Abstract
Formålet med denne studien er å finne ut om ultrafiolett lys (UVC) bestråling i kombinasjon med fluorescens -Guidede kirurgi (FGS) kan utrydde metastatisk menneskelig kreft i bukspyttkjertelen i ortotopiske nude-musemodeller. To uker etter orthotopic implantasjon av menneskelige MiaPaCa-2 kreft i bukspyttkjertelen celler, uttrykker grønt fluorescerende protein (GFP), i nakne mus, ble sterkt lys kirurgi (BLS) utføres på alle tumorbærende mus (n = 24). Etter BLS, ble musene randomisert inn i 3 behandlingsgrupper; BLS-only (n = 8) eller FGS (n = 8) eller FGS-UVC (n = 8). De resterende svulster ble fjernet med en håndholdt bærbar bilde systemet under fluorescens navigasjon i mus behandlet med FGS og FGS-UVC. Den kirurgisk fjerning seng ble bestrålt med 2700 J /m
2 UVC (254 nm) i mus behandlet med FGS-UVC. Den gjennomsnittlige resttumor området etter FGS (n = 16) var betydelig mindre enn etter BLS bare (n = 24) (0,135 ± 0,137 mm
2 og 3.338 ± 2,929 mm
2, henholdsvis;
p
= 0,007). BLS behandlede mus hadde betydelig redusert overlevelse sammenlignet med FGS- og FGS-UVC-behandlede mus for både tilbakefall overlevelse (RFS) (
p
0,001 og
p
0,001 henholdsvis) og total overlevelse (OS) (
p
0,001 og
p
0,001, henholdsvis). FGS-UVC-behandlede mus hadde økt RFS og OS i forhold til FGS-bare behandlede mus (
p
= 0,008 og
p
= 0,025, henholdsvis); med RFS varer i minst 150 dager som indikerer dyrene ble kurert. Resultatene av denne studien viser at UVC-bestråling i kombinasjon med FGS har klinisk potensiale til å øke overlevelsen
relasjon:. Hiroshima Y, Maawy A, Zhang J, Sato S, Murakami T, Yamamoto M, et al. (2014) Fluorescens styrt kirurgi i kombinasjon med UVC bestråling Cures metastatisk Menneskelig kreft i bukspyttkjertelen i ortotopiske musemodeller. PLoS ONE 9 (6): e99977. doi: 10,1371 /journal.pone.0099977
Redaktør: Juri G. Gelovani, Wayne State University, USA
mottatt: 16 januar 2014; Godkjent: 20 mai 2014; Publisert: 12 juni 2014
Copyright: © 2014 Hiroshima et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Denne studien ble støttet delvis av National Cancer Institute stipend CA CA132971 og CA142669, og Grants-in-Aid fra den japanske departementet for utdanning, kultur, sport, vitenskap og teknologi for Fundamental Research (C) (# 23592018 til IE og # 24592009 til KT ). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:. Forfatterne har følgende interesser: Yukihiko Hiroshima, Yong Zhang, Mako Yamamoto, Fuminari Uehara, Shinji Miwa, og Shuya Yano er filialer av kreftbekjempende Inc. Masashi Momiyama og Takashi Chishima var tidligere agenter av kreftbekjempende Inc. Robert M. Hoffman er en ikke-lønnet agent av kreftbekjempende Inc. anticancer Inc. markedsfører dyremodeller av kreft. Det er ingen andre konkurrerende interesser. Det finnes ingen patenter, produkter under utvikling, eller markedsført produkter å erklære. Dette endrer ikke forfatternes tilslutning til alle PLoS ONE politikk på deling av data og materialer, som beskrevet på nettet i veiledningen for forfatterne.
