Extracto
Aplicaciones
Para investigar la utilidad de una imagen en liposomas yodado agente de contraste de nanopartículas y la tomografía computarizada (TC) para la caracterización de los nódulos primarios en modelos de ratones genéticamente modificadas de no pequeñas cáncer de pulmón de células
Métodos
cánceres primarios del pulmón con mutaciones en K-ras solos (Kras
LA1) o en combinación con p53 (LSL-Kras
G12D;. p53
FL /FL) se generaron. Un agente de contraste en liposomas que contienen yodo 120 mg de yodo /ml se administra sistémicamente a una dosis de 16 l de peso corporal /gm. Longitudinal de imágenes de micro-CT con acotamiento cardiorrespiratoria se realizó pre-contraste y a 0 horas, el día 3 y el día 7 después de la administración contraste. tamaños de nódulos CT derivados se utilizaron para evaluar el crecimiento del tumor. atenuación de la señal se mide en nódulos individuales para estudiar la mejora dinámica de los nódulos pulmonares
Resultados
Una buena correlación se observó entre el volumen y la evaluación basada en el diámetro de los nódulos (R
2 & gt;. 0,8 ) para los dos modelos de cáncer de pulmón. La LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL modelo mostró un crecimiento rápido como lo demuestran los cambios de volumen sistémicamente más altos en comparación con los nódulos pulmonares en Kras
ratones LA1 (P & lt; 0,05). primera fase de formación de imágenes utilizando el agente de contraste de nanopartículas activar la visualización del suministro de sangre nódulo. de imágenes de fase retardada demostró significativa mejora de la señal diferencial de los nódulos pulmonares de LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL ratones en comparación con nódulos en ratones Kras
LA1 (P & lt; 0,05) indican una mayor captación y acumulación del agente de contraste de nanopartículas en los nódulos de rápido crecimiento.
Conclusiones
el agente de contraste yodado nanopartícula activar la visualización del suministro de sangre a los nódulos durante el estudio de fase temprana. de imágenes de fase retardada activar caracterización de nódulos de crecimiento lento y rápido crecimiento basado en la mejora de la señal. El uso de este agente podría facilitar la detección y el diagnóstico de las lesiones pulmonares temprana, así como tener implicaciones en la respuesta al tratamiento y el seguimiento
Visto:. Badea CT, Athreya KK, Espinosa G, D Clark, Ghafoori AP, Li Y , et al. (2012) Tomografía computarizada de imágenes de cáncer de pulmón primario en ratones utilizando un agente de contraste yodado-liposomal. PLoS ONE 7 (4): e34496. doi: 10.1371 /journal.pone.0034496
Editor: G. Juri Gelovani, Universidad de Texas, M. D. Anderson Cancer Center de los Estados Unidos de América
Recibido: 10 de noviembre de 2011; Aceptado: March 1, 2012; Publicado: April 2, 2012
Derechos de Autor © 2012 Badea 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:. Este trabajo fue apoyado en parte por subvenciones /Centro de recursos NIH CNRR Nacional de Tecnología Biomédica (RR005959 P41, NCI U24 CA092656) (CTB, GAJ). Parte de este trabajo fue apoyado por fondos de Marval Biosciences Inc. (AA, KBG), la Sociedad Americana de Oncología Clínica, Premio Joven Investigador (APG) y el Instituto Nacional del Cáncer K08 CA 114176 (DGK). Sin financiación externa adicional fue recibida para este estudio. 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:. AA es un co-fundador y accionista de Marval. CTB es un consultor para Marval y tiene opciones sobre acciones. No hay nada que declarar en relación con el empleo, consultoría, patentes, productos en desarrollo o los productos comercializados. Esto no altera la adhesión de los autores a todas las políticas de PLoS ONE en los datos y materiales de uso compartido.
