Extracto
Introducción
Una combinación de carboplatino y paclitaxel se utiliza a menudo como quimioterapia de primera línea para el tratamiento del cáncer de ovario. Por lo tanto el uso de biomarcadores de formación de imágenes poco después de la iniciación del tratamiento para determinar la sensibilidad tratamiento sería valiosa para identificar los respondedores de los no respondedores. En este estudio se describe la formación de imágenes PET no invasiva de la captación de glucosa y la proliferación celular usando 2-desoxi-2 - [
18F] fluoro-D-glucosa (FDG) y 3'-desoxi-3 '- [
18F] fluorotimidina (FLT) para la evaluación temprana de la respuesta al tratamiento en un modelo de ratón pre-clínicos de cáncer de ovario humano tratados con carboplatino y paclitaxel.
Métodos
en
in vivo
captación de FLT y FDG en xenoinjertos de cáncer de ovario humano en ratones (A2780) se determinó antes del tratamiento con carboplatino y paclitaxel (PAC) y repeatedday 1, 4 y 8 después del inicio del tratamiento. la captación del marcador se cuantificó usando pequeño animal PET /CT. la captación del marcador se comparó con la expresión de genes de Ki67, TK1, GLUT1, HK1 y HK2.
Resultados
Los tumores en el grupo de CaP fue significativamente menor que en el grupo control (p = 0,03) en el día 8. el día 4 FDG relación SUVmáx fue significativamente menor en el grupo de CaP en comparación con el grupo control (105 ± 4% vs 138 ± 9%; p = 0,002) y el día 8 fue inferior en el CaP se comparó la proporción de FDG SUVmáx con el grupo control (125 ± 13% vs 167 ± 13%; p = 0,05). En el día 1 la captación de FLT relación SUVmáx fue de 89 ± 9% en el grupo de cabeza y las 109 ± 6% en el grupo control; sin embargo la diferencia no fue estadísticamente significativa (p = 0,08).
Conclusiones
Nuestros datos sugieren que tanto FDG y FLT PET pueden ser utilizados para la evaluación de los efectos antitumorales de una combinación de carboplatino y paclitaxel en el tratamiento de cáncer de ovario. FLT proporciona una señal temprana y transitoria y FDG una respuesta posterior y más prolongada. Esto pone de relieve la importancia del momento óptimo entre el tratamiento y FLT o FDG ya la respuesta al tratamiento puede ser pasado por alto otro modo
Visto:. Munk Jensen M, Erichsen KD, Björkling F, J Madsen, Jensen PB, Sehested M, et Alabama. (2013) Imaging de la respuesta al tratamiento con la combinación de carboplatino y paclitaxel en el cáncer de ovario humano de xenoinjerto tumores en ratones utilizando FDG y FLT PET. PLoS ONE 8 (12): e85126. doi: 10.1371 /journal.pone.0085126
Editor: Gayle E. Woloschak, Universidad de Northwestern Feinberg School of Medicine, Estados Unidos de América
Recibido: 24 Junio, 2013; Aceptado: 21 Noviembre 2013; Publicado: December 26, 2013
Derechos de Autor © 2013 Munk Jensen et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Los fondos provinieron de la Fundación Nacional de Tecnología avanzada, la Fundación John y Birthe Meyer, danés Consejo de Investigación médica, la Fundación de Investigación Rigshospitalets, Fundación Svend Andersen, Fundación AP Møller, Fundación Novo Nordisk, la Fundación Lundbeck y la Sociedad danesa del cáncer. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito.
Conflicto de intereses: Los siguientes coautores tienen conflicto de intereses: Peter Buhl Jensen: participaciones en la propiedad y el empleo en TopoTarget A /S. Maxwell Sehested: participaciones en la propiedad y empleo en TopoTarget A /S. Fredrik Björkling: El empleo en TopoTarget A /S. Kamille Dumong Erichsen: El empleo en TopoTarget A /S. Todos los demás autores no tienen ningún conflicto de intereses. Esto no altera la adhesión de los autores a todas las políticas de PLoS ONE sobre los datos y compartir materiales.
