Αφηρημένο

Σκοπός

Για να διερευνηθεί η χρησιμότητα μιας απεικόνισης λιποσωματικής ιωδιούχου σκιαγραφικού παράγοντα νανοσωματιδίων και αξονική τομογραφία (CT) για το χαρακτηρισμό του πρωτογενούς οζίδια σε γενετικά μοντέλα ποντικών του μη-μικροκυτταρικού καρκίνο του πνεύμονα

Μέθοδοι

Πρωτοβάθμια καρκίνοι του πνεύμονα με μεταλλάξεις στο K-ras μόνο (Kras

LA1) ή σε συνδυασμό με p53 (LSL-Kras

G12D?. p53

FL /FL) δημιουργήθηκαν. Ένας παράγοντας αντίθεσης λιποσωμική-ιώδιο που περιέχουν 120 mg ιωδίου /mL χορηγήθηκε συστημικά σε δόση 16 μl /gm βάρους σώματος. Διαμήκεις μικρο-CT απεικόνισης με καρδιο-αναπνευστικής διόδου πραγματοποιήθηκε προ-αντίθεση και σε 0 ώρα, ημέρα 3 και την ημέρα 7 μετά τη χορήγηση αντίθεσης. CT-προερχόμενα όζος μεγέθη χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της ανάπτυξης του όγκου. εξασθένηση του σήματος μετρήθηκε σε μεμονωμένες οζίδια για τη μελέτη της δυναμικής ενίσχυσης των οζιδίων του πνεύμονα

Αποτελέσματα

Μια καλή παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ της έντασης και της αξιολόγησης διάμετρο που βασίζεται οζιδίων (R

2 & gt?. 0.8 ) για τα δύο μοντέλα καρκίνου του πνεύμονα. Η LSL-Kras

G12D? P53

FL /FL μοντέλο παρουσίασε ταχεία αύξηση, όπως καταδεικνύεται από συστηματικά υψηλότερες μεταβολές του όγκου σε σύγκριση με τα οζίδια του πνεύμονα σε Kras

LA1 ποντίκια (p & lt? 0,05). απεικόνισης πρώιμη φάση χρησιμοποιώντας τον παράγοντα αντίθεσης νανοσωματιδίων ενεργοποιήσετε την οπτικοποίηση της προσφοράς όζος αίματος. απεικόνισης καθυστερημένη φάση κατέδειξε σημαντική βελτίωση διαφορικό σήμα στα οζίδια πνεύμονα LSL-Kras

G12D? p53

FL /FL ποντίκια σε σύγκριση με οζίδια σε ποντίκια Kras

LA1 (p & lt? 0,05) δείχνει υψηλότερη πρόσληψη και τη συσσώρευση του παράγοντα αντίθεσης νανοσωματιδίων στην ταχέως αναπτυσσόμενη οζίδια.

Συμπεράσματα

το νανοσωματίδιο ιωδιούχου σκιαγραφικού παράγοντα ενεργοποιήσετε την οπτικοποίηση της παροχής αίματος προς τα οζίδια κατά τη διάρκεια της απεικόνισης πρώιμης φάσης. απεικόνισης καθυστερημένη φάση επέτρεψε χαρακτηρισμό αργή ανάπτυξη και ταχέως αναπτυσσόμενη οζίδια βασίζεται στην ενίσχυση του σήματος. Η χρήση αυτού του μέσου θα μπορούσε να διευκολύνει την έγκαιρη ανίχνευση και διάγνωση των πνευμονικών βλαβών, καθώς και να έχουν επιπτώσεις στην ανταπόκριση στη θεραπεία και την παρακολούθηση

Παράθεση:. Badea CT, Athreya ΚΚ, Espinosa G, Κλαρκ Δ, Ghafoori AP, Li Υ , et al. (2012) Αξονική Τομογραφία Απεικόνιση πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα σε ποντίκια χρησιμοποιώντας ένα Λιποσωμικά-ιωδιούχου σκιαστικού μέσου Agent. PLoS ONE 7 (4): e34496. doi: 10.1371 /journal.pone.0034496

Επιμέλεια: Juri Γ Gelovani, Πανεπιστήμιο του Τέξας, M.D. Anderson Κέντρο Καρκίνου, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 10, Νοεμβρίου, 2011? Δεκτές: 1 Μάρ 2012? Δημοσιεύθηκε: 2 Απριλίου του 2012

Copyright: © 2012 Badea et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε εν μέρει με επιχορηγήσεις NIH /NCRR Εθνική Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Resource Center (RR005959 P41, NCI U24 CA092656) (CTB, GAJ). Μέρος της εργασίας αυτής υποστηρίχθηκε από τη χρηματοδότηση από Marval Biosciences Inc. (ΑΑ, KBG), της Αμερικανικής Εταιρείας Κλινικής Ογκολογίας, Βραβείο Νέου Ερευνητή (APG) και NCI K08 CA 114176 (DGK). Καμία πρόσθετη εξωτερική χρηματοδότηση ελήφθη για τη μελέτη αυτή. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:. AA είναι συν-ιδρυτής και μέτοχος της Marval. CTB είναι σύμβουλος για Marval και κατέχει δικαιώματα προαίρεσης αγοράς μετοχών. Δεν υπάρχει τίποτα να δηλώσει όσον αφορά την απασχόληση, παροχή συμβουλών, διπλώματα ευρεσιτεχνίας, τα προϊόντα στην ανάπτυξη ή την εμπορία των προϊόντων. Αυτό δεν αλλάζει την τήρηση των συγγραφέων σε όλες τις PLoS ONE πολιτικές για την ανταλλαγή δεδομένων και υλικών.

