USA) (S1B kuvio) sitten todellinen kerrostuminen 99mTc-leimatun kasvainsoluihin ohjataan Single Photon Emission Tietokonetomografia (Nano Spect CT , Mediso, Unkari), (S1C kuvio).

2.5 tietokonetomografia

Hiiret nukutettiin 1,5% isofluraania ja sijoitettiin sängyssä vatsallaan. Kasvaimen mittauksia, tietokonetomografia suoritettiin käyttäen pieni eläin Imager (tutkia CT 120, Trifoil Imaging, USA) ulkoisella hengityselinten gating laite (BIOVET, USA). Jotkut hiirille annettiin suonensisäinen injektio verisuonten varjoaineen eXIA160

™ (Binitio Biomedical, Kanada). Tuumoritilavuudet saatiin manuaalisesti rajattu katteet kasvainten sagittaalista osien CT-kuvia käyttäen Microview analyysi + 2,3 ohjelmisto.

2,6 Bioluminescence Imaging

BLI suoritettiin kerran viikossa, kunnes tutkimuksen loppuun ( päivä 28) käyttäen IVIS-Lumina II (Perkin Elmer, Ranska) tuottaa pseudo-värinen kuva edustaa valon voimakkuutta ja päällekkäin harmaaskaala viittaus kuvan. Jokainen hiiri oli IP ruiskutettiin 100 mg /kg lusiferiinin kaliumsuola (Promega, Ranska). Hiiret nukutettiin 1,5% isofluraania sijoitettiin termostaattiohjattu pad (37 ° C) aikana kuvantamisen. Hankinta laatikointi ja kesto oli asetettu riippuen kasvaimen aktiivisuudesta. Signaalin voimakkuus oli määrällisesti koko vuon (fotonit /sekuntia) sisällä ROI piirretty käsin ympäri kasvaimen alueelle käyttäen Living Image 4.0 ohjelmisto (Perkin Elmer, Ranska). Summa signaaleja altis ja saamaton kannat pidettiin kullekin hiirelle.

2,7 Ultraääni ja Photoacoustic Imaging

Hiiret nukutettiin 1,5% isofluraania pantiin termostaatilla lämpötyyny makuuasento kanssa tassut teipattu yli EKG-elektrodit kiinnitetään pöytään. Hengitysteiden gating oli peräisin EKG. Väritön vesipitoinen lämmennyt ultraääni geeli (Supragel

®, LCH, Ranska) ilman ilmakuplia levitettiin ihon ja anturin. Kasvaimet kuvaamisen kanssa VisualSonics Vevo

®LAZR System (FUJIFILM VisualSonics Inc, Kanada). 3D skannaa US kuva tallennetaan digitaalisesti. Kasvain alue koronan tasoissa mitattiin manuaalisesti rajattu marginaaleja käyttämällä Vevo

®LAB 1.7.2 ohjelmisto. Sitten ohjelmisto lasketaan vastaava tilavuus kunkin koronan siivu. Sillä hypoksia arvioinnit, kasvaimet tutkittiin PAI kanssa OxyHemo-tilassa siten, että keskiarvot SO

2 määritettiin ja vastaavat hypoksinen volyymit dokumentoitu. Kasvain perfuusiotilasta ja VEGFR2 ilmaisun arvioitiin varjoainetta ultraäänellä (CEUS) kuvantaminen seuraava IV injektion (häntälaskimoon) on Vevo MicroMarker

™ ja Target-Ready MicroMarker

™ yhdistettynä joko anti-VEGFR2 tai isotyyppikontrollilla aineita ( eBioscience, USA). Tutkimusohjelmaa suoritettiin tuhoaminen-täydennystä sekvenssit. Tiedot käsiteltiin kanssa VevoCQ

™ ohjelmistoa. Keskeisenä jonka arvoksi tulee kunnioittaa tarkkaa 3D US hankinta on asemointi anturin (S2A kuvio). Yhdysvaltain palkki on suunnattava keuhkojen kasvain paras kulma mahdollinen, jotta koko kasvain voidaan havaita aikana hankinta. Läsnäolosta huolimatta esineitä ja varjojen takia kylkiluut, kun kulman muuttaminen anturin on mahdollista valita tehokkain paikannus anturia, joka mahdollistaa havaitsemisen. Minimikoko kasvaimia, jotka voidaan havaita on 1 mm halkaisijaltaan, mutta suurempi kasvaimen koko, vähemmän esineitä kylkiluut vaikutusta kasvaimen havaitsemiseen. Muuntimia, joilla on keskeinen taajuus 21MHz ja 40MHz, käytettiin B-tilassa kuvantaminen suuria ja pieniä kasvaimia vastaavasti. PAI suoritettiin 21MHz anturin.