Introducción
El cáncer de ovario es el segundo cáncer ginecológico más frecuente y la principal causa de cáncer ginecológico relacionado muerte en mujeres en Europa y los Estados Unites [1,2]. La combinación de carboplatino y paclitaxel se utiliza comúnmente como quimioterapia de primera línea para el tratamiento del cáncer [3] ovario. La tasa de respuesta global de carboplatino y paclitaxel terapia es del 60-80% y, aunque este tipo de respuesta es relativamente alta en comparación con el tratamiento estándar de otros tumores malignos varios pacientes no responden a la terapia [4,5]. En la población de pacientes responder muchos pacientes sufren una recaída y, depende del tiempo de la primera tratamiento hasta la recaída, un segundo régimen de tratamiento con quimioterapia basada en platino puede ser iniciado. La tasa de respuesta para el tratamiento de pacientes con recaída es 20 a 30% si el intervalo libre de platino es de 6-12 meses y & gt; 60% para los intervalos libres de platino de 12-18 meses [5].
La evaluación de la respuesta terapéutica se basa con frecuencia en los Criterios de Evaluación de Respuesta en Tumores Sólidos (RECIST) directrices en la evaluación de la respuesta al tratamiento se basa en imágenes morfológicas con la tomografía computarizada (TC) o resonancia magnética (RM) [6] . imágenes anatómicas con la TC y la RM no proporciona información sobre los procesos biológicos primeros inducidos por la terapia y la disminución en el tamaño del tumor es a menudo primera detectable más adelante en el curso del tratamiento. Sin embargo, los primeros cambios biológicos podrían ser predictivo de regresión clínica antes de efecto del tratamiento se puede evaluar mediante formación de imágenes anatómica. Por lo tanto, la determinación de la sensibilidad del tumor al principio del tratamiento y por que la identificación de los respondedores y no respondedores podría permitir a un enfoque de tratamiento personalizado como terapia podría ser modificado en los pacientes que no responden.
La tomografía por emisión de positrones (PET ) es una técnica de imagen corporal no invasivo, todo donde es posible medir los procesos fisiológicos
in vivo
eludiendo así el proceso de adquisición de biopsias seriadas. por lo tanto, de considerable interés Identificación de un trazador PET que temprano después de la iniciación de un tratamiento anti-cáncer proporciona información que puede predecir el resultado del tratamiento es. La comparación de la captación del trazador en los tumores antes y en el inicio del tratamiento se utiliza para el seguimiento de los procesos biológicos y las respuestas evocadas por el tratamiento. El análogo de la glucosa 2-desoxi-2 - [
18F] fluoro-D-glucosa (FDG) y el análogo de timidina 3'-desoxi-3 '- [
18 F] fluorotimidina (FLT) son dos de los más ampliamente estudiada trazadores de PET se utilizan para el seguimiento del tratamiento.
Imagen de metabolismo con el análogo de la glucosa FDG se utiliza para el diagnóstico y estadificación del cáncer y tiene alta precisión diagnóstica de varios tipos de tumores. FDG atraviesa la membrana celular mediante los transportadores de glucosa mediante la cual se fosforila por hexoquinasas intracelulares (HK) que da como resultado la captura intracelular a pesar de no más lejos el metabolismo de la FDG fosforilada. Los transportadores de glucosa y hexoquinasas están regulados en varias formas de cáncer que conducen a una alta captación de FDG en el tumor en comparación con las células normales [7,8]
.
La FLT análogo de timidina se utiliza para obtener imágenes de la proliferación celular con PET . FLT se incorpora en las células por la vía de pirimidina de salvamento en paralelo con timidina y después de la absorción en las células FLT se fosforila por la timidina quinasa 1 (TK1). La fosforilación conduce a la captura intracelular pesar de que la FLT fosforilada no se incorpora en el ADN [9]. La actividad de TK1 está acoplado con el ciclo celular y se expresa principalmente durante la fase S [10,11]. la captación de FLT se correlaciona positivamente con el crecimiento celular y la actividad de TK1 [11-13] y en varios estudios una correlación positiva entre la captación de FLT y la proliferación celular tumoral medida por Ki67 inmunohistoquímica (IHC) se encuentra [14-24].