Εισαγωγή

καρκίνου

πνεύμονα είναι η κύρια αιτία θανάτου από καρκίνο (~ 28%) και στους άνδρες και οι γυναίκες και ο αριθμός των θανάτων αναμένεται να αυξηθεί κατά 50% έως το 2020 σε όλο τον κόσμο [1]. Προκειμένου να μειωθούν τα ποσοστά θνησιμότητας, η εστίαση στη διαχείριση του καρκίνου του πνεύμονα έχει μετατοπιστεί προς την έγκαιρη διάγνωση και εξατομικευμένη θεραπεία του καρκίνου [2]. Σε μια πρόσφατη μελέτη, η αξονική τομογραφία (CT) διαλογή των ασθενών που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο μειωμένη πνευμονική θανάτων από καρκίνο κατά 20% [3] που αποδεικνύουν το πιθανό όφελος του προσυμπτωματικού ελέγχου για τον καρκίνο του πνεύμονα πρώιμο στάδιο. Ωστόσο, η επιτήρηση των ύποπτων οζιδίων του πνεύμονα συχνά απαιτεί διαχρονική παρακολούθηση για να αξιολογήσουν τις αλλαγές στο μέγεθος οζίδιο και το ρυθμό ανάπτυξης. Η πλειοψηφία αυτών των περιπτώσεων απαιτούν πολλαπλές σαρώσεις παρακολούθηση CT, που κυμαίνονται έως και δύο χρόνια, πριν από την διάγνωση της κακοήθειας γίνεται [4]. Προκαταβολές σε τεχνικές απεικόνισης που βελτιώνουν το χαρακτηρισμό των πνευμονικών οζιδίων θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις στη διαχείριση των ασθενών και την οικονομική επιβάρυνση του καρκίνου του πνεύμονα.

Μυθιστόρημα τεχνικές απεικόνισης που μπορούν να επωφεληθούν από τις διαφορές στη μορφολογία του όγκου μεταξύ των κακοήθεις και καλοήθεις όζους που είναι αξιολογούνται. Δυναμική αυξημένης αντίθεσης (DCE) απεικόνιση -CT έχει αξιολογηθεί για τη διαφοροποίηση των καλοήθων και κακοήθων όγκων βασίζεται σε οζίδιο αιμάτωσης και σκάφος όγκου διαπερατότητα [5], [6]. Ενώ πολλά υποσχόμενη, η χρήση συμβατικών παραγόντων αντίθεσης παρουσιάζουν προκλήσεις σε ποσοτική ανάλυση αιμάτωσης λόγω της ταχείας διαρροής στον εξωαγγειακό χώρο, ακόμη και κατά τη διάρκεια απεικόνιση πρώτης διέλευσης. Επιπλέον, η μοριακή φύση ιωδιωμένης παραγόντων αντίθεσης, παρόμοια σε μέγεθος με Μαγνητικού Συντονισμού (MR) παράγοντες αντίθεσης, τα καθιστά λιγότερο ευαίσθητα σε αλλαγές στην αγγειακή μορφολογία που συμβαίνουν κατά τη νανο και μικρο κλίμακες [7], [8], [9] . Μακρομοριακές και νανοσωματιδίων με βάση παράγοντες απεικόνισης θα μπορούσαν δυνητικά να παρέχει μια πιο ακριβή μέτρηση του όζου αιμάτωσης και η διαπερατότητα σκάφος. Σε μια πρόσφατη προκλινική μελέτη, η χρήση ενός, παράγοντα αντίθεσης CT λιποσωματικού-ιωδιωμένο νανοσωματίδιο με βάση για διαφοροποίηση των όγκων που βασίζεται στην ανάπτυξη αποκοπή τους καταδείχθηκε χρησιμοποιώντας 2D κλινική μαστογραφίας σε ένα μοντέλο αρουραίου του αδενοκαρκινώματος του μαστού [10]. Η μελέτη έδειξε ότι ταχέως αναπτυσσόμενοι όγκοι έδειξαν αυξημένη αγγειακή διαπερατότητα σε παράγοντες αντίθεσης νανοσωματιδίων σε σύγκριση με αργή αναπτυσσόμενους όγκους. Σε αυτή τη μελέτη, ως εκ τούτου, επιδιώκεται να αξιολογηθεί η χρησιμότητα του παράγοντα αντίθεσης CT λιποσωμική-ιωδιωμένη για χαρακτηρισμό αργή ανάπτυξη και ταχέως αναπτυσσόμενη πνευμονικά οζίδια σε γενετικώς τροποποιημένα μοντέλα ποντικών του πρωτογενούς μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα.

Υλικά και Μέθοδοι

1. Ηθική δήλωση

Όλα τα ζώα εξετάζονται σύμφωνα με την ορθή πρακτική των ζώων, όπως ορίζεται από τις αρμόδιες εθνικές ή /και τοπικούς φορείς καλή διαβίωση των ζώων, καθώς και η εργασία των ζώων εγκρίθηκε από την Επιτροπή Θεσμικών Ζωικά Φροντίδα και Χρήση (IACUC) της University Medical Center Duke. Το πρόγραμμα διαχείρισης των ζώων του Πανεπιστημίου Duke Medical Center είναι πιστοποιημένο από την Αμερικανική Ένωση για την Διαπίστευση του Εργαστηρίου Φροντίδα Ζώων και συναντά Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων Υγείας, όπως ορίζεται στον «Οδηγό για τη Φροντίδα και Χρήση των Ζώων Εργαστηρίου» (DHHS Publication Νο ( ΝΙΗ) 85-23, αναθεωρημένη 1985). Το ίδρυμα δέχεται επίσης ως υποχρεωτική την «Πολιτική για την ανθρώπινη φροντίδα και χρήση των πειραματόζωων από awardee Ιδρύματα» PHS και «ΝΙΗ Αρχές για την αξιοποίηση και τη φροντίδα των σπονδυλωτών ζώων που χρησιμοποιούνται στις δοκιμές, Έρευνας και Κατάρτισης».