2,8 Teurasuhriin and Organ poistaminen

Hiiret nukutuksessa tapettiin katkaisemalla kaula ja kasvaimet kerättiin kustakin eläimestä välittömästi

ex vivo

arviointeja. Sen arvioimiseksi tarkkuutta

in vivo

Yhdysvalloissa mittauksia, kasvaimet kerättiin lopussa tutkimuksen (päivä 28) ja oli kuvattu

ex vivo

3D Yhdysvalloissa. Omistettu levy täynnä ultraääni geeli pystyimme mitata kasvainten tarkasti, välttäen liike kerättyjen kudosten johtuu liikkeen USA anturin aikana 3D hankinta (S2B kuvio).

2,9 Volumetric Mittaukset

Kasvaimet leikeltiin varovasti upotettiin sitten sopivassa valmistui sylintereihin täynnä vettä. Määriä arvioitiin mittaamalla veden paino poistetaan sylinteristä tehdä koveran meniskin säädettiin yläreunan lähtötilanteen mittamerkistä (S2C kuvio). Nämä mittaukset suoritettiin kolmena rinnakkaisena.

2,10 Tilastollinen analyysi

Tilastollinen analyysi suoritettiin käyttämällä GraphPad Prism-ohjelmiston versiota 5.0 (GraphPad, USA). Korrelaatio kaavioita ja R potenssiin kertoimet saatiin epälineaarisella regressiolla.

3. Tulokset

3.1 validointi Tekniikat Kasvain Volume mittaukset Ihon alle mallit

arvioimiseksi luontainen tarkkuus kunkin liikennemuotojen määrittää kasvainten, ihonalaista kasvain mallin avulla voimme välttää häiritsevät maksuja kuten hengitysteiden liikkeet ja tunnettujen liittyviä ongelmia Yhdysvaltain rinnassa tentit. Tulosten vertailu saavutettiin ihonalaisesta kasvainten koot vaihtelevat 15 700mm

3. Korrelaatioanalyysin välillä US mittausten saavuttaa

in vivo

Vs

ex vivo

(R

2 = 0,94), Vs CT (R

2 = 0,93), tai kasvaimen paino (R

2 = 0,98) ja tilavuuden arvioinnit (R

2 = 0,96) selvästi validoitu kyky Yhdysvaltain ja TT protokollat ​​saavuttaa tarkka määrittäminen kasvainten (kuvio 1).

epälineaarinen regressio tietojen pisteet kerätään potilaalle tehdä ihonalainen kasvain (n = 10 eläintä). Korrelaatiokerroin R neliö annetaan alas oikealle kunkin kaavion.

3.2 Valvonta Kasvaimen soluistutusryhmä

Ihon alle kasvaimia, kaikki 10 ksenosiirrettyjä Eläimiä ilmoittautunut arviointi kasvaimen koot määritetään eri mittausmenetelmät. Sillä potilaalle tehdä keuhkokasvaimia, seitsemän päivää sen jälkeen siirteen kasvaimen kasvua varmistettiin BLI (S1D kuvio), joko vasemmalle tai oikealle keuhko. Perustuen BLI intensiteetti, 12 hiiriä kasvaimen aktiivisuus vaihtelee 7.45×10

5 8.55×10

7 fotonit /sec valittiin tutkimukseen.