Innledning
Komplett tumorreseksjon kan forbedre total overlevelse av bukspyttkjertelen kreftpasienter [1], som er i dag 5% på fem år. Metastatisk tilbakefall ofte skjer etter forsøk på kurativ reseksjon av primærtumor, fordi alle kreftceller ikke fjernes av kirurgen på grunn av manglende evne til å se dem. Making svulster fluoresce gir store fordeler for svulst deteksjon under operasjonen for å oppnå fullstendig reseksjon [2]. Vi har tidligere vist at fluorescens styrt kirurgi (FGS) for kreft i bukspyttkjertelen redusert resttumorbelastning og generelt bedre og sykdomsfri overlevelse hos mus [3] – [5]. Imidlertid er det vanskelig å fjerne alt mikroskopisk sykdom selv med FGS [5].
ultrafiolett lys (UV) bestråling har vist effekt i forskjellige musemodeller i vårt laboratorium in vitro og in vivo på kreftceller som uttrykker fluorescerende proteiner [6] – [10]. Vi har tidligere rapportert UV-indusert kreft celledød ble funnet å være bølgelengden og doseavhengig, samt cellelinje avhengig og UVC er mest effektive [9]. In vitro, så lite som 25 J /m
2 UVC-stråling drepte ca. 70% av 143B humane osteosarkom-celler som uttrykker grønt fluorescerende protein (GFP) og rød fluorescerende protein (RFP). Celledød begynte omtrent 4 timer etter bestråling og fortsatt inntil 10 timer etter bestråling. UVC eksponering også undertrykkes kreftcellevekst i nakne mus i en modell med minimal gjenværende kreft (MRC) [7], [9]. Vi har også vist at murin Lewis lungekarsinom (LLC) og humane U87 glioma-celler som uttrykker GFP i kjernen og RFP i cytoplasma, var mer følsomme for UVC lys enn ikke-fargede LLC og U87-celler, noe som tyder på at ekspresjon av fluorescerende proteiner i kreftceller kan forbedre fotodynamisk effekt av UVC på kreftceller.
i denne studien har vi vist at UVC bestråling brukes til irradicate MRC etter FGS er mer effektivt for menneskelig kreft i bukspyttkjertelen i ortotopiske musemodeller enn FGS alene og resulterer i tilsynelatende kurer.
Materialer og metoder
Etablering av grønt fluorescerende protein merket Cancer Cell linje
for grønt fluorescerende protein (GFP) genet transduksjon av kreftceller, 70% konfluent MiaPaCa-2 human bukspyttkjertelcancerceller [11], [12] ble anvendt. I korte trekk ble celler inkubert med en 1:01 utfelt blanding av retrovirale supernatanter fra PT67-GFP-celler som uttrykker GFP-genet koblet til G418-resistens-genet og RPMI 1640-medium (Irvine Scientific, Santa Ana, CA) inneholdende 10% føtalt bovint serum (FBS) (Hyclon Laboratories, Logan, UT) i 72 timer. Fersk medium ble fylt opp på dette tidspunktet. Cellene ble høstet med trypsin /EDTA 72 timer etter transduksjon og subdyrket i et forhold på 1:15 i medium som inneholdt 200 ug /ml av det selektive midlet G418. Nivået på G418 ble økt trinnvis opp til 800 mikrogram /ml [11], [13] -. [15]
Cell Culture
MiaPaCa-to-GFP og BxPC-3 [16 ] humane kreft i bukspyttkjertelen celler ble holdt i RPMI 1640 medium supplert med 10% FBS. Cellene ble inkubert ved 37 ° C i en fuktet atmosfære av 5% CO
2 i luft. Cellene ble samlet opp etter trypsinering og farget med trypanblått (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). Bare levedyktige celler som ekskluderte trypanblått ble telt med en hemocytometer (Hausser Scientific, Horsham, PA).
Dyr
atymiske
nu /nu
hårløse mus (anticancer Inc. , San Diego, CA), 4-6 uker gamle, ble anvendt i denne studien. Mus ble oppbevart i en barriere anlegg under HEPA filtrering. Mus ble matet med Autoclaved laboratorium gnagerdiett. Alle mus kirurgiske prosedyrer og avbildning ble utført med dyrene bedøvet ved intramuskulær injeksjon av en 0,02 ml løsning av 50% ketamin, 38% xylazin, og 12% acepromazin maleat. Alle dyrestudier ble gjennomført med en anticancer Institutional Animal Care og bruk Committee (IACUC) -protocol spesielt godkjent for denne studien og i samsvar med de prinsipper og prosedyrer som er skissert i National Institute of Health Guide for omsorg og bruk av dyr i henhold Assurance Antall A3873-1.