FDG PET y FLT tienen tanto en los estudios pre-clínicos y clínicos han evaluado como biomarcadores de imagen que pueden predecir y evaluar las respuestas a varios tipos de agentes quimioterapéuticos en varios tipos de tumores [14,19,20,22,25 -36]. Los resultados son variables, en algunos estudios tempranos cambios en la captación del trazador predicen la regresión del tumor después y en otros estudios no se observan cambios en la captación del trazador a pesar del tratamiento es eficaz. Los mecanismos detrás de los cambios en la captación del marcador después de la iniciación del tratamiento parecen ser complejo y depende tanto del tipo de tumor y el modo de acción del fármaco anti-cáncer. Además, la avidez influencias tumor de línea de base de trazadores o no FDG o FLT se pueden utilizar para la predicción de la respuesta al tratamiento contra el cáncer, por ejemplo, en tumores con baja avidez de línea de base trazador, disminución de la captación del trazador es difícil de determinar.
carboplatino pertenece al grupo de platino basan agentes contra el cáncer que causa entrecruzamientos intra-hebra en el ADN que afecta la reparación del ADN y la replicación. Carboplatino provoca la detención del ciclo celular en la fase G2 e induce la apoptosis si el daño en el ADN no está correctamente reparado [37]. El paclitaxel se une y estabiliza los microtúbulos que provoca la detención del ciclo celular en la fase G2 /M y la inducción de muerte celular por apoptosis [38]
El cáncer de ovario es a menudo positivo en la PET con FDG.; Sin embargo, pocos estudios han estudiado la predicción de la evolución de los pacientes de cáncer de ovario después de la iniciación de la terapia contra el cáncer con FDG PET [39]. En un estudio de la variación en la captación de FDG-PET fue predictivo de la evolución de los pacientes después del primer ciclo de quimioterapia neoadyuvante que consiste en carboplatino y paclitaxel terapia combinada [40]. FDG PET fue más preciso que cualquier criterio de respuesta clínica o histopatológicas o el marcador tumoral antígeno del cáncer 125 (CA125) para predecir el resultado del tratamiento. En otro estudio, en el efecto del tratamiento neo-adyuvante con carboplatino y paclitaxel en pacientes con cáncer de ovario, se encontró que, en pacientes en los que la captación tumoral de FDG era igual a la absorción de tejido normal circundante después de 3 ciclos de quimioterapia éstos eran más probable para beneficiarse de 3 ciclos adicionales de quimioterapia que los pacientes sin normalización de la captación de FDG [41].
captación
Línea de Base FLT ha sido analizado en un pequeño grupo de pacientes con cáncer de ovario en la captación de FLT fue mayor en comparación con el tejido maligno de ovario normal [42]. En un estudio preclínico captación de FLT se redujo después de la inhibición de mTOR eficaz con everolimus en un modelo de ratón tumor de ovario resistentes al cisplatino [25]. En xenoinjertos de cáncer de ovario cisplatino-sensibles tanto FLT y la captación de FDG se reducen día 4 después del inicio del tratamiento con cisplatino [43]. Sin embargo, a nuestro entender, sin embargo, ningún estudio ha comparado los cambios en la FLT y FDG después del tratamiento con la combinación de carboplatino y paclitaxel en un modelo de tumor de ovario preclínica. Los resultados de un estudio de este tipo serían clínicamente relevante ya que podrían ser utilizados para la selección de PET y de imagen trazadores puntos de tiempo
.
El objetivo de este estudio fue, por tanto, determinar y comparar la captación de glucosa y la proliferación celular mediante el uso de FDG PET y FLT después del tratamiento con una combinación de carboplatino y paclitaxel en un modelo de xenoinjerto de ratón de cáncer de ovario humano. La captación de FDG se comparó con la expresión de genes de GLUT1, captación y HK1 HK2 y FLT se comparó con la expresión de genes de Ki67 y TK1.
Materiales y Métodos
modelo de tumor
cuidado de los animales y todos los procedimientos experimentales se llevaron a cabo bajo la aprobación del Consejo de Protección de los Animales de Dinamarca (2006 /561-1124). Ocho semanas de edad ratones desnudos NMRI hembra (Taconic Europa, Lille Skensved, Dinamarca) fueron utilizados para la generación del modelo A2780 xenoinjerto. Todos los ratones fueron aclimatados durante una semana en las instalaciones de animales antes de la inyección de las células tumorales. El A2780 línea celular de carcinoma de ovario humano se cultivó en RPMI (Roswell Park Memorial Institute) medio 1,640 + GlutaMAX (Invitrogen, Carlsbad, CA, EE.UU.) suplementado con 10% de suero de ternera fetal (Biological Industries, Israel) y 1% de penicilina-estreptomicina ( Invitrogen) en 5% de CO
2 a 37 ° C. La línea celular fue probado libre de micoplasma. Para el establecimiento de xenoinjertos 10
se diluyeron 7 células en 100 l de medio y se mezclaron con 100 l Matrixgel ™ membrana basal para la matriz (BD Biosciences, San Jose, CA, EE.UU.) para cada tumor y se inyectan en el izquierdo y flanco derecho, respectivamente.
