A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
الورم الأرومي الدبقي هو شكل مدمر من سرطان الدماغ الأولي ، ويظهر العلاج الحراري الخلالي بالليزر كبديل واعد للاستئصال الجراحي التقليدي للورم الأرومي الدبقي غير القابل للجراحة. يصف هذا البروتوكول نموذج فأر ما قبل السريري المحسن الذي يمكن استخدامه لدراسة آثار العلاج أو العلاجات المساعدة والاندماجية.
يمثل الورم الأرومي الدبقي (GB) ، وهو الشكل الأكثر عدوانية من سرطان الدماغ الأولي ، ما يقرب من نصف جميع أورام الدماغ الأولية عالية الدرجة لدى البالغين وليس له علاج. العلاج الحراري الخلالي بالليزر (LITT) هو علاج معتمد من إدارة الغذاء والدواء (FDA) لمرض الجريان الخلالي ويستخدم في المرضى الذين قد لا يكونون مرشحين للاستئصال الجراحي التقليدي. في حين تم إثبات الفعالية السريرية ل LITT ، فإن البحث الذي يتجاوز دراسات الحالة السريرية وسلسلة الحالات محدود ويعوقه عدم وجود نموذج حيواني راسخ. يستخدم هذا البروتوكول الفئران C57BL / 6 وخط الخلايا السرطانية للورم الدبقي CT2A المتزامن لتلخيص GB البشري عن كثب مع استخدام ليزر عقيق الألمنيوم Yttrium (Nd: YAG) المشبع بالنيوديميوم 1064 نانومتر ، كما هو مستخدم في أحد نظامي LITT المعتمدين من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، مما يوفر أهمية ممتازة قبل السريرية. سيوفر الإنشاء الناجح لنموذج الفئران LITT هذا منصة قيمة للتحقيق في السمات الفريدة لاستئصال LITT وتأثيراته على البيئة المكروية للورم ، مما قد يؤدي إلى تحسين الاستراتيجيات العلاجية.
السرطان هو السبب الرئيسي الأول للوفاة في كندا. يمثل الورم الأرومي الدبقي (GB) ، وهو الشكل الأكثر شيوعا من أورام الدماغ العدوانية ، 48٪ إلى 60٪ من جميع أورام الدماغ الأولية عالية الدرجة لدىالبالغين 1. تشخيص GB قاتم بشكل خاص مع بقاء صافي لمدة 5 سنوات بنسبة 4.8٪ مع العلاجات التقليدية ، بما في ذلك الاستئصال الجراحي والعلاج الكيميائي والإشعاعي1،2.
العلاج الحراري الخلالي بالليزر (LITT) هو إجراء معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) باستخدام الليزر لاستئصال الورم الموضعي العالي الحرارة في المرضى الذين يعانون من أورام الدماغ غير القابلة للجراحة ويوفر بديلا علاجيا جذابا للاستئصال الجراحيالتقليدي 3. ومع ذلك ، لا يوجد نموذج فئران مفصل ومميز جيدا لعلاج LITT ل GB ، مما يعيق البحث قبل السريري.
يهدف هذا البروتوكول إلى عرض نموذج فئران ما قبل السريري المحسن لعلاج GB باستخدام LITT. لقد اخترنا استخدام الفئران C57BL / 6 وخط خلايا الورم الدبقي المتزابقي CT2A لهذا النموذج في المقام الأول لأن CT2A يلخص عن كثب GB البشري عالي الجودة مع ميزات نسيجية مماثلة ، وغزو ، ومقاومة كيميائية وإشعاعية ، وميزات شبيهة بالجذع مع التجديد الذاتي وإعادة تأسيس الأورام4. توفر هذه الخصائص منصة ممتازة لمجموعة متنوعة من الدراسات التي تتضمن استجابات مناعية أو استراتيجيات علاجية جديدة. علاوة على ذلك ، فإن الجوانب الفنية لبروتوكول LITT هذا قابلة للتكيف بسهولة مع نماذج الفئران الأخرى4،5،6 ، والتي سيتم مناقشتها بمزيد من التفصيل.