Subkutan Tumor Cell Implantasjon
MiaPaCa-to-GFP cellene ble høstet ved trypsinering og vasket to ganger med serumfritt medium. Celler (2 × 10
6 i 100 mL serumfritt medium) ble injisert subkutant i 30 min av høsting, over høyre og venstre flankene i mannlige nakne mus. Subkutane tumorer ble tillatt å vokse i 2-4 uker inntil stort nok til å gi tilstrekkelig tumor å høste for påfølgende ortotopisk implantering.
ortotopisk tumorimplantering
En liten 6- til 10-mm tverrgående innsnitt ble gjort på venstresiden av musen gjennom huden og bukhinnen. Halen av pankreas ble eksponert gjennom dette innsnitt, og en enkelt svulst-fragment (3-mm
3) fra subkutane tumorer ble suturert til halen i bukspyttkjertelen ved hjelp 8-0 nylon kirurgiske suturer (Ethilon, Ethicon Inc., NJ, USA). Ved fullføring, ble returnert halen av bukspyttkjertelen til magen, og snittet ble stengt i ett lag bruker 6-0 nylon kirurgiske suturer (Ethilon) [17] -. [19]
Fluorescens Imaging
Olympus OV100 Small Animal Imaging System (Olympus Corp.), som inneholder en MT-20 lyskilde (Olympus Biosystems, Planegg, Tyskland) og DP70 CCD-kamera (Olympus Corp., Tokyo, Japan) [20] og Dino-Lite bildesystem (AM4113T-GFBW Dino-Lite Premier; Anmo Electronics Corporation, Taiwan) [21] og MVX10 lang arbeids avstand mikroskop (Olympus Corp.) [22], ble brukt til bildebehandling levende mus. Alle bildene ble analysert med ImageJ v1.440 (National Institutes of Health).
tumorreseksjon og UVC bestråling
To uker etter orthotopic implantasjon av MiaPaCa-to-GFP kreft i bukspyttkjertelen, lys-lys kirurgi (BLS) ble utført på alle tumorbærende mus (n = 24). Den eksponerte pankreatisk tumor ble avbildet preoperativt med OV100 ved en forstørrelse på 0.14x. Reseksjon av primær bukspyttkjertelen svulsten ble utført under standard lyse-feltet ved hjelp av MVX10 mikroskop. Postoperativt ble kirurgisk reseksjon seng avbildes med den OV100 ved en forstørrelse på 0.56x for å detektere gjenværende tumor. Musene som gjennomgikk BLS ble randomisert inn i 3 behandlingsgrupper: BLS-bare (n = 8), FGS (n = 8), eller FGS-UVC (n = 8) (Fig. 1). De resterende svulster i FGS eller FGS-UVC grupper av mus ble fjernet med Dino-Lite bilde systemet under fluorescens navigasjon. Etter fullførelse av FGS, ble kirurgisk reseksjon seng avbildes med den OV100 ved en forstørrelse på 0.89x å detektere mikroskopisk minimal restkreft (MRC) [23]. Den kirurgisk reseksjon sengen av FGS-UVC-gruppe mus ble bestrålt med 2700 J /m
2 UVC (emisjonstopp 254 nm) fra bunnen av kammeret ved hjelp av en Benchtop 3UV transilluminator (UVP, LLC, Upland, CA) . Snittet ble stengt i ett lag bruker 6-0 nylon kirurgiske suturer. Etter behandling ble musene tillatt å komme seg i burene.
To uker etter ortotopisk Implantasjon av MiaPaCa-2-GFP kreft i bukspyttkjertelen, lys-lys kirurgi (BLS) ble utført på alle tumorbærende mus (n = 24). Postoperativt ble kirurgisk reseksjon seng avbildes med den OV100 ved en forstørrelse på 0.56x for å detektere gjenværende tumor. Mus som gjennomgikk BLS ble randomisert inn i 3 behandlingsgrupper: BLS-bare (n = 8), FGS (n = 8), eller FGS-UVC (n = 8). Rest svulster hos mus i FGS og FGS-UVC grupper ble fjernet med Dino-Lite bilde systemet under fluorescens navigasjon. Etter fullførelse av FGS, ble kirurgisk reseksjon seng avbildes med den OV100 ved en forstørrelse på 0.89x å detektere micoscopic minimal restkreft (MRC). Den kirurgisk reseksjon sengen i mus i den FGS-UVC-gruppen ble bestrålt med 2700 J /m
2 UVC (emisjonstopp, 254 nm) fra bunnen av kammeret ved hjelp av en Benchtop 3UV transilluminator (UVP, LLC, Upland, CA).