diseño
Experimental
in vivo se determinó
captación de FDG y FLT en xenoinjertos de cáncer de ovario humano en ratones. Cuatro grupos de ratones fueron utilizados (4 ratones /grupo). tamaños de los tumores basales fueron aproximadamente 100 mm
3 -2 en el día. Dos grupos recibieron una combinación de carboplatino (Hospira, Illinois, EE.UU.) y paclitaxel (Actavis, Gentofte, Dinamarca) y dos grupos recibieron vehículo (solución salina isotónica). Los grupos de control fueron idénticos con los grupos de control en un estudio publicado previamente como los dos estudios se llevaron a cabo en paralelo [44]. Las dosis fueron de 40 mg /kg ip para carboplatino y 10 mg /kg iv de paclitaxel inyectado en el día 0 y 5. Un grupo de tratamiento (n = 8 tumores) y un grupo control (n = 5 tumores) recibieron exploraciones de FDG y un grupo de tratamiento (n = 6 tumores) y un grupo control (n = 7 tumores) recibieron exploraciones FLT. exploraciones de línea de base FDG o FLT PET se realizaron antes del tratamiento (día 0 o el día -2) y se repitieron en días 1, 4 y 8 después del inicio del tratamiento. la captación del marcador fue en todos los casos cuantificados, a través de pequeños animales PET /CT. Durante los experimentos, los tamaños de los tumores se midieron por microCT [45,46]. En el día 8 inmediatamente después del último PET /CT scan todos los tumores fueron extirpados y la expresión génica de GLUT1, HK1, HK2, Ki67 y TK1 fueron valoradas posteriormente por qPCR.
Síntesis de la FDG y FLT
Se realizó el control de calidad de radiosíntesis y FLT como se describe anteriormente [47]. FDG fue adquirido de las producciones diarias del Rigshospitalet (Copenhague, Dinamarca).
microPET de imágenes /CT
Para los ratones de imágenes PET se administraron aproximadamente 10 MBq de FDG o FLT mediante una inyección intravenosa. Los trazadores se permitió a distribuir durante una hora mientras que los animales estaban despiertos. Los ratones que recibieron exploraciones de FDG se mantuvieron en ayunas durante la noche antes de cada inyección FDG [48]. Durante escanea el 10 minutos de duración PET los ratones fueron anestesiados con sevoflurano al 3% (Abbott Scandinavia AB, Solna, Suecia) en el 35% de O
2. La PET se adquirieron con un enfoque MicroPET 120 (Siemens Medical Solutions, Malvern, PA, EE.UU.) y cada exploración PET fue seguido por un microCT scan adquirida con un sistema Microcat® II (Siemens Medical Solutions) como se describe anteriormente [47]. Los ratones se mantuvieron anestesiados en la misma posición durante las exploraciones de PET y CT permitiendo posteriormente la fusión de las imágenes en el software Inveon (Siemens Medical Solutions). PET datos se organizaron en sinogrammes y posteriormente reconstruidas con el algoritmo de reconstrucción máximo a posteriori (MAP). El tamaño de píxel era de 0,3 x 0,3 x 0,8 mm y en el campo del centro de vista de la resolución fue de 1,2 mm de ancho completo-en-la mitad del máximo. Las imágenes no fueron corregidos por atenuación o dispersión.
Después de la fusión de imágenes PET y CT varios región de interés (ROI) fueron elaboradas en las imágenes de TC manualmente mediante una evaluación cualitativa que cubre todo el tumor en varios de los planos tomográficos. A partir de entonces todos los ROI se sumaron y posteriormente se calcularon tanto el tamaño del tumor y la captación del marcador. por lo tanto, se utilizó el volumen del tumor entero definido en las imágenes CT para el cálculo de la captación del trazador PET. la captación del marcador se cuantificó el valor estandarizado de captación (SUV) y la captación del marcador después del inicio del tratamiento se calculó en relación a la absorción de la línea de base. La fórmula (C
T W *) /D
inj, donde C
T es la concentración de radiactividad tejido, W es el peso del animal y D
inj se inyecta la dosis, fue utilizado para los cálculos de SUV . SUVmean es una medida de la concentración media de radioactividad tejido en el tumor y SUVmax es una medida de la voxel dentro de la ROI con la mayor concentración de trazador. Por tanto SUVmean y SUVmax la absorción después de la iniciación del tratamiento se calcula en relación a la absorción en la línea base antes de la iniciación del tratamiento y por lo tanto la relación SUVmean términos (SUVmean, después del tratamiento /SUVmean, línea de base) y la relación de SUVmax (SUVmax, después del tratamiento /SUVmax, línea de base) fueron usados.