Introducción
cáncer
pulmón es la principal causa de muerte por cáncer (~28%), tanto en hombres y se espera que las mujeres y el número de muertes de aumentar un 50% para el año 2020 en todo el mundo [1]. Con el fin de reducir las tasas de mortalidad, el enfoque en el manejo del cáncer de pulmón se ha desplazado a la detección temprana y el tratamiento personalizado del cáncer [2]. En un estudio reciente, la tomografía computarizada (TC) de cribado de pacientes con alto riesgo reduce las muertes por cáncer de pulmón en un 20% [3] que demuestra el beneficio potencial de la detección del cáncer de pulmón en estadio temprano. Sin embargo, la vigilancia de los nódulos pulmonares sospechosas con frecuencia requiere un seguimiento longitudinal para evaluar los cambios en el tamaño del nódulo y la tasa de crecimiento. La mayoría de estos casos requieren varias exploraciones de seguimiento CT, que van hasta dos años, antes de que se haga un diagnóstico de malignidad [4]. Los avances en las técnicas de imagen que mejoran la caracterización de los nódulos pulmonares podrían tener un impacto sustancial en el manejo del paciente y la carga económica de cáncer de pulmón.
Nuevas técnicas de imagen que pueden tomar ventaja de las diferencias en la morfología del tumor entre los nódulos malignos y benignos están siendo evaluado. (DCE) de formación de imágenes -CT con contraste dinámico se ha evaluado para la diferenciación de los tumores benignos y malignos en base a la perfusión de nódulos y de los vasos del tumor permeabilidad [5], [6]. Aunque prometedor, el uso de agentes de contraste convencionales presentan desafíos en el análisis cuantitativo de la perfusión debido a la fuga rápida en el espacio extravascular, incluso durante la primera imagen pase. Además, la naturaleza molecular de los agentes de contraste yodados, similares en tamaño a la resonancia magnética (RM) agentes de contraste, los hace menos sensible a los cambios en la morfología vascular que se producen en la nano y escalas micro [7], [8], [9] . agentes de imagen y macromoleculares basados en nanopartículas podrían potencialmente proporcionar una medición más precisa de la perfusión de nódulos y permeabilidad de los vasos. En un estudio pre-clínico reciente, el uso de un, agente de contraste CT liposomal-yodado basada en nanopartículas para la diferenciación de los tumores en función de su crecimiento de tasa se demostró utilizando la mamografía clínica 2D en un modelo de rata de adenocarcinoma mamario [10]. El estudio demostró que los tumores de rápido crecimiento mostraron un aumento de la permeabilidad vascular a agentes de contraste de nanopartículas en comparación con tumores de crecimiento lento. En este estudio, por lo tanto, tratamos de evaluar la utilidad del agente de contraste yodado CT en liposomas para la caracterización de crecimiento lento y rápido crecimiento de nódulos pulmonares en modelos de ratones genéticamente modificadas de cáncer primario no microcítico de pulmón de células.
Materiales Métodos y
1. Ética declaración
Todos los animales fueron tratados de acuerdo con las buenas prácticas animal definidos por los organismos nacionales y /o locales pertinentes de bienestar animal, y todos los animales de trabajo fue aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucional (IACUC) de Duke University Medical Center. El programa de manejo de los animales Duke University Medical Center está acreditado por la Asociación Americana para la Acreditación de Laboratorio Animal Care y cumple con las normas del Instituto Nacional de Salud como se establece en la "Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio" (Publicación DHHS No. ( NIH) 85-23, Revisión de 1985). La institución también acepta como obligatoria la "Política de Integridad Personal Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio por las instituciones del Adjudicatario" PHS y "Principios del NIH para la Utilización y Cuidado de los animales utilizados en las pruebas, Investigación y Formación".
2 . Fabricación de agente de contraste liposomal CT
agente de contraste CT Liposomal-yodado se preparó usando métodos descritos anteriormente [7]. En pocas palabras, una mezcla de lípidos (150 mmol /L) que consiste en 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC), colesterol, y 1,2-diestearoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina-N- [ ,,,0],metoxi (polietilenglicol) -2.000] (DSPE-MPEG 2000) en una relación molar 55:40:5 se disolvió en etanol. La solución de etanol se hidrató con solución de iodixanol (550 mg de I /ml) y después se extruye de forma secuencial en un extrusor de Lipex Thermoline (Northern Lipids, Vancouver, Columbia Británica, Canadá) para el tamaño de los liposomas a ~ 100 nm. La solución resultante se diafiltró utilizando un módulo de MicroKros® (Spectrum Laboratories, CA) para eliminar iodixanol un-encapsulado. La distribución del tamaño de los liposomas en la formulación final se determinó mediante dispersión de luz dinámica (DLS) utilizando un Malvern Zetasizer nanoSERIES (Malvern Instruments, Worcestershire, Reino Unido) a 25 ° C. La concentración de yodo en la solución liposomal último se cuantificó por espectrofotometría (Abs a 245 nm). La concentración final de yodo en la formulación liposomal pegilada-yodo fue 120 mg /mL. El tamaño medio de los liposomas fue de 118 ± 20 nm y el índice de poli-dispersidad fue de menos de 0,15.