ikke-invasiv Imaging av tumor tilbakefall og progresjon
for å vurdere for tilbakefall og å følge tumorprogresjon postoperativt, ukentlig non-invasiv hele kroppen avbildning av musene ble utført med den OV100 ved en forstørrelse på 0.14x, inntil slutten av forsøket.
monoklonalt antistoff
Monoklonale antistoffer som er spesifikke for karsinoembryonisk antigen (CEA) ble kjøpt fra RayBiotech, Inc. (Norcross, GA ). Antistoffene ble konjugert med Dylite 488 Protein Merking Kit (Molecular Probes Inc., Eugene, Oregon) i henhold til produsentene.
Følsomhet for Non-farget eller fluoriserende kreft i bukspyttkjertelen celler til UVC bestråling in vitro
for å sammenligne effekten av UVC bestråling på ikke-fargede BxPC-tre eller fluorescerende kreft i bukspyttkjertelen celler, BxPC-3-celler ble merket med anti CEA antistoff konjugert med Dylite 488 (BxPC-3-Ab488) eller GFP (BxPC-3 -GFP). BxPC-3-GFP eller BxPC-3-Ab488 eller ikke-farget BxPC-3-celler (10
3) ble sådd ut i 100 pl cellekulturmedium per brønn i 96-brønners plater. Cellene ble bestrålt med UVC på ulike doser (0, 25, 50 og 100 J /m
2) fra en Stasjonære 3UV transilluminator (UVP, LLC, Upland, CA). Tyve timer etter UVC-bestråling ble cellene vasket med fosfatbuffer saltvann (PBS) tre ganger. Celletallet ble bestemt med en IX71 fluorescens mikroskop (Olympus, Tokyo, Japan).
Statistical Analysis
PASWStatistics 18,0 (SPSS, Inc) ble brukt for statistiske analyser. Resttumor område er uttrykt som gjennomsnitt ± SD. De to-tailed Student
t
-test ble brukt for å sammenligne kontinuerlige variabler mellom 2 grupper. Kaplan-Meier-overlevelseskurver ble anvendt for å beregne overlevelse. Overlevelsesutfall ble sammenliknet med log rank tester. En
p
verdi. 0,05 ble ansett som statistisk signifikant for alle sammenligninger
Resultater
FGS reduserer Tumor Volume, men ikke utrydde all gjenværende kreftceller
BLS ble utført på alle tumorbærende mus (n = 24). Den eksponerte pankreatisk tumor ble avbildet preoperativt med OV100 ved en forstørrelse på 0.14x (fig. 2A). Postoperativt ble kirurgisk reseksjon seng avbildes med den OV100 ved en forstørrelse på 0.56x (Fig. 2B) for å detektere unresected tumor. Musene som gjennomgikk BLS ble randomisert inn i 3 behandlingsgrupper; BLS-only (n = 8), FGS (n = 8), eller FGS-UVC (n = 8) (Fig. 1).
De øvre paneler er lyse-feltet (BF), og nedre paneler viser tumor fluorescens. Det gjenværende tumor etter BLS ble tydelig påvist med både den OV100 ved en forstørrelse på 0.56x (B) og den Dino-Lite ved en forstørrelse på 30x (E). Det gjenværende tumor etter FGS ble marginalt påvist med enten OV100 ved en forstørrelse på 0.56x (C) eller den Dino-Lite ved en forstørrelse på 30x (F). Den OV100 ved en forstørrelse på 0.89x klart påvist minimal resttumor etter FGS (D). (G) Det gjenværende tumorområdet etter FGS var signifikant mindre enn etter BLS. Alle bildene ble målt for resttumor områder ved hjelp ImageJ. **
p
. 0,01
Imaging ble utført på alle 24 dyr etter BLS og før noen annen behandling. Den gjennomsnittlige resttumor område av hver gruppe var 3,46 ± 3,45 mm
2 (BLS), 3,26 ± 2,69 mm
2 (FGS) eller 3,30 ± 2,99 mm
2 (FGS-UVC). Omfanget av restsykdom var statistisk tilsvarende.