2 . Κατασκευή παράγοντα αντίθεσης λιποσωμικού CT

παράγοντα αντίθεσης CT λιποσωμιακή-ιωδιωμένου παρασκευάστηκε χρησιμοποιώντας μεθόδους που περιγράφονται προηγουμένως [7]. Εν συντομία, ένα μίγμα λιπιδίων (150 mmol /L) που αποτελείται από 1,2-διπαλμιτοϋλ-sn-γλυκερο-3-φωσφοχολίνη (DPPC), χοληστερόλη, και 1,2-διστεαροϋλο-sn-γλυκερο-3-φωσφοαιθανολαμίνη-Ν- [ ,,,0],μεθοξυ (πολυαιθυλενογλυκόλη) -2000] (DSPE-MPEG 2000) σε μία μοριακή αναλογία 55:40:5 διαλύθηκε σε αιθανόλη. Το διάλυμα αιθανόλης ενυδατώθηκε με διάλυμα iodixanol (550 mg I /ml) και στη συνέχεια εξωθήθηκε διαδοχικά σε έναν εξωθητή Lipex Thermoline (Βόρεια Lipids, Vancouver, British Columbia, Canada) σε μέγεθος τα λιποσώματα να ~ 100 nm. Το προκύπτον διάλυμα διαδιηθήθηκε με τη χρήση μιας λειτουργικής μονάδας MicroKros® (Spectrum Laboratories, CA) για την απομάκρυνση un-ενθυλακωμένη iodixanol. Η κατανομή του μεγέθους των λιποσωμάτων στο τελικό σκεύασμα προσδιορίστηκε με δυναμική σκέδαση φωτός (DLS) χρησιμοποιώντας ένα Malvern Zetasizer Nanoseries (Malvern Instruments, Worcestershire, UK) στους 25 ° C. Η συγκέντρωση ιωδίου στο τελικό διάλυμα λιποσωματικού ποσοτικοποιήθηκε με φασματοφωτομετρία (Abs στα 245 nm). Η τελική συγκέντρωση ιωδίου στο πεγκυλιωμένη λιποσωμιακή-ιωδίου σκευάσματος ήταν 120 mg /mL. Το μέσο μέγεθος των λιποσωμάτων ήταν 118 ± 20 nm και ο δείκτης πολυ-διασπαρτότητας ήταν μικρότερη από 0.15.

3. In vivo μελέτες

i. Πρωτογενής μοντέλα καρκίνου του πνεύμονα και την επεξεργασία των ιστών.

Πρωτογενή καρκινώματα του πνεύμονα αναπτύχθηκαν όπως περιγράφηκε προηγουμένως [11], [12], [13]. Δύο μοντέλα πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα αναπτύχθηκαν σε αυτή τη μελέτη: LSL-Kras

G12D? P53

FL /FL ποντίκια με την έκφραση των ογκογόνων Kras

G12D και τη διαγραφή του p53 μετά από ενδορρινική μόλυνση με αδενο-Cre? και Kras

LA1 ποντίκια με έκφραση μόνο ογκογόνων Kras

G12D ακόλουθη αυθόρμητη ενδο-χρωμοσωμική ανασυνδυασμό της λανθάνουσας αλληλόμορφο Kras. Η LSL-Kras

G12D? P53

FL /FL ζώα χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη απεικόνισης στις 12 εβδομάδες μετά τη μόλυνση αδενο-Cre. Όλα τα ζώα απεικονίστηκαν σε 24-30 εβδομάδες ηλικίας. Ένα σύνολο δέκα ζώων (πέντε ανά ομάδα) χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη απεικόνισης.

Μετά την τελική σύνοδο απεικόνισης, τα ζώα θανατώθηκαν και διαποτίστηκαν με ορό ρυθμισμένο με φωσφορικά. Οι πνεύμονες εκχυλίζονται, καταψύχθηκαν σε υγρό άζωτο και στη συνέχεια αποθηκεύεται στους -80 ° C. Αιματοξυλίνη και ηωσίνη (Η &? Ε) χρώση διεξήχθη επί τμημάτων ιστού με την έρευνα μορφολογία του όγκου

II.. Μικρο-CT εγκατάσταση και απεικονιστική μελέτη.

Ένα σύστημα micro-CT απεικόνιση διπλής πηγής-ανιχνευτή προσαρμοσμένη χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη [14]. Μόνο μία πηγή ακτίνων Χ και του ανιχνευτή, χρησιμοποιήθηκαν για την απεικόνιση και η σάρωση πήρε περίπου 7 λεπτά για να ολοκληρωθεί. Τα ζώα σαρώθηκαν, ενώ ελεύθερη αναπνοή υπό αναισθησία χρησιμοποιώντας 2-3% ισοφλουράνιο παραδίδονται από τη ρύθμιση της μύτης κώνου. Υποψήφιοι καρδιο-αναπνευστική περίφραξη χρησιμοποιήθηκε για να ελαχιστοποιηθούν οι επιπτώσεις των αναπνευστικών των ζώων και την καρδιακή κίνηση κατά τη διάρκεια σαρώσεων [15]. Ένα πνευματικό μαξιλάρι τοποθετημένο επί του θώρακα του ζώου συνδέεται με έναν μετατροπέα πίεσης χρησιμοποιήθηκε για να παρέχει ένα ηλεκτρικό σήμα το οποίο συσχετίζεται με την αναπνοή κίνηση. επιθέματα ECG χρησιμοποιήθηκαν για την απόκτηση του σήματος ECG. Μια εφαρμογή LabVIEW διαβάσει τα σήματα τόσο το αναπνευστικό και το ECG και παρείχε έναν παλμό Transistor-Transistor Logic που απαιτείται για την ενεργοποίηση του σωλήνα ακτίνων Χ και του ανιχνευτή σε τελικούς λήξης και στην κορυφή R του κύκλου ΗΚΓ. Οι παράμετροι σάρωσης ήταν: 80 KVP, 160 mA, 10 ms /έκθεσης. Ένα σύνολο 300 απόψεων αποκτήθηκαν πάνω από 360 ° περιστροφή. Η δόση που συνδέεται με ένα μόνο σάρωση ήταν 8 cGy. Όγκοι ανακατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο Feldkamp [16] σε μια μήτρα των 512 × 512 × 512 στα 88 μm ισότροπα μέγεθος voxel.