reacción en cadena de polimerasa cuantitativa en tiempo real (qPCR)
El ARN total se aisló con reactivo TRI
® siguiendo las instrucciones del fabricante (Molecular Research Center Inc., OH, EE.UU.). La concentración de ARN se determinó por NanoDrop 1000 (Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE, EE.UU.). RNA (0,3 g) se invirtió transcrito utilizando el kit AffinityScript ™ QPCR de síntesis de ADNc (Stratagene, La Jolla, CA, EE.UU.) según las instrucciones del fabricante.
Todos los cebadores se diseñaron de Beacon Designer (PREMIER Biosoft, Palo Alto, CA, EE.UU.). Primer secuencias se muestran en la tabla 1. Para cada gen se optimizaron las concentraciones de cebador. Todas las muestras se realizaron por triplicado y a cada muestra se incluyó un control de la transcripción no-inversa (Nort) y en cada placa se incluyó un control sin plantilla (NTC). Galeria Título
NCBI NM_ID
Cebador directo (5'-3 '): perfil del cebador inverso (5’-3’)
GUSBNM_000181tgagcaagactgataccagctagaatagatgaccacaaHPRT1NM_000194caaagcctaagatgagagtgccacagaactagaacatGLUT1NM_006516catcatcttcatcccggcctcctcgttgcggttgatHK1NM_000188ggtgaaatcgtccgcaaccccgggtcttcatcgtcHK2NM_000189cggccgtgctacaataggctcgggatcatgtgagggKi67NM_002417tcccgcctgttttctttctgacctctccaaggatgatgatgctttacTK1NM_003258gccgatgttctcaggaaaaagcgcgagtgtctttggcatacttgTable 1. qPCR secuencias de los cebadores.
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La expresión génica se cuantificó en un sistema Mx3000P®-PCR en tiempo real (Stratagene) utilizando SYBR verde Brilliant® QPCR Master Mix (Stratagene). El perfil térmico fue: 10 minutos de desnaturalización a 95 ° C seguido de 45 ciclos de 30 segundos de desnaturalización a 95 ° C, 1 minuto de hibridación a 60 ° C y 1 minuto de extensión a 72 ° C. Una curva de disociación fue a partir de entonces obtenerse a través de desnaturalización de los productos durante 1 minuto a 95 ° C seguido de un aumento gradual de la temperatura desde 55 ° C a 95 ° C con pasos de 0,5ºC /ciclo en el que la duración de cada ciclo fue de 18 segundos.
El programa qBase se utilizó para el análisis de los datos QPCR. La cuantificación relativa del gen de interés (GOIS) se presentó como cambios veces en el grupo de tratamiento en comparación con el grupo control en el día 8 normalizado a la media geométrica de dos genes de referencia [49]. Los dos genes más estable de referencia se encuentran a partir de un panel de 12 genes candidatos en el panel de referencia de genes humanos (TATAA Biocenter AB, Göteborg, Suecia) utilizando el algoritmo de geNorm. Se utilizó
El análisis estadístico
Unpaired estudiantes t-test para la comparación entre los grupos de tratamiento y control. No se aplicó ninguna corrección para comparaciones múltiples. Los cálculos se realizaron en SPSS 20 (IBM Corporation, Armonk, Nueva York, EE.UU.). Los datos se presentan como media ± SEM y p & lt; 0,05 fue considerado estadísticamente significativo
Resultados
Efecto del tratamiento con paclitaxel y carboplatino en el crecimiento del tumor A2780
El tratamiento de ratones con implanta. tumores de xenoinjertos A2780 con una combinación de carboplatino (40 mg /kg ip) y paclitaxel (10 mg /kg iv) días 0 y 5 resultaron en disminución en el tamaño del tumor en el día 8 en comparación con un grupo control tratado con vehículo. el tamaño del tumor de línea de base fue de 118 ± 19 mm
3 en el grupo de control y 135 ± 16 mm
3 en el grupo de tratamiento. El volumen del tumor en el grupo control fue de 926 ± 192 mm
3 en días 8 y los tumores en el grupo de carboplatino y paclitaxel (CaP) fue 490 ± 73 mm
3 en día 8, que era significativamente menor que los tumores en el grupo de control (p = 0,03) (Figura 1).