تشمل مزايا هذا البروتوكول نتائج متسقة مع نموذج علاج LITT بسيط ولكنه فعال. إن ليزر عقيق العقيق الإيتريوم الألمنيوم (Nd: YAG) المشبع بالنيوديميوم 1064 نانومتر هو نفسه المستخدم سريريا في أحد النظامين المعتمدين حاليا من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، مما يسمح بإجراء تجارب موازية بشكل وثيق للتطبيق السريري ل LITT لعلاج الورم الدبقي عالي الجودة. العيب الأساسي لهذا البروتوكول هو الحذر الشديد الذي يجب اتخاذه أثناء كل من زرع الخلايا السرطانية وعلاج LITT لتحقيق نتائج قابلة للتكرار. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للطبيعة العدوانية لخط خلايا CT2A ، فإن البروتوكول حساس للغاية للوقت. يجب الانتهاء من معظم التجارب في غضون 20 يوما كحد أقصى ، مما قد يحد من التحقيقات في بعض الاستجابات المناعية التكيفية أو الآليات الخلوية والجزيئية الأخرى التي تحدث على مدى فترة زمنية أطول.
تمت الموافقة على أخلاقيات لهذا البروتوكول من قبل لجنة رعاية في جامعة مانيتوبا وفقا للمبادئ التوجيهية الأخلاقية التي وضعها المجلس الكندي لرعاية (CCAC). استخدم هذا البروتوكول الفئران C57BL / 6 ذات الكفاءة المناعية البالغة من العمر 8-12 أسبوعا وخط خلايا الورم الدبقي الزاوي CT2A لنموذج قبل السريري مع مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك التجارب التي تركز على التحليل النسيجي أو التغيرات المناعية أو التدخلات العلاجية التوافقية. يمكن تكييف البروتوكول بسهولة مع أنواع الفئران الأخرى أو خطوط الخلايا بناء على المتطلبات التجريبية.
الشكل 1: تخطيطي رسومي للتصميم التجريبي الأساسي. تم إنشاؤه باستخدام BioRender.com الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
1. تحضير الخلية باختصار (اليوم 0)
ملاحظة: في حالة عدم توفر آلة عد الخلايا الآلي، يمكن إجراء العد اليدوي باستخدام مقياس كثافة الدم.
2. زرع تقويم العظام (اليوم 0)
الشكل 2: رسم توضيحي لجمجمة فأر ومعالم تشريحية مهمة للجراحة التجسيمية. تم إنشاؤه باستخدام BioRender.com الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 3: رسم توضيحي رسومي يشير إلى مواقع ثقوب الأزيز وجهاز الليزر. رسم توضيحي يوضح المواضع النسبية لمعلم بريجما ، (أ) ثقب الأزيز الأولي لألياف الليزر (أ) ، و (ب) الفتحة الثانية أو الممتدة للمسبار الحراري (ب). يظهر تصوير مقطوع لألياف الليزر والمجسات الحرارية على اليمين ، موضحا كيف يتم تثبيت المجسات في نهاية القدم التجسيمية مع ثقوب محفورة مسبقا بالحجم والتباعد المطلوبين. تم إنشاؤه باستخدام BioRender.com الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
3. مراقبة عبء الورم قبل LITT (اليوم 9)
4. جراحة LITT (اليوم 10)
5. تقييم ما بعد LITT (اليوم 11)
6. نهاية الدراسة (اليوم 11 / اليوم 15 / اليوم 20)
7. التحليل
يمكن وصف زرع الورم CT2A الناجح وعلاجات LITT باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي T2 ، كما هو موضح في الشكل 4 والشكل 5 والشكل 6. تم الحصول على صور التصوير بالرنين المغناطيسي باستخدام مغناطيس فائق التوصيل خال من التبريد 7T ...
هناك مجموعة من الأدبيات سريعة التوسع فيما يتعلق ب LITT. ومع ذلك ، فإنه يقتصر في المقام الأول على دراسات الحالة السريرية البشرية أو سلسلة الحالات. في الواقع ، تم عرض العديد من الفوائد المحتملة ل LITT ، بما في ذلك انخفاض معدلات المضاعفات والتكاليف بعد الجراحة مع منح بقاء خال من ...
نحن ممتنون للدعم المقدم من مونتيريس الطبية ، بما في ذلك التبرع العيني بمعدات الليزر.