3.3 Arvio Kasvain volyymit Lung by

in vivo

US Imaging

Kuten ihmisen keuhkojen Yhdysvalloissa, havaitsimme esineitä keuhkopussin linjan vuoksi sen kaikuisuuden. Kuten että valkoiset nuolet (kuvio 2A), keuhkopussin viiva ilmestyy kirkas, koska se on kasvanut ultraääni harkinta rajapinnassa keuhkopussin ja terve keuhko. Huomasimme liikkumaton säännöllisin välein hyperechogenic linjat, nimetty linjat, jotka ovat toistoa esineitä keuhkopussin linjan. Katko keuhkopussin ja A linjat antanut meille mahdollisuuden tunnistaa keuhkojen kasvain varmuudella, jopa alkuvaiheessa (Kuva 2B). Tyypillinen artefakti havaitaan alle keuhkojen kasvain, kuten kirkas varjo vastaa kohtauspaikka kasvaimen ja terveen keuhkojen parenchyma, pystyimme tunnistamaan kasvain marginaaleja. Tämä taka parannus selittää eron ultraäänen nopeuden välillä kasvain ja keuhkoparenkyymistä.

(A) (B) Detection keuhkotuumoreiden by High Resolution ultraääni Imaging. (A) 2D B-Mode hankinta terveellä keuhkojen hiiren. Pystysuora valkoinen nuolet huomauttaa keuhkopussin linja. Pystysuora keltainen nuolet vastaavat linjat, jotka edustavat heijastusvaikutukset keuhkopussin linjan. (B) on 2D B-Mode Ultraääni kuvantaminen keuhkojen joilla on Maailman potilaalle tehdä NCI-H460luc kasvain (2.8mmx2.4mm), pystysuora punaiset nuolet huomauttaa marginaalit kasvain, korostettu tyypillinen kirkas varjo artefakti. Olemme myös huomautus valkoinen ja keltainen nuolet osoittavat keuhkopussin viiva ja A linjat vastaavasti. (C) 2D 3D Ultraääni B-tilassa kuvantaminen keuhkojen kasvain hiiren. Punainen alue vastaa keuhkojen kasvain rintaonteloon hiiren. Punainen ruudukko vastaa kasvaimen saatu jäljittämällä marginaalien kummallakin 2D B-mode siivuja 3D hankinnasta. (D) arviointi kasvaintaakka kanssa BLI (vasemmalla) ja Yhdysvalloissa (oikea), tiedot esitetään keskiarvona ± SEM ja analysoitiin tilastollisesti. Kaksisuuntainen toistuva-mitta varianssianalyysi seurasi Bonferroni jälkeinen testejä käytettiin datan ajan tietenkin. Erot katsottiin merkitsevä p 0,05. Vasen: Signaalin voimakkuus

in vivo

pituus- seurantaa kasvaimen lisääntymisen BLI seuraavan laskeuman 1.5×10

5 tai 2.5×10

5 kasvainsolujen (fotonit /s). Oikea:

In vivo

kasvainten mitattuna Yhdysvaltain kuvantamisen avulla anturi asennettu 3D moottori, vertaamalla kasvaimen kasvua 2 eri kasvaintaakat (mm

3). Tulokset edustavat keskiarvoa ± SEM (n = 5 eläintä kohden ryhmiä). (*** P 0,001; **** p 0,0001).

Paikannus anturi sopivassa kulmassa teki mahdolliseksi tallentaa peräkkäisiä 2D kuvaa, jossa on askelmoottorin 3D yritysostoja. Käsitellyt tilavuudet näytetään punaisena ruudukon (kuvio 2C).

Kun verrataan Yhdysvaltain kasvainten kaksi erilaista ryhmää keuhkotuumoreiden, BLI näytteillä hyvin erilaista evoluutiosta (kuvio 2D). Ensimmäisessä ryhmässä (1.25×10

5cells), BLI kasvoi asteittain, kunnes päivä 21 jälkeen pysyi ennallaan kun taas Yhdysvaltain määrätietoisesti kasvoivat koko tutkimuksen. Toisessa ryhmässä (2.5×10

5cells), jatkuva volyymin kasvua määräytyy USA oli aivan erilainen kuin BLI malli näytteille voimakas regressio päivästä 14 päivään 21, sitten pysähtyminen.

In vivo

Yhdysvalloissa seurata keuhkotuumoreiden pystyimme mitata kasvainten tarkasti ja korostettiin merkittäviä eroja kasvukäyrät kahdesta alkuperäisestä kasvaintaakat.