ratones implantados con tumores de xenoinjertos A2780 fueron tratados con una combinación de carboplatino (40 mg /kg ip) y paclitaxel (10 mg /kg iv) en el día 0 y 5. tamaños de los tumores en el grupo de carboplatino y paclitaxel ( n = 14 tumores) fueron significativamente diferentes que en el grupo control (n = 12 tumores) en el día 8 (p = 0,034). Los tamaños de los tumores se midieron con microCT y presentados como media ± SEM.
captación de FDG en carboplatino y paclitaxel tratado xenoinjertos A2780
En el día 4 después del inicio del tratamiento con carboplatino y paclitaxel FDG relación SUVmax fue significativamente menor en el grupo de CaP en comparación con el grupo de control (105 ± 4% frente a 138 ± 9%; p = 0,002) y en el día 8 la relación de FDG SUVmax fue menor en el CaP en comparación con el grupo control (125 ± 13% vs 167 ± 13%; p = 0,05) (Figura 2). La captación de FDG SUVmáx no fue significativamente diferente entre el tratamiento y el grupo control al inicio del estudio y el día 1 después del inicio del tratamiento. En el día 4 relación FDG SUVmean fue significativamente menor en el grupo de CaP en comparación con el grupo control (103 ± 4% vs 130 ± 5%; p = 0,001). La captación de FDG SUVmean no fue significativamente diferente entre el grupo de tratamiento y control al inicio del estudio y el día 1 y 8 después del inicio del tratamiento.
captación de FDG se analizó una hora después de la inyección en un tratamiento de carboplatino /paclitaxel (n = 8 tumores) y un grupo control (n = 5 tumores). Los ratones fueron PET /CT escaneado en la línea de base antes de comenzar el tratamiento y día 1, 4 y 8 después de la inyección de la primera dosis. A) captación tumoral de FDG durante el tratamiento de los tumores de xenoinjertos A2780 con carboplatino y paclitaxel. captación tumoral cuantitativa se presenta como SUVmean y SUVmáx (media ± SEM). B) Imágenes representativas de PET /TC de un ratón del grupo carboplatino y paclitaxel tratamiento (imágenes superiores) y un ratón del grupo tratado con vehículo de control (imágenes inferiores). círculos de puntos indican los tumores.
captación de FLT en carboplatino y paclitaxel tratado xenoinjertos A2780
En el día 1 la captación de FLT relación SUVmáx fue 89 ± 9% en el grupo de CaP en comparación con 109 ± 6% en el grupo control; sin embargo la diferencia no fue estadísticamente significativa (p = 0,08) (Figura 3). En todos los demás puntos de tiempo de la captación de FLT SUVmax en el grupo de CaP fue comparable con el grupo control. En el día 1 la captación de FLT relación SUVmean fue menor en el CaP en comparación con el grupo control (96 ± 6% vs 113 ± 5%; p = 0,05). En todos los otros puntos de tiempo no se observaron diferencias entre el grupo de tratamiento y control.
captación de FLT se analizó una hora después de la inyección en un tratamiento de carboplatino /paclitaxel (n = 6 tumores) y un grupo control (n = 7 tumores). Los ratones fueron PET /CT escaneado en la línea de base antes de comenzar el tratamiento y día 1, 4 y 8 después de la inyección de la primera dosis. A) captación tumoral de FLT durante el tratamiento de los tumores de xenoinjertos A2780 con carboplatino y paclitaxel. captación tumoral cuantitativa se presenta como SUVmean y SUVmáx (media ± SEM). B) Imágenes representativas de PET /TC de un ratón del grupo carboplatino y paclitaxel tratamiento (imágenes superiores) y un ratón del grupo tratado con vehículo de control (imágenes inferiores). En las imágenes del ratón del grupo de tratamiento dos tumores son visibles mientras que en las imágenes del ratón de control de un solo tumor es visible. círculos de puntos indican los tumores.