For FGS, ble Dino-Lite håndholdte portable bildesystem som brukes (Video S1). Etter fullførelse av FGS, ble kirurgisk reseksjon seng avbildes med den OV100 ved en forstørrelse på 0.89x (fig. 2D) for å detektere mikroskopisk MRC. MRC etter BLS-bare ble tydelig påvist med både OV100 ved en forstørrelse på 0.56x (Fig. 2B) og den Dino-Lite ved en forstørrelse på 30x (fig. 2E). MRC etter FGS ble marginalt påvist med enten OV100 ved en forstørrelse på 0.56x (fig. 2C) eller Dino-Lite ved en forstørrelse på 30x (fig. 2F). Den OV100 ved høy forstørrelse (0.89x) kan lett gjenkjenne mikroskopisk MRC etter FGS (Fig. 2D). Den gjennomsnittlige resttumor området etter FGS (n = 16) var betydelig mindre enn BLS-bare (n = 24) (0,135 ± 0,137 mm
2 og 3.338 ± 2,929 mm
2, henholdsvis;
p
= 0,007). Disse resultatene tyder på at FGS betydelig redusert resttumor volum etter BLS-bare, men mikroskopisk MRC forble på kirurgisk sengen selv etter FGS.
UVC bestråling i kombinasjon med FGS Cures metastatisk menneskelig kreft i bukspyttkjertelen
tilbakevendende tumorer ble påvist med noninvasive hel-legeme avbildning ved uke 3 til 11 i BLS-bare behandlede mus og ved uke 11 til 20 i de FGS-bare behandlede mus (fig. 3A og 4). Gjentakelse ble påvist i de 8 mus (100%) i BLS-eneste gruppe og 5 mus (62,5%) i FGS gruppen (fig. 4). Alle tilbakevendende tumorer utviklet seg raskt og metastasert regionalt og fjernt og drepes musene mellom dagene 30-156 i mus behandlet med BLS-bare og mellom dager 134-195 i mus behandlet med FGS (Fig. 3B-3F og 4B). Derimot ble ingen tilbakefall eller død påvist i noen mus behandlet med FGS-UVC (Fig. 3G-3J og 4B), noe som tyder på at UVC bestråling utryddet mikroskopisk MRC etter FGS.
tilbakefall ble først oppdaget av non -invasive hele kroppen bildebehandling bruker OV100 ved en forstørrelse på 0.14x ved uke 11 etter FGS (A, hvit pilspiss). Den tilbakevendende svulst kommet raskt (B-D) og drepte mus ved uke 22 etter FGS (D). Venstre aksillær lymfeknute-metastaser (E; hvit pilspiss), stort lokalt residiv av tumor og mange formidling tumornoduler (F) ble påvist i mus ved tidspunktet for dødsfallet. I motsetning til dette ble ingen tilbakefall detektert i FGS-UVC gruppe (G-J). Skala barer. 10 mm
Survival Virkningen av UVC bestråling i kombinasjon med FGS
Relapse overlevelse (RFS) og total overlevelse (OS) ble estimert i 3 eksperimentelle grupper av mus. Som vist i figurene 4A og 4B, 3-måneders RFS i mus etter BLS-bare, FGS og FGS-UVC var 0%, 50% og 100%, henholdsvis; og 5-måneders OS var 10%, 90% og 100%, henholdsvis. Median RFS i mus behandlet med BLS-bare, FGS og FGS-UVC var 28 dager, 103 dager og 138 dager, henholdsvis, og median OS var 57,5 dager, 188,5 dager, og 195 dager, henholdsvis (Tabell 1). Mus behandlet med BLS-bare viste signifikant redusert overlevelse sammenlignet med mus behandlet med FGS og FGS-UVC for både RFS (
p
0,001 og
p
0,001, henholdsvis) og OS (
p
0,001 og
p
0,001, henholdsvis). FGS-UVC-behandlede mus viste signifikant lengre overlevelse sammenlignet med mus behandlet med FGS både RFS og OS (
p
= 0,008 og
p
= 0,025, respektivt) (fig. 4 og tabell 1 ), noe som tyder på at UVC bestråling i kombinasjon med FGS utryddet mikroskopisk MRC.