Οι διαμήκεις μικρο-CT απεικόνιση έγινε σε όλα τα ζώα. Μια προ-αντίθεσης, σάρωση αναφοράς αποκτήθηκε. Ακολούθως, ο παράγοντας αντίθεσης λιποσωμικό εγχύθηκε ενδοφλεβίως επί 2 λεπτά μέσω της φλέβας της ουράς σε δόση όγκο 16 μί /gm (~1920 mg ιωδίου δόσης /kg) σωματικού βάρους. σαρώνει μετά αντίθεσης στη συνέχεια απέκτησε αμέσως (0 hr χρονικό σημείο) και την ημέρα 3 (72 ώρες) και την ημέρα 7 (168 ώρες) μετά τη χορήγηση του παράγοντα λιποσωμική αντίθεσης.

4. Εικόνα ανάλυση των δεδομένων

Η ανάλυση των δεδομένων όλων των συνόλων της εικόνας έγινε σε Osirix (v.3.6 64-bit). Όγκος και μέγιστη διάμετρο μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε μεμονωμένα οζίδια πνεύμονα. Ένα ελάχιστο τεσσάρων οζιδίων αναλύθηκαν σε κάθε ζώο εκτός από ένα ζώο στην καλοήθη ομάδα η οποία έδειξε μόνο μία ανιχνεύσιμη οζίδιο. οζίδια πνεύμονα χειροκίνητα κατά διαστήματα με την κατάρτιση περιοχές ενδιαφέροντος στο αξονικό επίπεδο. Το μεγαλύτερο οζίδιο διατομή με το χέρι που προσδιορίζονται κατά την αξονική σχέδιο και η διάμετρος όζου προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας το εργαλείο γραμμής σε Osirix. Τα οζίδια πνεύμονα ανατέθηκαν σε μία από τις ακόλουθες τρεις ομάδες ανάλογα με τη διάμετρο οζιδίου (x σε mm) μετρούμενο στο αξονικό επίπεδο: Ομάδα 1 (1,0 & lt? X≤1.5), ομάδα 2 (1,5 & lt? X≤2.5) και Ομάδα 3 (2.5 & lt? x≤3.5). Οζίδια μικρότερα από 1 mm δεν αναλύθηκαν επειδή αντιπροσώπευαν ένα πολύ μεγάλο αριθμό οζιδίων με εξαιρετικά γρήγορες αλλαγές όγκου που εσπειραμένα με την τοποθέτηση των ζώων και η οποία παρεμποδίζεται ταίριασμα των όγκων στα σύνολα απεικόνισης σε διαφορετικά χρονικά σημεία.

Σχετική αλλαγές σε μέγεθος οζίδιο υπολογίστηκαν ως: Vol

ημέρα 0 είναι ο μέσος όρος των προ-αντίθεσης και 0 ώρες όγκος οζιδίου μετά αντίθεσης? Vol

Ημέρα 7 είναι ο όγκος οζιδίου την ημέρα 7 μετά την ένεση αντίθεσης.

Η κάθαρση του αίματος του παράγοντα αντίθεσης προσδιορίστηκε με μέτρηση εξασθένηση του σήματος σε ένα μεγάλο δοχείο, κατιούσα αορτή. Για τα οζίδια, μέση εξασθένηση του σήματος ήταν υπολογίζονται για ολόκληρη την ένταση του ήχου. ROI που συντάχθηκαν σε τρεις διαφορετικές θέσεις για την κατιούσα αορτή. . Εξασθένηση του σήματος παρουσιάστηκε ως μέσες τιμές και τυπικές αποκλίσεις αναφέρονται σε μονάδες Hounsfield (HU)

Η ενίσχυση διαφορικό σήμα σε κάθε οζίδιο υπολογίστηκε ως: όπου, HU

POST είναι ο μέσος όρος του σήματος οζίδιο, σε Hounsfield μονάδες (HU), αμέσως μετά την αντίθεση (0 ώρες) ή την ημέρα 3 ή την ημέρα 7 και HU

pRE είναι ο μέσος όρος του σήματος οζίδιο, σε μονάδες Hounsfield (HU), σε τομογραφία προ-αντίθεσης.

Η κλασματική όγκος αίματος (FBV), που εκφράζεται ως ποσοστό, σε κάθε οζίδιο προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας την προ-αντίθεσης και τα μετα-αντίθεσης σύνολα δεδομένων 0-hr σύμφωνα με την εξίσωση [17]: Από παραμένον σήμα αίμα-pool ανιχνεύθηκε την ημέρα 7 , η ενίσχυση διαφορικό σήμα για το οζίδιο διορθώθηκε για να εξαλειφθεί η συνιστώσα του όγκου του αίματος του συνολικού σήματος οζιδίου χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση: Osirix (v-3,6, 64-bit) και ImageJ (v-1.41o) χρησιμοποιήθηκαν για την οπτική αναπαράσταση.