La expresión génica de GLUT1, HK1, HK2, Ki67 y TK1
Los dos genes de referencia, expresado de forma estable fueron más beta-glucuronidasa (GUSB) e hipoxantina fosforribosiltransferasa 1 (HPRT). Los niveles de los GOIS eran por lo tanto normalizaron a la media geométrica de GUSB y HPRT. En el grupo de tratamiento fue la expresión de GLUT1 67 ± 10% en comparación con 100 ± 16% en el grupo control en el día 8; sin embargo, la diferencia no fue estadísticamente significativa (p = 0,08). En la expresión HK1 grupo de tratamiento fue 79 ± 4% en comparación con 100 ± 8% en el grupo control en el día 8 que fue estadísticamente significativa (p = 0,03) (Figura 4). No se observaron diferencias en la expresión de HK2, Ki67 y TK1 entre los grupos de tratamiento y control en el día 8.
En el día 8 inmediatamente después del último PET /TC se todos los tumores fueron extirpados y se aisló el ARN total y después revers transcritos en ADNc. Con qPCR expresión relativa de GLUT1, se midieron HK1, HK2, Ki67 y TK1. Los niveles del gen de interés se normalizaron a las medias geométricas de dos genes de referencia GUSB y HPRT. A) Para la expresión de GLUT1 estudio FDG se redujo, la diferencia no fue estadísticamente significativa (p = 0,08), la expresión HK1 fue menor en el tratamiento en comparación con el grupo control (p = 0,03). B) Para el estudio FLT no se observó ninguna diferencia en Ki67 y TK1 entre el grupo de tratamiento y control en el día 8. Los datos se presentan como media ± SEM.
Discusión
este estudio se describe la formación de imágenes no invasiva de la captación de glucosa y la proliferación celular para la evaluación temprana de la respuesta al tratamiento en un modelo de ratón pre-clínica de cáncer de ovario humano tratado con una combinación de carboplatino y paclitaxel. La captación de glucosa y la proliferación celular se visualizaron por FDG y FLT PET respectivamente. La línea celular A2780 fue utilizado para la generación de xenoinjertos de tumores en ratones. Este modelo de tumor respondió bien a la terapia de combinación con carboplatino y paclitaxel medido como una reducción en el tamaño del tumor en comparación con un grupo control en el día 8 después del inicio del tratamiento.
En el día 4 después del comienzo del tratamiento con carboplatino y paclitaxel, captación de FDG fue significativamente menor en el tratamiento en comparación con el grupo de control y la captación se mantuvo baja en día 8. La disminución de la captación de FDG fue acompañado por disminuciones en GLUT1 y HK1 expresión, mientras que no se observó ningún cambio en la expresión HK2 lo que sugiere que GLUT1 y HK1 están implicados en la captación de FDG en este modelo de tumor.
se observó una disminución temprana pero transitoria en la proliferación celular medida por FLT PET después de inicio del tratamiento de responder tumores A2780 con la combinación de carboplatino y paclitaxel. Una diferencia en la captación de FLT entre el grupo de tratamiento y de control que ya se observó en el día 1 después del inicio del tratamiento. Por el contrario, la captación de FLT no fue diferente entre los ratones de tratamiento y control en los días 4 y 8 después del inicio del tratamiento. La proliferación de células idénticas en el grupo de tratamiento y control medido por FLT PET en el día 8 fue apoyada por mediciones de la expresión génica de Ki67 y TK1 que no mostraron diferencia en la expresión de Ki67 y TK1 entre el grupo de tratamiento y control en el día 8. En otros estudios, ningún cambio en la absorción de FLT, a pesar del tratamiento con una terapia eficaz contra el cáncer, también se ha observado [29,31]. La absorción sin cambios FLT tarde en el curso de tratamiento podría ser debido a varios factores. El tratamiento contra el cáncer puede resultar en la activación de retroalimentación de la
de novo
ruta de la síntesis de ADN resultante en la captación de FLT sin cambios o incluso aumentado a pesar de la disminución de la proliferación celular. Este fenómeno ha sido observado por ejemplo durante el tratamiento con 5-FU [35]. La relación entre la vía de pirimidina de salvamento y de la
de novo
vía de la síntesis de ADN en los tumores tiene una gran influencia sobre la absorción de FLT y diferentes tumores tienen contribuciones variables de las dos vías de [50,51]. Algunos tumores se basan principalmente en
de novo síntesis de precursores de ADN que se traducirá en baja captación de línea de base FLT pesar de la tasa de proliferación celular elevada [9]. Por lo tanto es posible que el tratamiento de tumores que dependen principalmente de
de novo
síntesis no necesariamente dará lugar a la disminución de la captación de FLT a pesar del tratamiento con quimioterapia eficaz que reduce la proliferación celular [31]. Anteriormente, hemos informado de que un tratamiento eficaz contra el cáncer reduce la captación de FLT en el modelo de ratón A2780 humano de ovario de xenoinjerto de cáncer que indica que la ruta de recuperación contribuye a la exigencia de timidina en este modelo de tumor [46,47,52]. No disminución de la proliferación celular asociada genes Ki67 y TK1 se observaron en día 8 a pesar de un tratamiento eficaz. Por lo tanto, parece probable que el tratamiento combinado con carboplatino y paclitaxel no cambia la proliferación de las células tarde en el curso de tratamiento a pesar de que la terapia reduce el crecimiento del tumor. Carboplatino y paclitaxel se administran mediante inyección en el día 0 y 5. La PET se realizó el día 4 y 8 y por lo tanto la captación del marcador se midió en el día 4 después del 1
er y en el día 3 después de la
nd administración 2 de la quimioterapia. Esto puede sugerir que el tratamiento hace proliferación celular disminución durante menos de 3 días y esta es la razón por la cual no se observaron diferencias en la proliferación celular en el día 4 y 8 porque las células tumorales ha comenzado a volver a proliferar. Se necesitan más investigaciones para determinar por cuánto tiempo la proliferación se ve afectada después de una inyección única de carboplatino y paclitaxel.