3. Los estudios in vivo
i. Primaria modelos de cáncer de pulmón y el procesamiento de tejidos.
Los tumores primarios del pulmón se desarrollaron como se describe anteriormente [11], [12], [13]. Dos modelos de cáncer de pulmón primario fueron desarrollados en este estudio: LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL ratones con expresión de G12D oncogénico Kras
y supresión de p53 después de la infección intranasal con adeno-Cre; y los ratones Kras
LA1 con expresión de la única G12D oncogénico Kras
tras la recombinación intra-cromosómica espontánea del alelo Kras latente. La LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL animales fueron utilizados para el estudio de imagen a las 12 semanas después de la infección adeno-Cre. Todos los animales fueron imágenes en 24-30 semanas de edad. Un total de diez animales (cinco por grupo) se utilizaron para el estudio de imágenes.
Después de la sesión de formación de imágenes final, se sacrificaron los animales y perfundidos con solución salina tamponada con fosfato. Se extrajeron los pulmones, se congelaron rápidamente en nitrógeno líquido y se almacena a -80 ° C. Hematoxilina y eosina (H & amp; E) tinción se realizó en las secciones de tejido para examinar la morfología del tumor
ii.. configuración de micro-CT y estudio de imágenes.
Un sistema de imágenes de micro-TC de doble fuente-detector hecha a la medida se utilizó para el estudio [14]. Sólo una fuente de rayos X y el detector, se utilizaron para la formación de imágenes y un escáner tomó cerca de 7 minutos para completar. Los animales fueron escaneados mientras que la respiración libre bajo anestesia usando 2-3% isoflurano entregado por la configuración ojiva. Prospective gating cardio-respiratoria se usa para minimizar los efectos de las vías respiratorias de los animales y movimiento cardíaco durante las exploraciones [15]. Una almohada neumática colocado sobre el tórax de los animales conectado a un transductor de presión se utiliza para proporcionar una señal eléctrica que se correlaciona con el movimiento de respiración. almohadillas de ECG se utilizaron para adquirir la señal ECG. Una aplicación de LabVIEW leer señales tanto el respiratorias y de ECG y proporciona un impulso de transistor-transistor lógica requerida para la activación del tubo de rayos X y el detector en final de la espiración y en el pico R del ciclo de ECG. Los parámetros de análisis fueron: 80 kVp, 160 mA, 10 ms /exposición. Un total de 300 puntos de vista se adquirieron más de 360 ° de rotación. La dosis asociado con una sola exploración era 8 cGy. Los volúmenes se reconstruyeron utilizando el algoritmo Feldkamp [16] en una matriz de 512 × 512 × 512 a 88 micras de tamaño voxel isotrópico.
imágenes Longitudinal micro-CT se realizó en todos los animales. Un pre-contraste, se adquirió la exploración en base. Posteriormente, el agente de contraste liposómico se inyectó por vía intravenosa durante 2 minutos a través de la vena de la cola a una dosis de volumen de 16 l /g (~1920 mg de yodo /kg dosis) de peso corporal. exploraciones post-contraste se analizan inmediatamente después (0 horas de duración punto) y en el día 3 (72 horas) y el día 7 (168 horas) después de la administración del agente de contraste liposomal.