Effekten av UVC bestråling på kreft i bukspyttkjertelen celler merket med Anti-CEA antistoff konjugert med Dylite 488
in vitro
eller GFP Sammenlignet med merking Cells
effekten av UVC bestråling på BxPC-3 kreft i bukspyttkjertelen celler merket med anti CEA antistoff konjugert med Dylite 488 (BxPC-3-Ab488), BxPC-3-GFP og umerket BxPC-3 ble sammenlignet (fig. 5A). UVC ble bestrålt ved forskjellige doser (0, 25, 50 og 100 J /m
2). Sammenlignet med ikke-fargede BxPC-3-celler, antallet BxPC-3-Ab488 og BxPC-3-GFP-celler ble redusert betydelig på grunn av UVC bestråling med 25 J /m 2 p = 0,016 og p = 0,01, henholdsvis
( ) og 50 J /m
2 (p = 0,001 og p 0,001, henholdsvis). BxPC-3-Ab488 og BxPC-3-GFP celler var tilsvarende mer følsomme for UVC lys enn ikke-fargede BxPC-3 celler.
(A) Representative bilder av non-farget BxPC-3, BxPC-3 -Ab488 og BxPC-3-GFP in vitro. Celler ble observert med de FV1000 konfokalt mikroskop (Olympus, Tokyo, Japan). Skala barer: 50 mikrometer. (B) UVC ble bestrålt ved forskjellige doser (0, 25, 50 og 100 J /m
2). Sammenlignet med ikke-fargede BxPC-3-celler, antallet BxPC-3-Ab488 og BxPC-3-GFP-celler ble redusert betydelig på grunn av UVC bestråling med 25 og 50 J /m
2. De eksperimentelle data er uttrykt som gjennomsnitt ± SD. * P 0,05, ** p. 0,01
Diskusjoner
Den kirurgiske orthotopic implantasjon (SOI) mus modell som brukes i denne studien har vært direkte sammenlignet med klinisk utfall pasient givere i en tidligere studie av oss. Fersk kirurgiske prøver avledet fra pasienter med avansert magekreft ble orthotopically transplantert i nakne mus ved hjelp av SOI. Det var statistisk signifikante sammenhenger (p 0,01). For både levermetastaser og peritoneal engasjement mellom pasienter og mus [24]
I en annen tidligere studie av oss, ble bukspyttkjertelcancer prøver transplantert til nude-mus bukspyttkjertelen bruker SOI [25]. De resulterende modeller representert klinisk bukspyttkjertelkreft inkludert: forlengelse av den lokalt voksende human kreft i bukspyttkjertelen til naken-mus mage og tolvfingertarm; metastaser til leveren og regionale lymfeknuter; og fjernmetastaser til binyrene, pessar, og mediastinale lymfeknuter. De transplanterte humane pankreatiske tumorer viste et lignende mønster for ekspresjon av human tumor-assosiert glykoprotein 72 og karsinoembryonisk antigen.
Vi har tidligere vist at SOI av intakt human magekreft vev resulterte i dannelsen av metastaser i 100% av musene med omfattende primær vekst til regionale lymfeknuter, lever og lunge. I motsetning til dette, ortotopisk implantering av cellesuspensjoner av det samme humane magekreft på samme sted, metastaser forekom hos bare 6,7% av musene med lokal tumordannelse. Disse resultatene understreker viktigheten av å bruke SOI for å tillate full uttrykk for metastatisk potensial [26].
Vi har også tidligere forhold metastatisk frekvensen av menneskelig nyrecellekarsinom SN12C når transplantert ved SOI eller orthotopic implantasjon av cellesuspensjoner i nyre. Metastatisk priser i de involverte organer (lunge, lever, og mediastinale lymfeknuter) var 2-3 ganger høyere med SOI sammenlignet med mobil orthotopic implantasjon. Median overlevelsestid i SOI-modellen var 40 dager, som var betydelig kortere enn for cellulær ortotopisk implantasjon (68 dager) [27].
I en annen av de tidligere studier, sammenlignet vi SOI til cellulære ortotopisk transplantasjon av blærekreft. Etter SOI av RT-10 blære tumor, metastaser forekom i det regionale og fjernt lymfeknuter, lever, bukspyttkjertel, milt, og vev tilstøtende til binyrene og urinleder, i tillegg til lungene. Når disaggregerte RT-10 celler ble injisert transurethrally, ingen metastaser dannet [28], [29].