Αποτελέσματα

Ένα εξάρτημα σήματος υψηλής αρτηριακής λήφθηκε αμέσως μετά τη χορήγηση του παράγοντα λιποσωμική αντίθεσης (Σχήμα 1α). Το σήμα αποσυντέθηκε σταδιακά με την πάροδο του χρόνου και κατά την ημέρα 7, η πλειονότητα των λιποσωμικού παράγοντα αντίθεσης είχε καθαρίσει από συστηματική κυκλοφορία, όπως φαίνεται από τη μείωση του σήματος εξασθένησης αίμα. Προηγούμενες μελέτες απεικόνισης χρησιμοποιώντας τον παράγοντα αντίθεσης λιποσωμική σε ποντίκια ανέφεραν αίμα χρόνο ημίσειας ζωής περίπου 41 ωρών [7]. Δυναμική ανάλυση οζιδίων του πνεύμονα αποδειχθεί ενίσχυση σήματος αμέσως μετά την αντίθεση (0 hr) υποδεικνύοντας υψηλό όγκο αίματος στα οζίδια (Σχήμα 1β). Το μοντέλο LA1 Kras

έδειξε σταδιακή μείωση σε ενίσχυση του σήματος με το χρόνο, παρόμοια με παρατηρούμενη τάση για κάθαρση του παράγοντα αντίθεσης από συστηματική κυκλοφορία. Την ημέρα 3 και την ημέρα 7, τα οζίδια στην LSL-Kras

G12D? P53

FL /FL μοντέλο έδειξε σημαντικά υψηλότερη ενίσχυση σήματος (p & lt? 0,05) σε σύγκριση με οζίδια στην

LA1 μοντέλο Kras. Η ιστολογική ανάλυση τόσο των μοντέλων πρωτοπαθή καρκίνο του πνεύμονα αποδειχθεί χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά που περιγράφηκαν προηγουμένως (Σχήμα 2) [11], [12], [13].

Η

Εικόνες αποκτήθηκαν σε 10 × (a, γ) και 40 μεγέθυνση χ (c, d). Ράβδοι κλίμακας: 200 um σε a και c? 100 um στο β και δ

Η

Ανάλυση των πνευμονικών οζιδίων αποδειχθεί καλή συσχέτιση μεταξύ των μετρήσεων διάμετρο βάσης και με βάση τον όγκο και για τα δύο μοντέλα καρκίνου του πνεύμονα (r

2 & gt? 0,8). (Σχήμα 3α) . Οι όγκοι οζίδιο μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας μικρο-CT την ημέρα 0 και την ημέρα 7 μετά την χορήγηση του παράγοντα αντίθεσης. Κατά την περίοδο απεικόνισης, τα οζίδια στην LSL-Kras

G12D? P53

FL /FL ποντίκια έδειξε σημαντική αύξηση (p & lt? 0,05) σε όγκο σε σύγκριση με όζους στο Kras

LA1 ποντίκια, υποδεικνύοντας υψηλότερο ρυθμό ανάπτυξης ( Σχήμα 3β). Η Kras

LA1 ποντίκια δεν έδειξαν οζίδια μεγαλύτερο από 2,5 mm, που πιθανότατα οφείλεται στην αργή ανάπτυξη φύση αυτού του μοντέλου. Η ιδιοκτησία του αίματος πισίνα του παράγοντα αντίθεσης λιποσωμική επέτρεψε επίσης τον προσδιορισμό των κλασματικών όγκου του αίματος. Δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στην σημασία κλασματικό όγκο του αίματος παρατηρήθηκαν μεταξύ των δύο μοντέλων καρκίνου του πνεύμονα (ρ & lt? 0,05). (Σχήμα 3γ)

(α). Οι συνεχείς γραμμές υποδεικνύουν κυβικά προσαρμογή στα σημεία δεδομένων. Ένας R

2 τιμή του 0,93 και 0,81 λήφθηκε για LSL-Kras

G12D? P53

FL /FL και Kras

μοντέλα LA1, αντίστοιχα. Ποσοστιαία μεταβολή του όγκου οζιδίου στα δύο μοντέλα καρκίνου του πνεύμονα ως συνάρτηση της διαμέτρου οζιδίου (* υποδηλώνει ρ & lt? 0,05) (β). CT-προερχόμενα κλασματικό όγκο του αίματος ως συνάρτηση του διάμετρο οζιδίου (γ).

Η

Τόσο ο τύπος οζιδίων του πνεύμονα έδειξαν υψηλότερη εξασθένηση αμέσως μετά τη χορήγηση του παράγοντα αντίθεσης λιποσωματικής, υποδεικνύοντας υψηλή αιμάτωση των ιστών. Η εξασθένηση της υψηλής αρτηριακής-pool επέτρεψε την οπτικοποίηση του αγγειακού δικτύου που σχετίζονται με τις οζίδια πνεύμονα (Σχήμα 4). Τα μεγάλα αιμοφόρα αγγεία στην επιφάνεια των οζιδίων παρατηρήθηκαν και στα δύο μοντέλα. Το μικρό μέγεθος χαρακτηριστικό κατέστησε δύσκολη την ανίχνευση των αγγειακών δομών εντός της όζος.

Οι εικόνες που αποκτήθηκαν αμέσως μετά τη χορήγηση του σκιαγραφικού παράγοντα λιποσωμική.