Tanto carboplatino y paclitaxel detención del ciclo celular causa en la fase G2 /M. La fosforilación de FLT por TK1 se supone que es el factor limitante para la absorción y la actividad de TK1 FLT se correlaciona con la captación de FLT [13]. TK1 se expresa principalmente en la fase S del ciclo celular, por lo tanto, la detención del ciclo celular más tarde en el ciclo celular puede no influir en la captación de FLT.
Las diferencias entre la proliferación celular y la absorción de glucosa después de la iniciación de la terapia de carboplatino y paclitaxel ilustra la importancia de combinar formación de imágenes de varios procesos fisiológicos con el fin de analizar el efecto biológico de tratamiento del cáncer. Carboplatino y paclitaxel tratamiento indujo una disminución significativa en la captación de FDG tras día 4 y en adelante, pero fue menos eficaz en la reducción de la proliferación de células tumorales, medido por FLT. Sin embargo FLT era un marcador antes de FDG, aunque transitoria. También esto subraya la importancia del momento óptimo entre el tratamiento y FLT o FDG ya la respuesta al tratamiento puede ser pasado por alto lo contrario. Por lo tanto, con el fin de encontrar un biomarcador de imagen que potencialmente podría ser predictivo para el resultado del tratamiento en estudios clínicos futuros diferentes biomarcadores de imagen, dando la información de los diferentes procesos fisiológicos, necesitan ser evaluadas.
Una de las principales limitaciones de la presente estudio fue que un número limitado de animales se incluyeron en cada grupo. Esta podría ser la razón de que varias de las medidas no alcanzaron significación estadística debido a un error de tipo II. Por otra parte no presente estudio describe el seguimiento de la respuesta al tratamiento de xenoinjertos de tumores humanos en ratones desnudos. Aunque los tumores son de origen humano, el entorno de acogida no humano puede causar que los resultados adquiridos en este modelo preclínico no necesariamente pueden traducirse en estudios clínicos. Otra limitación del estudio fue que los marcadores moleculares se midieron en el nivel de expresión de genes y, por tanto, no se sabe si o no los niveles de expresión génica son un reflejo de la expresión de la proteína.
Una aplicación futura de vigilancia de respuesta del tratamiento con FDG y FLT para el cáncer de ovario podría ser potencialmente Evaluación del efecto del tratamiento en los protocolos que evalúan el efecto de la adición, por ejemplo, dirigidas agentes anti-cáncer a la terapia estándar carboplatino y paclitaxel. Se necesitan más estudios para determinar si la FDG PET y FLT son aplicables para la predicción y seguimiento de los resultados de la combinación complementaria en comparación con un tratamiento estándar.
En conclusión, hemos encontrado que el cambio de la FDG y la captación de FLT después de la iniciación de la terapia con carboplatino y paclitaxel eran diferentes pero complementarios. FLT proporciona una señal temprana y transitoria y FDG una respuesta posterior y más prolongada. Por lo tanto, nuestros datos sugieren que tanto FDG y FLT PET pueden ser utilizados para la evaluación de los efectos antitumorales de una combinación de carboplatino y paclitaxel en el tratamiento de cáncer de ovario.