4. análisis de los datos de imagen
Análisis de los datos de todos los conjuntos de imágenes se realizó en Osirix (v.3.6 64 bits). Las mediciones de volumen y diámetro máximo se realizaron en los nódulos pulmonares individuales. Un mínimo de cuatro nódulos se analizaron en cada animal a excepción de un animal en el grupo benigno que sólo mostró un nódulo detectable. Los nódulos pulmonares fueron segmentados manualmente mediante la elaboración de las regiones de interés en el plano axial. La sección transversal más grande de nódulos se identificó manualmente en el plan axial y el diámetro nódulo se determinó utilizando la herramienta de línea en Osirix. Los nódulos pulmonares fueron asignados a uno de los siguientes tres grupos en base al diámetro de nódulos (x en mm) medida en el plano axial: Grupo 1 (1,0 & lt; x≤1.5), Grupo 2 (1,5 & lt; x≤2.5) y Grupo 3 (2,5 & lt; x≤3.5). Nódulos menores de 1 mm no se analizaron ya que representaban un gran número de nódulos con cambios muy rápidos de volumen que fueron contorneados por el posicionamiento de los animales y lo que afectó especialmente a juego del tumor en los conjuntos de imágenes en diferentes puntos temporales.
Los cambios relativos en el tamaño del nódulo se calcula como: Vol
Day0 es el promedio de pre-contraste y las 0 horas volumen post-contraste nódulo; Vol
Day7 es el volumen nódulo en día 7 después de la inyección de contraste
.
La depuración de la sangre de agente de contraste se determinó midiendo la atenuación de la señal en un vaso principal, la aorta descendente. Para los nódulos, atenuación de la señal media se calcula sobre todo el volumen. ROI se elaboraron en tres lugares diferentes para la aorta descendente. . Atenuación de la señal se presenta como valores medios y las desviaciones estándar informadas en unidades Hounsfield (UH) guía
La mejora de la señal diferencial en cada nódulo se calcula como: donde, HU
POST es la señal media de nódulos, en Hounsfield unidades (HU), inmediatamente después de contraste (0 h) o el día 3 o el día 7 y HU
pRE es la señal media de nódulos, en unidades Hounsfield (UH), en el análisis previo a la diferencia.
el volumen de sangre fraccionada (FBV), expresada como porcentaje, en cada nódulo se determinó utilizando el pre-contraste y los post-contraste 0-hr conjuntos de datos de acuerdo con la ecuación [17]: Desde que se detecta la señal de sangre-pool residual en día 7 , la mejora de la señal diferencial para el nódulo se corrigió para eliminar el componente de volumen de sangre de la señal global de nódulos utilizando la siguiente ecuación: Osirix (v-3.6, 64-bit) y ImageJ (v-1.41o) se utilizaron para la representación visual.
resultados
se obtuvo una mejora de la señal arterial alta inmediatamente después de la administración del agente de contraste liposomal (Figura 1a). La señal decayó gradualmente con el tiempo y por día 7, la mayoría de agente de contraste liposómico se había aclarado de la circulación sistémica como es evidente por una reducción en la atenuación de la señal en la sangre. estudios de imagen, utilizando el agente de contraste liposomal en ratones han informado de una vida media en sangre de aproximadamente 41 horas [7]. Análisis dinámico de nódulos pulmonares demostró mejora de la señal inmediatamente después del contraste (0 h) que indica el volumen arterial alta en los nódulos (Figura 1b). El Kras
modelo LA1 mostró disminución gradual en la mejora de la señal con el tiempo, similar a la tendencia observada para el despacho del agente de contraste de la circulación sistémica. En el día 3 y el día 7, los nódulos en LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL modelo mostró significativamente mayor aumento de la señal (p & lt; 0,05) en comparación con nódulos en el modelo
LA1 Kras. El análisis histológico de tanto los modelos de cáncer de pulmón primario demostró características similares a los descritos anteriormente (Figura 2) [11], [12], [13].
Las imágenes fueron adquiridas en 10 × (a, c) y 40 aumentos (c, d). Barras de escala: 200 um en A y C; 100 um en b y d
Análisis de nódulos pulmonares demostrado una buena correlación entre las mediciones basadas en diámetro y basados en el volumen para los dos modelos de cáncer de pulmón (r
2 & gt; 0,8). (Figura 3a) . Los volúmenes de nódulos se midieron utilizando micro-CT en el día 0 y día 7 después de la administración del agente de contraste. Durante el período de formación de imágenes, los nódulos en LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL ratones demostró un aumento significativo (p & lt; 0,05) en volumen en comparación con nódulos en Kras
ratones LA1, lo que indica mayor tasa de crecimiento ( Figura 3b). El Kras
ratones LA1 no mostró nódulos más grande que 2,5 mm, lo más probable debido a la naturaleza de crecimiento lento de este modelo. La propiedad de sangre de la piscina del agente de contraste liposomal también permitió la determinación del volumen de sangre fraccionada. No se observaron diferencias de significación en el volumen sanguíneo fraccionada entre los dos modelos de cáncer de pulmón (P & lt; 0,05). (Figura 3c)
(a). Las líneas continuas indican ajuste cúbico a los puntos de datos. Un proyecto de I
2 se obtuvo valor de 0,93 y 0,81 para LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL y Kras
modelos LA1, respectivamente. Cambio porcentual en el volumen de nódulos en los dos modelos de cáncer de pulmón como una función del diámetro de nódulos (* indica p & lt; 0,05) (b). CT-deriva volumen de sangre fraccionada como una función del diámetro del nódulo (c).
Ambos tipos de nódulos pulmonares mostró una atenuación más alta inmediatamente después de la administración del agente de contraste liposomal, lo que indica la perfusión tisular alta. La visualización activado de alta acumulación de sangre atenuación de la red vascular asociada con los nódulos pulmonares (Figura 4). Se observaron grandes vasos sanguíneos en la superficie de los nódulos en ambos modelos. El tamaño de la característica pequeña hace que sea difícil para sondear las estructuras vasculares dentro del nódulo.
Las imágenes fueron obtenidas inmediatamente después de la administración del agente de contraste liposomal.
Media atenuación de la señal se midió en los nódulos basal y el día 7 después de la administración del agente de contraste liposomal. mejora de la señal en los nódulos se determinó en relación a la línea de base (Figura 5). Los nódulos pulmonares en LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL ratones mostraron significativamente mayor aumento de la señal en comparación con los nódulos en Kras
ratones LA1 (P & lt; 0,05). El aspecto longitudinal de este estudio también permitió imagen fácil de la mejora de los tumores retraso en el LSL-Kras
G12D;.
FL /FL ratones p53 (Figura 6)
(* indica p & lt; 0,05 )
Tenga en cuenta el aumento del diferencial de los tumores en el día 7 post-contraste punto de tiempo en el LSL-Kras
G12D;.. p53
FL /FL sólo lesiones
Discusión
La detección temprana del cáncer de pulmón primario puede conducir a la mejora de la supervivencia del paciente. La angiogénesis, una de las características de los tumores sólidos, implica el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos. A diferencia de los vasos normales, los vasos asociados al tumor tienen anormal y arquitectura 'fugas', ejemplificada por la presencia de grandes fenestraciones en el revestimiento endotelial que permiten no sólo las moléculas pequeñas y partículas de extravasación en la región intersticial sino también facilitan las células tumorales para escapar hacia la circulación sistémica [18]. avanzadas técnicas de imagen no invasivas que pueden explotar las diferencias en microambiente del tumor pueden desempeñar un papel importante en la detección temprana del cáncer.
Varias modalidades se han utilizado para la imagen preclínica en modelos de ratón de cáncer de pulmón [11 ], [19]. Entre estos, TC y RM, que se utilizan de forma rutinaria en la clínica, proporcionan alta resolución espacial para la evaluación vascular y cambios morfológicos. Las técnicas de imagen nuclear como la tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía por emisión de único tomografía computarizada (SPECT), también se utiliza clínicamente para el diagnóstico y seguimiento terapéutico del cáncer de pulmón, proporcionar una sensibilidad de alto contraste pero con una resolución relativamente baja-espacial. técnicas de formación de imágenes ópticas, como la tomografía de fluorescencia y bioluminiscencia, que también proporcionan una alta sensibilidad, se han utilizado principalmente pre-clínico para estudiar el crecimiento del cáncer de pulmón, así como para monitorizar la respuesta al tratamiento [20], [21]. Sin embargo, las modalidades basadas en la luz se ven afectadas por la baja resolución espacial y penetración tisular limitada. Se llevan a cabo en combinación con micro-CT para proporcionar no sólo la referencia anatómica, sino también mejorar la reconstrucción de la imagen. cánceres primarios de pulmón en ratones, a diferencia de muchos otros tipos de tumores, son un reto a la imagen con alta resolución, debido a artefactos de movimiento cardíaco y respiratorio y tamaños de los tumores pequeños. En este trabajo, se investigó el uso de un agente de contraste yodado en liposomas y micro-CT para la caracterización de los cánceres primarios de pulmón en ratones. El uso de la prospectiva cardiorrespiratoria compuerta adquisición tomográfica permitido de alta calidad e imágenes isotrópicas en voxel dimensión de 88 micras. retos de movimiento impuestas por imágenes de pulmón en roedores fueron superadas con procedimientos mínimamente invasivos, es decir, que no requieren intubación y ventilación mecánica. La dosis de radiación asociada de 0,24 Gy acumulado más de tres puntos de tiempo de formación de imágenes estaba en el rango típico reportado en la literatura [22] y por lo tanto no se espera que juegue un papel en el resultado de los resultados de nuestro estudio de formación de imágenes. Sin embargo observamos que la dosis de radiación en los estudios preclínicos con micro-CT es mucho mayor que en los estudios clínicos. Esto es porque se requiere una mayor resolución en micro-CT y esto podría ser solamente consigue utilizando más radiación.
Los modelos de ratones genéticamente modificados de cáncer de pulmón primario utilizado en este estudio, han sido previamente caracterizado y probado para evaluar quimioterapias y radiación tratamiento [11], [23]. La LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL modelo, que tiene mutaciones en p53, Kras y resultados en la generación de adenocarcinomas primarios agresivos. El Kras
modelo LA1, que tiene mutaciones en Kras solamente, resultados en el desarrollo de adenomas primarios que pueden progresar a los adenocarcinomas de bajo grado. La LSL-Kras
G12D; p53
FL /FL modelo mostró características de crecimiento rápido consistente con los adenocarcinomas de alto grado que fueron consistentes con estudios anteriores [11], [23]. se observó entre el diámetro del nódulo y el volumen de los dos modelos de cáncer; una fuerte correlación (0,8 R
2 & gt). Se han planteado preocupaciones acerca de los criterios de evaluación de respuesta en tumores sólidos (es decir RECIST) de respuesta a las evaluaciones basadas, en parte porque los tumores no siempre se expanden o contraen de manera uniforme; cambios en las longitudes de línea representan sólo una pequeña fracción de la información disponible en las imágenes [24]. Sin embargo, debido a que las dos medidas se correlacionaron bien en este estudio y el análisis basado en el tamaño es una técnica usada comúnmente en la clínica, el posterior análisis de la formación de nódulos y mejora de la señal se estudió mediante la clasificación de los nódulos en función de su tamaño.
como se ha demostrado en este estudio, el agente de contraste yodado en liposomas proporciona dos métodos para la caracterización de tumores sólidos. Durante una imagen de fase temprana, que se produce dentro de unas pocas horas después de la administración del agente de contraste, el agente se distribuye principalmente en el compartimento vascular con extravasación insignificante en el tejido tumoral. Como resultado, se consigue la visualización de la vasculatura del tumor y el suministro de sangre, lo que permite la evaluación del volumen de sangre en relación en los tumores. Con el tiempo, las nanopartículas liposomales-yodado extravasan en el tejido tumoral a través del efecto de permeación y retención mejorada que resulta en aumento de la señal tumor. En consecuencia, durante la formación de imágenes de fase retardada, que ocurre durante varios días, el agente de contraste permite obtener imágenes liposomal y la diferenciación del tejido tumoral
La mejora de la señal más alta observada en el LSL-Kras
G12D;. P53
FL /FL modelo sugiere aumento de la acumulación y la permeabilidad vascular, por lo tanto mejorado para el agente de contraste de nanopartículas. fenómeno similar de aumento de la permeabilidad vascular a las nanopartículas también se ha observado en otros modelos de tumores altamente agresivos [10]. Por otra parte, un estudio reciente mostró también, muy elegante, los cambios en la permeabilidad vascular del tumor a las nanopartículas como la transición del tumor de la condición premaligna a un estado maligno [25]. Tomados en conjunto, estos hallazgos sugieren que los tumores de rápido crecimiento absorben agente de contraste más liposomal que los tumores de crecimiento lento. Estos podrían tener importantes implicaciones clínicas, ya que puede permitir la diferenciación y la clasificación de los tumores en función de su potencial de malignidad. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los nódulos, incluso las malignas, visto en el entorno clínico tienen tasas de crecimiento relativamente lento en comparación con los observados en este estudio. Por lo tanto, dicha evaluación en última instancia, tendrá que ser realizado en la clínica para determinar el potencial de este método para la caracterización y la estadificación de los tumores eficaz. El aumento de la captación del agente de contraste liposomal en tumores de rápido crecimiento sugieren que se podría usar nano-portadores para entregar altas cargas útiles de agentes quimioterapéuticos o materiales genéticos dentro de estos nódulos, simplemente a través de la extravasación pasiva. Además, la capacidad para destacar posibles nódulos malignos también podrían facilitar la biopsia, así como que delimitan con precisión los márgenes de tumores mediante imágenes de CT para la radioterapia o la extirpación quirúrgica.
Como recientemente se muestra, la administración dirigida de agentes formadores de imágenes y terapéuticos para los tumores de pulmón es posible y podría proporcionar la detección temprana y el aumento de la eficacia terapéutica contra el cáncer [26]. Freedman et al [27] han utilizado recientemente un complejo inmunoliposomas dirigidos por resonancia magnética de imágenes de tumores pulmonares. La naturaleza versátil de la plataforma liposomal y su precedente para su uso en la clínica ha visto un interés continuo en esta área resulta en el desarrollo de agentes no dirigidas y específicas de formación de imágenes para su uso en una variedad de modalidades de imagen [28], [29], [30].
Aunque es posible, no hemos utilizado liposomas dirigidos en este estudio. En cambio, hemos demostrado que mejora suficiente diferencial de los tumores de pulmón se puede obtener sobre la base de acumulación pasiva de los liposomas. El estudio actual también tiene algunas limitaciones. La dosis de yodo utilizado en este estudio era 5-10 veces mayor que la dosis de yodo utilizado de forma rutinaria en la clínica para formación de imágenes CT dinámica de los tumores de pulmón. La dosis alta era necesario superar niveles relativamente más altos de ruido (6-10 veces) en micro-CT en comparación con CT clínica y para visualizar estructuras microvasculares. En consecuencia, se requiere un periodo de espera más largo para permitir depuración de la sangre de la mayoría del agente de contraste. Mientras que la dosis de agente de contraste se puede reducir, los altos niveles de ruido asociados con los sistemas de micro-CT (& gt; 65 HU) que surgen de altos retos actuales de resolución espacial en la evaluación cuantitativa de pequeñas características. Una alta dosis de lípidos, con el fin de ofrecer altas dosis de yodo, también se utilizó en este estudio. Mientras que tales dosis no se pueden utilizar en la clínica, creemos que los bajos niveles de ruido en los escáneres de TC clínicos y el tamaño de la característica gran permitirían reducción de agente de contraste, y un lípido correspondiente, dosis. Estudios previos han demostrado de formación de imágenes de las lesiones de tamaño clínico en el modelo de conejo usando agente de contraste administrado liposómica a una dosis de yodo comparable a los utilizados en la clínica [31].
El estudio también proporcionó una visión de imágenes de perfusión cuantitativo utilizando una agente de contraste de acumulación de sangre y la TC. Sin embargo, el análisis de rutina es difícil en estudios con roedores debido al pequeño tamaño de características y altos niveles de ruido en los escáneres de micro-CT. Métodos avanzados que pueden reducir los niveles de ruido, tales como las técnicas de reconstrucción iterativos [32], [33], junto con el aumento de las técnicas de imagen de energía dual de contraste sensible [34] puede ayudar en la consecución de estos objetivos. El éxito de tales procedimientos de imagen proporcionaría nuevas oportunidades para evaluar la eficacia de las terapias anti-angiogénicas en modelos preclínicos de cáncer.
tumores Agradecimientos
pulmón se producen a partir de Kras
ratones LA1 y LSL-Kras
ratones G12D proporcionados por el doctor Tyler Jacks y p53
FL ratones proporcionada por el Dr. A. Berns. Los autores también desean reconocer Yi Qi para obtener ayuda con la TC y el Dr. D. Vela y Tommy Reese para obtener ayuda con la histología.