Η

Μέση εξασθένηση του σήματος οζίδιο μετρήθηκε σε βασική γραμμή και την ημέρα 7 μετά τη χορήγηση του παράγοντα λιποσωμική αντίθεσης. Βελτίωση σήματος στο οζίδια προσδιορίστηκε σε σχέση με την αρχική τιμή (Σχήμα 5). Τα οζίδια πνεύμονα σε LSL-Kras

G12D? P53

FL /FL ποντίκια έδειξαν σημαντικά υψηλότερη ενίσχυση του σήματος σε σχέση με τα οζίδια στο Kras

LA1 ποντίκια (p & lt? 0,05). Η διαμήκης πτυχή αυτής της μελέτης επέτρεψε επίσης εύκολη απεικόνιση της καθυστερημένης αύξηση των όγκων στην LSL-Kras

G12D?. P53

FL /FL ποντίκια (Σχήμα 6)

(* υποδηλώνει ρ & lt? 0,05 )

η

Σημειώστε τη διαφορική ενίσχυση των όγκων κατά την ημέρα 7 μετά την αντίθεση χρονικό σημείο στο LSL-Kras

G12D?.. p53

FL /FL βλάβες μόνο

Συζήτηση

Η έγκαιρη ανίχνευση του πρωτογενούς καρκίνου του πνεύμονα μπορεί να οδηγήσει σε βελτίωση της επιβίωσης των ασθενών. Η αγγειογένεση, ένα από τα χαρακτηριστικά των στερεών όγκων, περιλαμβάνει την ανάπτυξη νέων αιμοφόρων αγγείων. Σε αντίθεση με την κανονική σκάφη, σκάφη που σχετίζονται με όγκους έχουν ανώμαλη και «διαρροή» αρχιτεκτονική, παραδειγματικά με την παρουσία μεγάλων διανοίξεις κατά την ενδοθηλιακή επένδυση που επιτρέπουν όχι μόνο μικρά μόρια και τα σωματίδια, να εξαγγειώνονται στο διάμεσο περιοχή αλλά επίσης να διευκολύνει τα καρκινικά κύτταρα να διαφύγουν σε η συστηματική κυκλοφορία [18]. Μη επεμβατική προηγμένες τεχνικές απεικόνισης που μπορεί να εκμεταλλευτεί τις διαφορές στον όγκο μικρο-περιβάλλον μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου.

Πολλές λεπτομέρειες έχουν χρησιμοποιηθεί για την προ-κλινικές απεικόνισης σε μοντέλα ποντικών του καρκίνου του πνεύμονα [11 ], [19]. Μεταξύ αυτών, CT ​​και MRI, τα οποία χρησιμοποιούνται συνήθως στην κλινική, παρέχουν υψηλής χωρικής ανάλυσης για την αξιολόγηση της αγγειακής και μορφολογικές αλλαγές. τεχνικές πυρηνικής απεικόνισης όπως τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (ΡΕΤ) και τα ενιαία Τομογραφίας Εκπομπής υπολογιστικής τομογραφίας (SPECT), που χρησιμοποιείται επίσης κλινικώς για τη διάγνωση και θεραπευτική παρακολούθηση του καρκίνου του πνεύμονα, παρέχει υψηλή ευαισθησία αντίθεσης, αλλά με σχετικά χαμηλή χωρική ανάλυση. Οπτικές τεχνικές απεικόνισης, όπως η τομογραφία φθορισμού και βιοφωταύγειας, που παρέχουν επίσης υψηλή ευαισθησία, έχουν κυρίως χρησιμοποιηθεί προ-κλινικά για τη μελέτη της ανάπτυξης του καρκίνου του πνεύμονα, καθώς και για την παρακολούθηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία [20], [21]. Ωστόσο, οι βασισμένες στο φως λεπτομέρειες που μαστίζεται από χαμηλή χωρική ανάλυση και τη διείσδυση περιορισμένη ιστού. Οι έλεγχοι αυτοί πραγματοποιούνται σε συνδυασμό με μικρο-CT για να παρέχει όχι μόνο ανατομική αναφοράς, αλλά επίσης να βελτιώσει την ανακατασκευή της εικόνας. Πρωτοβάθμια καρκίνοι του πνεύμονα σε ποντίκια, σε αντίθεση με πολλούς άλλους τύπους όγκων, αποτελούν πρόκληση για την εικόνα με υψηλής ανάλυσης λόγω καρδιακής και αναπνευστικής αντικείμενα κίνησης και μικρά μεγέθη των όγκων. Στην εργασία αυτή, ερευνήσαμε τη χρήση ενός παράγοντα αντίθεσης λιποσωμική-ιωδιωμένες και μικρο-CT για τον χαρακτηρισμό των πρωτογενών καρκίνων του πνεύμονα σε ποντικούς. Η χρήση τους υποψήφιους καρδιο-αναπνευστική περίφραξη ενεργοποιήσετε την απόκτηση υψηλής ποιότητας τομογραφικών και ισότροπα εικόνες σε voxel διάσταση των 88 μm. προκλήσεις κίνηση που επιβάλλεται από την απεικόνιση του πνεύμονα σε τρωκτικά είχαν ξεπεραστεί με ελάχιστα επεμβατικές διαδικασίες δηλαδή, που δεν απαιτούσε διασωλήνωση και μηχανική υποστήριξη της αναπνοής. Η δόση ακτινοβολίας που συνδέεται 0,24 Gy συσσωρεύτηκαν κατά τη διάρκεια των τριών χρόνου απεικόνισης σημεία ήταν στην τυπική περιοχή που αναφέρεται στη βιβλιογραφία [22] και ως εκ τούτου δεν αναμένεται να παίξει ένα ρόλο στην έκβαση των αποτελεσμάτων της μελέτης απεικόνισης μας. Ωστόσο, οφείλουμε να παρατηρήσουμε ότι η δόση ακτινοβολίας σε προκλινικές μελέτες με μικρο-CT είναι πολύ υψηλότερο από ό, τι σε κλινικές μελέτες. Αυτό συμβαίνει επειδή μια υψηλότερη ανάλυση απαιτείται σε μικρο-CT και αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί με τη χρήση μόνο περισσότερη ακτινοβολία.

Τα γενετικά μοντέλα ποντικών του πρωτογενούς καρκίνου του πνεύμονα που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μελέτη, είχαν προηγουμένως χαρακτηριστεί και δοκιμάστηκαν για την αξιολόγηση χημειοθεραπείες και ακτινοβολίες θεραπεία [11], [23]. Η LSL-Kras

G12D? Ρ53

FL /FL μοντέλο, το οποίο έχει μεταλλάξεις στα Kras και ρ53, έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή των επιθετικών πρωτογενούς αδενοκαρκινώματα. Η Kras

LA1 μοντέλο, το οποίο έχει μεταλλάξεις στα Kras μόνο, έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη του πρωτογενούς αδενωμάτων τα οποία μπορεί να εξελιχθεί σε χαμηλή αδενοκαρκινώματα βαθμού. Η LSL-Kras

G12D? P53

FL /FL μοντέλο έδειξε τα χαρακτηριστικά της ταχείας ανάπτυξης συνάδουν με υψηλή αδενοκαρκινώματα βαθμό που ήταν σύμφωνες με προηγούμενες μελέτες [11], [23]. Μια ισχυρή συσχέτιση (R

2 & gt? 0.8) παρατηρήθηκε μεταξύ διαμέτρου όζος και όγκου για τα δύο μοντέλα καρκίνου. έχουν διατυπωθεί ανησυχίες σχετικά με Κριτηρίων Αξιολόγησης της Ανταπόκρισης σε συμπαγείς όγκους (δηλ RECIST) εκτιμήσεις έδρα απάντηση, εν μέρει επειδή οι όγκοι δεν είναι πάντα επεκτείνουν ή σύμβαση ομοιόμορφα? μεταβολές στα μήκη της γραμμής αντιπροσωπεύουν μόνο ένα μικρό κλάσμα των διαθέσιμων πληροφοριών στις εικόνες [24]. Ωστόσο, επειδή τα δύο μέτρα συσχετίζονται καλά σε αυτή τη μελέτη και η ανάλυση του μεγέθους που βασίζεται είναι ένας συχνά χρησιμοποιούμενος τεχνική στην κλινική, εν συνεχεία ανάλυση της ανάπτυξης οζιδίου και ενίσχυση σήματος μελετήθηκε με την ταξινόμηση οζίδια με βάση το μέγεθος τους.

Όπως αποδεικνύεται στη μελέτη αυτή, ο παράγοντας αντίθεσης λιποσωμική-ιωδιωμένο παρέχει δύο μεθόδους για τον χαρακτηρισμό των στερεών όγκων. Κατά τη διάρκεια της απεικόνισης πρώιμης φάσης, η οποία εμφανίζεται μέσα σε λίγες ώρες μετά τη χορήγηση του παράγοντα αντίθεσης, ο παράγοντας απαντά πρωτίστως στο αγγειακό διαμέρισμα με αμελητέα εξαγγείωση μέσα στον ιστό του όγκου. Ως αποτέλεσμα, απεικόνιση του αγγειακού συστήματος του όγκου και την παροχή αίματος επιτυγχάνεται, επιτρέποντας έτσι την αξιολόγηση του σχετικού όγκου του αίματος σε όγκους. Καθώς ο χρόνος προχωρεί, οι λιποσωμικές-ιωδιωμένο νανοσωματίδια εξαγγειώνονται στον ιστό του όγκου μέσω της ενισχυμένης διαπερατότητας και κατακράτηση δράση με αποτέλεσμα το ενίσχυση σήματος του όγκου. Κατά συνέπεια, κατά τη διάρκεια της απεικόνισης καθυστερημένης φάσης, η οποία εμφανίζεται κατά τη διάρκεια αρκετών ημερών, ο παράγοντας αντίθεσης λιποσωμική επιτρέπει την απεικόνιση και τη διαφοροποίηση του ιστού του όγκου

Η υψηλότερη ενίσχυση σήματος που παρατηρείται στην LSL-Kras

G12D?. Ρ53

FL /FL μοντέλο υποδηλώνουν αυξημένη συσσώρευση και ως εκ τούτου αυξημένη αγγειακή διαπερατότητα με τον παράγοντα αντίθεσης νανοσωματιδίων. Παρόμοια φαινόμενο της αυξημένης αγγειακής διαπερατότητας σε νανοσωματίδια έχει επίσης παρατηρηθεί σε άλλα μοντέλα άκρως επιθετικό όγκο [10]. Επιπλέον, μια πρόσφατη μελέτη έδειξε επίσης, πολύ κομψά, οι αλλαγές στην αγγειακή διαπερατότητα όγκου σε νανοσωματίδια ως μετάβαση όγκου από προ-κακοήθη κατάσταση σε μία κακοήθη κατάσταση [25]. Στο σύνολό τους, τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν ότι οι ταχέως αναπτυσσόμενοι όγκοι καταλαμβάνουν περισσότερο λιποσωμική παράγοντα αντίθεσης από αργό ρυθμό ανάπτυξης των όγκων. Αυτές θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές κλινικές επιπτώσεις, δεδομένου ότι μπορεί να επιτρέψει τη διαφοροποίηση και την ταξινόμηση των όγκων με βάση το δυναμικό κακοήθειας τους. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οζίδια, ακόμη και κακοήθη αυτά, φαίνεται στο κλινικό περιβάλλον έχουν σχετικά βραδύτερους ρυθμούς ανάπτυξης σε σύγκριση με εκείνες που παρατηρήθηκαν σε αυτή τη μελέτη. Έτσι, η αξιολόγηση αυτή θα πρέπει τελικά να γίνει στην κλινική για να προσδιοριστεί το δυναμικό αυτής της μεθόδου για την αποτελεσματική χαρακτηρισμό και σταδιοποίηση των όγκων. Η αυξημένη πρόσληψη του λιποσωματικού παράγοντα αντίθεσης σε ταχέως αναπτυσσόμενους όγκους δείχνουν ότι θα μπορούσε κανείς να χρησιμοποιήσει νανο-φορείς για την παροχή υψηλής ωφέλιμα φορτία των χημειοθεραπευτικών ή γενετικού υλικού μέσα σε αυτά τα οζίδια, απλά μέσω παθητικής εξαγγείωση. Επιπλέον, η ικανότητα να επισημανθούν οι πιθανές κακοήθεις όζους μπορούσε επίσης να διευκολύνει τη βιοψία, καθώς και με ακρίβεια οριοθετούν τα περιθώρια όγκων χρησιμοποιώντας CT απεικόνισης για ακτινοθεραπεία ή χειρουργική αφαίρεση.