3.4 Vertailu Tekniikat kasvain Volume mittaukset in Keuhkot

lopussa tutkimuksen (päivä 28), ilman varjoainetta CT suoritettiin tarkoituksena vertailla tietoja USA ja CT. 3D käyttövalmiiksi määriä tervettä keuhkot ja kasvaimia käsiteltiin (kuvio 3). Isosurfaces terveiden keuhkojen saatiin automaattisen segmentoinnin taas kasvainten juomaeriä manuaalinen rajauksen 2D viipaleiksi.

3d-mallinnus CT etu- ja taka rekonstruktiot, käsittelyn jälkeen kasvaimen rajaamista 2D siivuja koronaali- edestä tai sagittaalinen tasossa. Terve keuhkoparenkyymistä on sininen taas kasvain on keltaisella.

korrelaatio analyysi saatuja tietoja kunkin menetelmällä potilaalle tehdä keuhkotuumoreita raportoidaan kuviossa 4. Vertasimme kasvaimet erikokoisia, saadut tiedot

in vivo

ja

ex vivo

US, CT, volumetrinen mitat ja painot. CT tarjoaa tarkan arvion kasvainten verrattuna

ex vivo

US (R

2 = 0,87), kasvaimen paino (R

2 = 0,98) ja tilavuuden mittaukset (R

2 = 0,80).

epälineaarinen regressio tietopisteiden kerätään potilaalle tehdä keuhkojen kasvain (n = 12 eläintä). Nämä kaaviot vertailla korrelaatio 3D US kuvantaminen

in vivo

ja

ex vivo

,

in vivo

3D TT,

ex vivo

tilavuuden mittauksia ja kasvaimen paino.

in vivo

mittausten tulokset osoittavat selvästi brutto korrelaatio käsiteltävien volyymien kanssa

in vivo

Yhdysvalloissa, CT ja kasvaimen paino (R

2 = 0,75). Nämä tulokset eivät heijasta yliarviointiin kasvainten mitattuna Yhdysvaltain tai TT verrattuna kasvaimen painoa. Tällainen korrelaatio havaitaan myös ex vivo Yhdysvaltojen ja tilavuuden mittaukset (R

2 = 0,72 ja R

2 = 0,65 vastaavasti).

3.5 varjoainetehostettujen Ultraääni Power Doppler ja Photoacoustic Imaging

Koska oli mahdollista suorittaa

in vivo

US B-Mode kuvantaminen, kyky mitata eri Yhdysvaltain ja PAI parametreja tutkittiin. Mielenkiintoista huomasimme, että mikro US kuvantamisen ansiosta visualisointi kasvaimen perfuusiotilasta injektion jälkeen MicroMarker

™ varjoainetta (kuvio 5A). Huomasimme hyvin parannettu signaalin vastakohtana lisälaite osoittavat tehokkaan perfuusiotilasta. CEUS kuvantaminen oli tehokkaampi ja herkkä korostamaan verisuonten muodostumista parametrien kuin Power Doppler. Kiitos Virta Doppler (ei injektio varjoainetta tarvitaan), pystyimme tarkkailemaan suurempia aluksia. Koska pienen koon muita aluksia ja panos parametrien kuten hitaasti veren virtausta liikettä, sydämenlyönnit ja hengityksen, visualisointi pienten veri virtaa on haastavaa, vaikka EKG ja hengitys ruiskutus (tuloksia ei ole esitetty).

(a) B-moodi kuva keuhkojen kasvain vastaavien kontrastin kuvan ennen IV injektion Vevo MicroMarker

™. Maksimi-intensiteetin projektio injektion jälkeen MicroMarker

™. (B) B-moodi kuva hypoksinen keuhkojen kasvain vastaaviin OxyHemo photoacoustic kuvia. Kun OxyHemo-Mode, punaiset alueet osoittavat hyvin happipitoista osat kasvain taas sininen ja tummat alueet osoittavat läsnäolo hypoksian. Mitä 3D volyymit, punainen ruudukko vastaa hypoksinen alueen kasvain ja vihreä grid vastaa koko kasvain. (C) B-moodi kuva hyvin happipitoista keuhkojen kasvain vastaaviin OxyHemo photoacoustic kuvat osoittavat puuttuessa hypoksinen ydin.

Mitä PAI, saimme tietoa hapetus asemasta kasvaimia ja oli mahdollista läsnäolon paljastamiseksi hypoksian sisällä kasvaimia ei-invasiivisesti (kuvio 5B). Huomasimme happipitoista alueilla kehän kasvain verrattuna hypoksinen ydin. 3D yritysostot sallittu kvantifiointiin hypoksia ja volyymien molemmille alueille (V

kasvain = 29.4mm

3, SO 2

kasvain = 11,4%; V

hypoksia = 10.2mm

3, SO 2

hypoksia = 0,4%, kaikki luvut annetaan yhtenä arvot kasvaimen kuvassa) (kuvio 5B). On tärkeää huomata, että jotkut hiirten vertailukelpoinen koko kasvainten osoitti hyvin happipitoista kasvain (V

kasvain = 47.3mm

3, SO 2

kasvain = 51,7%, kaikki luvut annetaan yhtenä arvot kasvain kuvassa) (kuvio 5C).

Kohdennetut CEUS pystyimme arvioimaan suhteellista VEGFR2 ilmaisun keuhkokasvaimia. VevoCQ ohjelmisto laski ero kohdistettua Enhancement (DTE) arvot kunkin alueen kohteisiin, sama analyysi valmistui sekä VEGFR2 ja isotyypin kontrollivasta-aineella konjugoituna varjoaineita. Vuodesta muuttujien kuvia alueellista jakautumista sidotun varjoainetta voidaan nähdä selvästi (kuvio 6A ja 6C). Vertailu DTE välillä mikrokuplia merkitty VEGFR2 ja isotyyppikontrollivasta vasta oli merkitsevä (kuvio 6D). Lisäksi hypoksinen alueet määritetään PAI sovitettu tasaisempaa jakautumista VEGFR2 (kuvio 6E).

(A) (C) Parametrinen kuvia alueellista jakautumista varjoaineen kuplia. (A) Isotyyppikontrollit konjugoitu mikrokuplia. (C) VEGFR2 konjugoidun mikrokuplien (Target Ready Vevo MicroMarker

™). (B) Vastaava B-tilassa kuva kasvain. (D) Differential Kohdennetut tehostaminen VEGFR2 ja isotyyppikontrolli konjugoitu mikrokuplat (DTE vastaa erotusta kaiku valtaa sekä kohdennettujen ja vapaa kuplia, ja kaiku virtaa vapaasti kuplia vain). Tilastollinen analyysi suoritettiin Studentin paritonta t-testiä (n = 4 eläintä ryhmää kohti). (**** P 0,001). (E) Vastaava PA kuva korostamalla hypoksinen alueilla VEGFR2 ilmentyy pääasiassa.

3,6 rajoitukset kuvantamismodaliteettien

CT-kuvia iloprostin verisuonten varjoainetta injektiona sallittu rajattu selvästi kasvaimen ympäröiviin kudoksiin (erityisesti maksassa) (kuvio 7A). Päinvastoin, ilman varjoainetta CT suorittaa tälle potilaalle tehdä keuhkosyöpä malli oli vaikeampi analysoida erityisesti suurten kasvainten, mikä vähemmän tarkka määrittäminen kasvaimen tilavuus (kuvio 7B).

(A) 2D CT skannata hiiren jossa on keuhkojen kasvain, kun IV injektio 100 pl sekoitus PBS ja vaikutusten arvioinnin 160, joka on Jodipitoiset verisuonten varjoaine. Määrittely kasvain on näkyvissä molemmissa tasoissa keltainen katkoviivalla. (B) TT lääkäri ei varjoainetta injektiona. Määrittely kasvain on näkyvissä molemmissa tasoissa keltainen katkoviivalla. (C) Pituussuuntainen BLI tutkimus hiiri, jossa on keuhkojen kasvain välillä päivänä 7 ja päivänä 35 (fotonit /sec /cm

2 /steradiaani), kun istuttaminen 1.25×10

5 syöpäsoluja.