Når det gjelder gjengivelse av narkotika reaksjon, i en annen tidligere studie av oss, cisplatin (CDDP) hadde signifikant effekt på småcellet lungekreft (SCLC) vokser orthotopically i lungene og mitomycin C (MMC) ikke gjorde, som reflekterte den kliniske situasjonen. I motsetning til dette, når det SCLC vokste subkutant, tumorene svart på MMC og ikke til CDDP. Resultatene viste at svulstene vokser orthotopically reflektere den kliniske effekten av legemidler på menneske SCLC tettere enn svulstene vokser subkutant [30]. Derfor bør den SOI-modellen ikke påvirke UV-følsomheten av bukspyttkjertelen celler som de vokser på deres naturlige ortotopisk organ.
Et hovedproblem ved kirurgisk onkologi er MRC etter tilsynelatende kurativ tumorreseksjon [23]. Vi har tidligere demonstrert forbedret visualisering og reseksjon av primær og metastatisk kreft ved FGS med bruk av telomerase-avhengige adenovirus (OBP-401) som uttrykker
GFP-genet
bare i kreftceller som uttrykker telomerase-enzym [ ,,,0],31] – [33]
FGS studier har også tidligere blitt utført i vårt laboratorium ved å merke tumorer med tumorspesifikke fluorescerende antistoffer som har direkte klinisk anvendbarhet [3] -. [5], [34] – [36]
En fluoroforen-konjugert antistoff mot CEA ble brukt til å evaluere FGS av bukspyttkjertelsvulster i SOI musemodeller for menneskelig kreft i bukspyttkjertelen BxPC-3.. Etter intravenøs injeksjon av anti-CEA-Alexa Fluor 488, ble fullstendig reseksjon oppnådd i 92% av musene i FGS gruppen sammenlignet med 45,5% i BLS-gruppen. Kur priser med FGS forhold til BLS forbedret fra 4,5% til 40%, henholdsvis, og 1-års postoperative overlevelse økt fra 0% med BLS til 28% med FGS. Median DFS økt fra 5 uker med BLS til 11 uker med FGS. Median OS økte fra 13,5 uker med BLS til 22 uker med FGS [37].
Resultatene fra disse tidligere studier viser det store potensialet i FGS. Men tekniske problemer gjenstår å fjerne MRC etter FGS. I foreliggende studie demonstrerte vi at MRC forble i kirurgisk seng, selv etter FGS (fig. 2D), som utviklet seg hurtig og kunne drepe dyrene (Fig. 3B-3F). Men UVC bestråling i kombinasjon med FGS helt forhindret tilbakefall (Fig. 3G-3J og 4B) og viste signifikant økt overlevelse sammenlignet med FGS alene for både RFS og OS (
p
= 0,008 og
p
= 0,025, respektivt) (fig. 4 og tabell 1). Disse resultatene antyder at UVC-stråling kunne utrydde mikroskopisk MRC som gjenstår etter FGS.
Vi har tidligere vist at UVC-stråling er i stand til å trenge opp til 40 um i det tredimensjonale histoculture ved hjelp Gelfoam og i en
ex vivo
tumormodell, så vel som å drepe kreftceller overfladiske opp til en dybde på 40 um
in vivo
uten å ta skade av dype vev [7]. I denne studien ble MRC visualisert, men bare under høy forstørrelse, etter FGS (Fig. 2D). UVC var i stand til å utrydde MRC uten åpenbare bivirkninger og eliminert tilbakefall (Fig. 3G-3J og 4B). Disse resultater antyder at en dybde på 40 um er av tilstrekkelig dybde til å utrydde mikroskopisk MRC etter FGS. Således UVC-stråling kan sterilisere kirurgisk reseksjon sjikt av kreftceller etter FGS.
Videre har vi demonstrert i denne studien som BxPC-3-Ab488 cellene mer følsomme for UVC lys enn ikke-fargede BxPC-3-celler og tilsvarende i følsomhet for BxPC-3-GFP-celler (fig. 5B). Disse resultatene tyder på at UVC bestråling kunne utrydde mikroskopisk MRC, merket med et eksogent fluorophore etter FGS og at teknologien er beskrevet i denne rapporten er aktuelt i klinisk praksis.
Hjelpemiddel Informasjon
Video S1.
reseksjon av resttumor etter BLS henhold fluorescens navigation.
doi:10.1371/journal.pone.0099977.s001
(MP4)
Acknowledgments
Dedication: Dette papiret er dedikert til minne om A. R. Moossa, M.D.