Όπως φαίνεται πρόσφατα, στοχευμένη παροχή παραγόντων απεικόνισης και θεραπευτικής σε όγκους του πνεύμονα είναι είναι δυνατόν και θα μπορούσε να προσφέρει την έγκαιρη ανίχνευση και αυξημένη θεραπευτική αποτελεσματικότητα κατά του καρκίνου [26]. Freedman et al [27] έχουν χρησιμοποιηθεί πρόσφατα μια στοχευμένη συγκρότημα ανοσολιποσώματος για MRI απεικόνιση των όγκων του πνεύμονα. Η ευέλικτη φύση της λιποσωματικής πλατφόρμας και προηγούμενο της για χρήση στην κλινική έχει δει μια συνεχές ενδιαφέρον σε αυτόν τον τομέα με αποτέλεσμα την ανάπτυξη των μη στοχευμένων και στοχευμένες παραγόντων απεικόνισης για χρήση σε μία ποικιλία μορφών απεικόνισης [28], [29], [30].

Αν και είναι δυνατόν, δεν έχουμε χρησιμοποιηθεί στοχευμένη λιποσωμάτων σε αυτή τη μελέτη. Αντ ‘αυτού έχουμε δείξει ότι η επαρκής απόκλιση ενίσχυση των όγκων του πνεύμονα μπορεί να ληφθούν με βάση την παθητική συσσώρευση λιποσωμάτων. Η παρούσα μελέτη έχει επίσης ορισμένους περιορισμούς. Η δόση ιωδίου που χρησιμοποιείται σε αυτή τη μελέτη ήταν 5-10 φορές υψηλότερη από τη δόση ιωδίου που χρησιμοποιείται συνήθως στην κλινική για δυναμική CT απεικόνιση όγκων του πνεύμονα. Η υψηλή δόση ήταν αναγκαία για να ξεπεραστούν σχετικά υψηλότερα επίπεδα θορύβου (6-10 φορές) σε μικρο-CT σε σύγκριση με την κλινική CT και να απεικονίσει μικροαγγειακή δομές. Κατά συνέπεια, μια μεγαλύτερη χρονική περίοδο αναμονής ήταν υποχρεωμένη να επιτρέψει την εκκαθάριση του αίματος από την πλειοψηφία του παράγοντα αντίθεσης. Ενώ η δόση του παράγοντα αντίθεσης μπορεί να μειωθεί, τα υψηλά επίπεδα θορύβου που σχετίζεται με τα συστήματα micro-CT (& gt? 65 HU) που προκύπτουν από την υψηλή ανάλυση παρούσες προκλήσεις χωρικών στην ποσοτική αξιολόγηση της μικρής κλίμακας χαρακτηριστικά. Μία υψηλή δόση λιπιδίων, προκειμένου να παραδώσει υψηλή δόση ιώδιο, χρησιμοποιήθηκε επίσης σε αυτή τη μελέτη. Ενώ τέτοιες δόσεις δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κλινική, πιστεύουμε ότι τα χαμηλά επίπεδα θορύβου σε κλινικές CT σαρωτές και το μεγάλο μέγεθος χαρακτηριστικό θα επιτρέψει μείωση παράγοντα αντίθεσης, και ένα αντίστοιχο λιπίδιο, δόση. Προηγούμενες μελέτες έχουν καταδείξει την απεικόνιση των βλαβών κλινικών μεγέθους στο μοντέλο κουνελιού χρησιμοποιώντας παράγοντα λιποσωμική αντίθεσης χορηγείται σε μία δόση ιωδίου συγκρίσιμες με εκείνες που χρησιμοποιούνται στην κλινική [31].

Η μελέτη επίσης γνώσεις σχετικά με ποσοτική απεικόνιση αιμάτωσης χρησιμοποιώντας ένα παράγοντα αντίθεσης συρροής αίματος και αξονική τομογραφία. Ωστόσο, αναλύσεις ρουτίνας αποτελεί πρόκληση σε μελέτες με τρωκτικά, λόγω του μικρού μεγέθους χαρακτηριστικό και τα υψηλά επίπεδα θορύβου σε μικρο-CT scanners. Προηγμένες μεθόδους που μπορούν να μειώσουν τα επίπεδα θορύβου, όπως επαναληπτική τεχνικές ανακατασκευής [32], [33], σε συνδυασμό με την αυξημένη τεχνικές ενεργειακής απεικόνισης αντίθεση ευαίσθητο dual [34] μπορεί να βοηθήσει στην επίτευξη αυτών των στόχων. Η επιτυχία αυτών των διαδικασιών απεικόνισης θα προσφέρει νέες ευκαιρίες για να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα των αντι-αγγειογενετική θεραπεία σε προ-κλινικά μοντέλα καρκίνου.

όγκων Ευχαριστίες

πνεύμονα παρήχθησαν από Kras

LA1 ποντίκια και LSL-Kras

ποντίκια G12D που παρέχονται από τον Δρ Tyler Jacks και p53

FL ποντίκια που παρέχονται από τον Dr. A. Berns. Οι συγγραφείς θα ήθελαν επίσης να αναγνωρίσουμε Yi Qi για βοήθεια με αξονική τομογραφία και ο Δρ Δ Vela και Tommy Reese για βοήθεια με ιστολογία.