Kuva 7C ​​vastaa kehittymistä BLI signaaleja saman eläimen ajan. Nämä tulokset osoittavat, että BLI signaaleja keuhkojen kasvain hajotettiin aikana kasvaimen kasvua, koska kasvu BLI havaittiin jopa päivänä 21 sen jälkeen regressiota havaittiin taas tuumorin tilavuudesta oli edelleen kasvaa (kuvio 2D).

4 . Keskustelu

käyttö prekliinisessä kasvainmallissa antaa meille mahdollisuuden seurata biologisia parametrejä tai kasvaimen kasvun ja tehokkuuden testaamiseksi terapeuttisia aineita. Kokeet kuvataan tässä ovat osoittautuneet hyödyllisyys tarjota tutkijoille uuden kilpailukykyisen tekniikka arvioida potilaalle tehdä keuhkojen kasvaimen kasvua Yhdysvaltain kuvantamisen

in vivo

, joka mahdollistaa ei-invasiivisia ja ei-säteilyn pohjainen tutkimuksiin.

kukin kuvantamislaitteiden käytetty tämän tutkimuksen on etunsa ja haittansa. CT on merkitystä kuva hengityselimiä vuoksi alhaisen tiheyden keuhkojen tilaan [13]. Mitä tulee keuhkosyövän havaitsemista, CT on osoittautunut olevan käyttökelpoinen havaitsemaan keuhkotuumoreita sijaitsee huipun ja hilar alueella, mutta vähemmän tehokkaita kasvaimia lähellä pallea pintaa [14], sillä niitä ei ole toisin kuin alla oleva kudos on vaikea mitata suurempia kasvain määriä ja edellyttää laajaa tuntemusta sekä CT kuvantaminen ja varjoaine eläinten anatomia. Käyttö CT verisuonten varjoaineita, kuten vaikutusten arvioinnin

™, on tarpeen tehdä tarkkoja mittauksia kasvaimen tilavuuden vaikka kasvaimet olivat pieniä ja kasvaa kehän ympäri keuhkoihin. Valitettavasti toistuva käyttö varjoaineen ei suositella onkopsykologista farmakologisten tutkimusten vuoksi mahdolliset vaikutukset kasvaimen kasvuun tai hoitoja. Tärkein rajoittava CT kuvantaminen on potilaan saama säteilyannos kasvaimeen. Itse tässä säteilylle kasvain malli, vaikutus toistuvan kuvantamistutkimuksia (1 per viikko verrattuna 1 per 2 viikkoa, tavanomaisen rinnassa CT tuottaa 38,9 ± 3,9 Gy) kasvaimen kasvuun on merkittävä. Vaikutus annosta kasvaimen leviämisen ja vahva riskien voimistumisen anti-kasvain vaikutus voi vaikuttaa merkitystä on noin tehokkuuden arvioinnista syöpälääkkeiden [6,15,16].

Vaikka BLI on kvantitatiivinen tekniikka hyödynnetään rutiininomaisesti arvioida kasvaimen leviäminen, se on ehdottomasti riippuvainen metabolisia olosuhteet, eli ATP: n ja O

2. Kuten kuviossa 7C, alkuperäisen kasvaimen taakkaa näissä hiirissä oli pieni (1.25×10

5-solut), kuitenkin johtaa muodostumista hypoksinen ytimen ja lasku bioluminescent signaalin. Nämä kasvain hypoksinen olosuhteet ovat kriittisessä vaiheessa pidetään varmistamiseksi merkitystä saatujen tietojen [7,17,18]. Koska sekä BLI ja US ovat ei-invasiivisia, mittaukset suoritettiin pituussuunnassa samassa eläimessä. Tulokset vahvistivat, että määrällistä BLI signaalien keuhkojen on herkkä, ja saadut tiedot tulee käyttää varoen koskien kasvaimen kasvua. Kuitenkin BLI edelleen suuri voimavara alkuvaiheessa tutkimuksia kontrolloida induktion keuhkotuumoreiden ja jakamisen eläinten yhtenäisiin ryhmiin.