تشمل مصادر تمويل هذا المشروع مجلس العلوم الطبيعية والهندسة الكندي (NSERC) - التحالف ، و Mitacs-Accelerate ، و Research Manitoba-IPOC ، والمعاهد الكندية للبحوث الصحية (CIHR) CGS-M ، وزمالة الدراسات العليا بجامعة مانيتوبا. خط خلايا الورم الدبقي CT2A تبرع به الدكتور بيتر فيتشي بسخاء في جامعة ديوك ، دورهام ، نورث كارولاينا. نود أيضا أن نشكر مختبر خدمة الأنسجة ومرفق التصوير الأساسي للحيوانات الصغيرة والمواد في جامعة مانيتوبا على مساعدتهم الفنية الممتازة في هذا المشروع.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Absorbion Spears | FST | 18105-01 | Hemostatic sponges. |
Adson tissue forceps | FST | 11006-12 | |
C57BL/6 mice | Jackson Laboratories | Strain #000664 | 6 to 12 week old male and female |
Cotton Tipped Applicators (6") | Electron Microscopy Sciences | 72308 | |
CT2A glioma cell line | Generously donated from Dr. Peter Fecci, Duke University. | ||
Cultrex Reduced Growth Factor Basement Membrane Extract, PathClear | Biotechne, R&D systems | 3433-010-01 | |
DMEM/F-12, HEPES | Gibco, ThermoFisher Scientific | 11330032 | |
Dual-chamber slides | BIO-RAD | 1450003 | |
Eppendorf Safe-Lock Tubes 2.0 mL | Eppendorf | 22363352 | |
Ethyl Alcohol Anhydrous | Greenfield Global | P016EAAN | Dilute to 70% with ddH2O |
Fetal Bovine Serum, qualified, Canada | Gibco, ThermoFisher Scientific | 12483020 | |
Glad Press-n-Seal plastic wrap | Amazon.ca | 12587704417 | |
High speed drill | Kopf Instruments | Model 1474 | |
K & J Thermocouple temerpature meter | Omega | HH509R | |
Metacam (meloxicam) | WDDC | 114424 | |
Microinjection syringe pump | WPI | UMP3T-1 | |
Microliter syringe (700 Series) | Hamilton | 87908 | Custom needles are available. A steep needle bevel helps with precise delivery, and a shorter needle length helps with stability. |
Needle driver/Needle Holder | FST | 12500-12 | A fine tip is most suitable due to the confined working space, but many styles are suitable based on handle preference. |
Opixcare Plus opthalmic ointment | WDDC | 135941 | |
Phosphate Buffered Saline (10x) | Fisher bioreagents | BP399-4 | Dilute to 1x with ddH2O |
Povidone-iodine | ThermoFisher Scientific | 3955-16 | Aliquat into into smaller tubes for use with cotton tipped applicators. |
Saline (normal) | WDDC | 126588 | |
Scalpel, single use (#15 Blade) | Feather | Feather NO15 | |
Scissors, fine surgical | FST | 91460-11 | Fine student scissors, Iris, or Bonn are all suitable. |
Stereotactic frame | Kopf Instruments | Model 940 | With digital display console and mouse nose-cone and ear-bars. |
Stereotactic syringe holder | Kopf Instruments | Model 1772-F | If not using an injection pump. |
Sutures (5-0 monofilament) | Ethicon | MCP463G | Monocryl violet monofilament with reverse cutting tip |
Syringe, 28 G (0.5 mL) | BD | BD 329461 | BD Lo-Dose U-100 Insulin Syringes |
TC20 Automated Cell Counter | BIO-RAD | 1450102 | |
Thermocouple probe, fine diameter (Type K) | Omega | TJM-CA316-IM025G-150 | |
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red | Gibco, ThermoFisher Scientific | 25200072 | |
Vetbond by 3M, veterinary tissue glue | WDDC | 126125 | |
Wahl Peanut Clippers | WDDC/Wahl | 100963 | Also available directly from manufacturer. |
Warming pad | Bensen Medical | 70308/121873 | Any similar item can be used. |
Webcol Alcohol preps | Electron Microscopy Sciences | 71005-20 | Alcohol prep wipe, 2-ply, medium size. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved