Сравнение эффективности способов контрастирования in vivo моделей колоректального рака

Цель исследования. Сравнить эффективность существующих способов контрастирования при проведении микрокомпьютерной томографии in vivo для визуализации моделей колоректального рака, полученных методом ортотопической имплантации в слепую кишку иммунодефицитным мышам линии BALB/c Nude.

Материалы и методы. Исследование было выполнено на самках мышей линии BALB/c Nude (N = 25), которым имплантировали перевиваемый штамм КРР человека в слепую кишку. Через 20 дней после имплантации животным вводили контрастный агент «Оптирей» различными способами (внутривенно, перорально, внутрибрюшинно, ректально) и визуализировали на приборе Quantum GX2. Полученные изображения были импортированы в программу RadiAnt DICOM Viewer, где были выполнены замеры опухолевых узлов. После была проведена лапаротомия с замером опухолевых узлов штангенциркулем. На последнем этапе исследования животных эвтанизировали методом дислокации шейных позвонков. Опухоли были иссечены, замерены штангенциркулем и помещены в 10 % формалин для проведения гистологического анализа согласно стандартной методике.

Результаты. При внутривенном, пероральном и внутрибрюшинном введении контраста средние значения объемов опухолевых ксенографтов по результатам микро-КТ составили 53,7 ± 5,2 мм³, 52,7 ± 6,4 мм³ и 63,6 ± 5,6 мм³ соответственно, по данным лапаротомии – 43,0 ± 5,5 мм³, 44,5 ± 5,4 мм³ и 58,5 ± 5,5 мм³ соответственно, по данным, полученным посмертно – 55,2 ± 6,6 мм³ 53,2 ± 8,8 мм³ 65,9 ± 3,8 мм³ соответственно. Для этих трех групп средние объемы опухолей, полученные при измерении опухолей посмертно были сопоставимы с объемами полученными при проведении микро-КТ, но выше данных, полученных при лапаротомии.

Заключение. Полученные нами данные показывают, что внутривенный, внутрибрюшинный и пероральный способы введения контраста являются более адекватными и предпочтительными при проведении микро-КТ на лабораторных животных.

1. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, et al. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2021 May;71(3):209–249. https://doi.org/10.3322/caac.21660

2. Геворкян Ю. А., Колесников В. Е., Солдаткина Н. В., Харагезов Д. А., Дашков А. В., Каймакчи Д. О., и др. Малоинвазивные хирургические вмешательства в лечении больных метастатическим колоректальным раком. Южно-Российский онкологический журнал. 2020;1(2):22–27. https://doi.org/10.37748/2687-0533-2020-1-2-3

3. Пулатов Д. А., Ибрагимов Ж. М., Камышов С. В. Сравнительная оценка токсичности лечения больных химиорезистентным колоректальным раком. Онкология и радиология Казахстана. 2017;2(44):58–61.

4. Поликарпов А. А., Таразов П. Г., Кагачева Т. И., Гранов Д. А. Регионарная химиотерапия нерезектабельных метастазов колоректального рака в печень, резистентных к системной химиотерапии. Вопросы онкологии. 2018;64(4):499–503.

5. Безбородова О. А., Панкратов А. А., Немцова Е. Р., Венедиктова Ю. Б., Воронцова М. С., Енгалычева Г. Н., и др. Противоопухолевые лекарственные препараты: планирование доклинических исследований по оценке эффективности и безопасности. Ведомости научного центра экспертизы средств медицинского применения. 2020;10(2):96–110. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2020-10-2-96-110

6. Xu X, Shang L, Wang P, Zhou J, Ouyang X, Zheng M, et al. Creating matched in vivo/in vitro patient-derived model pairs of pdx and pdx-derived organoids for cancer pharmacology research. J Vis Exp. 2021 May 5;(171). https://doi.org/10.3791/61382

7. Росторгуев Э. Е., Кит О. И., Гончарова А. С., Непомнящая Е. М., Волкова А. В., Заикина Е. В., и др. Изучение противоопухолевой эффективности комбинации бортезомиба и темозоломида на подкожных pdx-моделях глиобластомы человека. Современные проблемы науки и образования. 2020;(5):121. https://doi.org/10.17513/spno.30191

8. Cho SY. Patient-derived xenografts as compatible models for precision oncology. Lab Anim Res. 2020 May 20;36:14. https://doi.org/10.1186/s42826-020-00045-1

9. Valta M, Ylä-Pelto J, Lan Y, Kähkönen T, Taimen P, Boström PJ, et al. Critical evaluation of the subcutaneous engraftments of hormone naïve primary prostate cancer. Transl Androl Urol. 2020 Jun;9(3):1120–1134. https://doi.org/10.21037/tau.2020.03.38

10. Janakiraman H, Zhu Y, Becker SA, Wang C, Cross A, Curl E, et al. Modeling rectal cancer to advance neoadjuvant precision therapy. Int J Cancer. 2020 Sep 1;147(5):1405–1418. https://doi.org/10.1002/ijc.32876

11. de Souza JC, Miguita L, Gomez RS, Gomes CC. Patient-derived xenograft models for the study of benign human neoplasms. Exp Mol Pathol. 2021 Jun;120:104630. https://doi.org/10.1016/j.yexmp.2021.104630

12. Orhan K., editor. Micro-computed Tomography (micro-CT) in medicine and engineering. Berlin: Springer; 2020.

13. Rapic S, Vangestel C, Verhaeghe J, Van den Wyngaert T, Hinz R, et al. Characterization of an Orthotopic Colorectal Cancer Mouse Model and Its Feasibility for Accurate Quantification in Positron Emission Tomography. Mol Imaging Biol. 2017 Oct;19(5):762–771. https://doi.org/10.1007/s11307-017-1051-4

14. Sweeney N, Marchant S, Martinez JD. Intraperitoneal injections as an alternative method for micro-CT contrast enhanced detection of murine liver tumors. Biotechniques. 2019;66(5):214–217. https://doi.org/10.2144/btn-2018-0162

15. Baek JM, Kwak SC, Kim JY, Ahn SJ, Jun HY, Yoon KH, et al. Evaluation of a novel technique for intraperitoneal injections in mice. Lab Anim (NY). 2015 Nov;44(11):440–444. https://doi.org/10.1038/laban.880

16. Wathen CA, Foje N, van Avermaete T, Miramontes B, Chapaman SE, Sasser TA, et al. In vivo X-ray computed tomographic imaging of soft tissue with native, intravenous, or oral contrast. Sensors (Basel). 2013;13:6957–6980. https://doi.org/10.3390/s130606957

17. Boll H, Bag S, Nölte IS, Wilhelm T, Kramer M, Groden C, et al. Double-contrast micro-CT colonoscopy in live mice. Int J Colorectal Dis. 2011 Jun;26(6):721–727. https://doi.org/10.1007/s00384-011-1181-0

18. Choquet P, Calon A, Breton E, Beck F, Domon-Dell C, Freund JN, et al. Multiple-contrast X-ray micro-CT visualization of colon malformations and tumours in situ in living mice. C R Biol. 2007 Nov;330(11):821–827. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2007.08.002