Muiden käytettävissä kuvantamismodaliteetit, USA on noninvasive, ei-säteilevä, ei välttämättä edellytä varjoaineita ja siten etuna on nopea, halpa ja minimaaliset vaikutukset tutkittujen prosessia. Lisäksi tämä menetelmä ei kuulu häiriöitä johtuen ulkonäön hypoksian. Koska muoto kasvaimia ei ellipsoidille 3D yritysostoja olivat tarpeen mitata määriä. Yhdistettynä korkean resoluution US kuvantaminen, PAI on reaaliaikainen noninvasive ja määrälliset kuvantamismodaliteetin tutkimiseen kasvaimen hypoksia ja heterogeenisuus. SO

2 kartoitus voidaan suorittaa ansiosta erot optisen absorption välillä happipitoista ja hapetonta hemoglobiini [19]. PAI, jossa yhdistyvät korkea optinen absorptio toisin ultraääni korkea resoluutio, tarjoaa sekä anatomiset ja funktionaaliset tiedot. Onkologiassa lukuisat parametrit on arvioitava kasvaimia, siksi tämä Multimodaalisuuden on varsin tarkoituksenmukaista seurata terapeuttisen vasteen tai taudeista. Kuitenkin johtuen rajoittamisesta Yhdysvaltojen etenemisen kautta keuhkoparenkyymistä, käännös kliinisiin tutkimuksiin ei voida pitää.

Kiitos ultraääni molekyylikuvantamisen, oli mahdollista arvioida ilmaisun ja alueellista jakautumista VEGFR2 kohdistettujen mikrokuplia verrattuna mikrokuplia leimattu isotyyppikontrollivasta aineita. Erot akustiset kaiut välillä vapaa kuplia ja ne liittyvät molekyylikohteena ovat keskeinen piirre helpottaa syrjintään [20]. Tämä avaa mielenkiintoisia näkökulmia luonnehtia muutoksia molekyylitasolla [21] ja tutkimukset kohdistettuja hoitomuotoja [22], erityisemmin antiangiogeenisestä pohjautuvat anti-VEGFR-hoitoja [23].

Yhteenvetona me kuvattiin ensimmäistä kertaa Photoacoustic ja Ultraääni kuvantaminen pienmärehtijöissä potilaalle tehdä keuhkojen kasvaimen kasvua ja arvioida avain biomarkkerit kuten hypoksiaa tai VEGFR2 ilmaisun

in vivo

. Hypoksia on merkittävä parametri osallisena keuhkojen kasvain vastarintaa kohti radio- ja chemotherapies. Saat henkilökohtaista lääketiedettä, hypoksia voidaan arvioida PET merkkiaineita merkitty

18Fluorine [24,25] ja chemotherapies omistettu hypoksinen kasvaimia on jo sisällytetty faasin III kliinisissä tutkimuksissa [26,27]. Tämä medium /high throughput validoitu kuvantaminen resurssi olisi hyvin mielenkiintoista pitkittäin seurata sekä kasvaimen kasvua ja hypoksinen tilan eläimissä testattaessa tehoa uuden syöpähoitoihin. Tämä vältetään vaara häiriintymisen syövän etenemisen verrattuna muihin kuvantamismenetelmiä kuten BLI ja CT.

Kun otetaan huomioon sen kyky tarjota korkean resoluution molekyylikuvantamisen, on mahdollista kuvitella ylimääräistä voimakas soveltamista PAI sisäisten kasvainten mikro-biologista jakaantumista terapeuttisten aineiden, kuten monoklonaalisia vasta-aineita [28].

tukeminen Information

S1 Kuva. Orthotopic keuhko kasvaimen istutuksen ja arviointi engraftmentissa.

(A) kaaviossa edustaa reitin rokotus. Katetri työnnetään syvälle keuhkoputken kautta henkitorven, niin että tuumori kasvaa alemman lohkoa keuhkoihin, lähellä posterior kalvon pinnalle. (B) in vivo-ohjattu katetrin asemointi tasomainen X-ray suoritetaan, jotta voidaan välttää kiinnittymisestä väärässä paikassa. (C1) valvonta tarkkuuden solun laskeuman syvälle keuhko- SPECT /CT kuvantaminen 99Tcm-leimattuja soluja. (C2) sagittaalinen kuva osoittaa sopiva paikka, klo takaosan keuhkoissa.