Glioblastom: Validierung und Vergleich zwischen Primärtumor und seinem Mausmodell (XENOGBM)

Das vorgestellte Projekt konzentriert sich auf die Evaluierung eines multimodalen Ansatzes zum Vergleich von menschlichem GBM mit gepaarten Proben orthotoper Xenotransplantate unter Verwendung hochauflösender MRT und MRS sowie mehrdimensionaler molekularer Profilierung.

20 Patienten mit einer hohen Wahrscheinlichkeit für neu diagnostiziertes GBM basierend auf einem MRT-Scan (3 Tesla (3T) MRT, T1, T2, T1 Gadolinium, DWI und MRT-Spektroskopie) werden im CHUV identifiziert, bevor sie sich einer neurochirurgischen Resektion unterziehen. Die Patienten werden einer umfassenden experimentellen radiologischen Untersuchung unter Verwendung spezifischer MRT-Sequenzen im 7-Tesla-MRT (7T) unterzogen, um bestimmte Stoffwechselwege zu identifizieren (siehe unten, Abschnitt zur Bildgebung). Anschließend werden die Patienten einer möglichst sicheren neurochirurgischen Resektion ihrer Tumoren unterzogen. Der Teil des Tumors, der nicht für diagnostische Zwecke verwendet wird, wird sofort zur weiteren Verwendung gesammelt (siehe unten, Abschnitt über molekulare Auswertungen). Nach der Resektion erhalten die Patienten eine Standardbehandlung [in der Regel eine kombinierte Radiochemotherapie, oder es wird ihnen die Teilnahme an einer klinischen Studie angeboten. Die klinischen Parameter werden erfasst, einschließlich histopathologischer Merkmale und der Entwicklung und des Wachstumsmusters des Resttumors (falls vorhanden), oder die Entwicklung von Rezidiven wird anschließend mit den Parametern und der Entwicklung der Xenotransplantatmodelle verglichen.

Bei hoher Magnetfeldstärke (7T) ermöglichen ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis und eine erhöhte spektrale Dispersion eine zuverlässigere Messung einer großen Anzahl von Metaboliten mithilfe der Magnetresonanzspektroskopie im Vergleich zu klinisch verfügbaren Feldstärken (3T und darunter). Darüber hinaus haben die Autoren eine hochempfindliche Short-Echo-Time-Single-Voxel-Spektroskopie (SVS)-Sequenz „semi-adiabatic SPECIAL“(2) entwickelt, die bei 7T implementiert und validiert wurde und die Quantifizierung von 15 Metaboliten mit hoher Präzision, einschließlich N, ermöglicht -Acetylaspartat (NAA), Glutamin (Gln), Glutamat (Glu), Myo-Inositol (Ins), Phosphorylethanolamin (PE), Gesamtcholin (tCho), Kreatin, Phosphokreatin, N-Acetylaspartylglutamat (NAAG), Laktat (Lac), Glutathion (GSH), Aspartat (Asp), Taurin (Tau), Scyllo-Inositol und γ-Aminobuttersäure (GABA). Diese Lokalisierungstechnik wurde weiter auf eine MR-spektroskopische Bildgebungstechnik (MRSI) bei 7T ausgeweitet, die eine Kartierung der räumlichen Verteilung von zerebralen Metaboliten ermöglicht. Darüber hinaus ist Glycin ein möglicher Marker für Tumormalignität und sein Nachweis in vivo wurde in unserer vorherigen Studie unter Verwendung von TE=30 ms mit SPEZIAL-Sequenz bei 7T nachgewiesen. Daher werden in dieser Studie die oben genannten Techniken verwendet, um die neurochemischen Informationen und deren räumliche Verteilung im Glioblastom der Patienten zu erhalten. Diese Daten werden weiter mit den neurochemischen Informationen verglichen, die in orthotopen Xenotransplantaten im Gehirn von Mäusen des jeweiligen Glioblastompatienten gewonnen wurden.

Alle MRS-Messungen von Glioblastompatienten werden an einem 7T-MR-Scanner mit einer CP-Sende-/32-Kanal-Empfangsarray-Kopfspule durchgeführt. Basierend auf den hochauflösenden T1-gewichteten Bildern, die mit der MP2RAGE-Sequenz erhalten wurden, wird das interessierende Volumen (Volume of Interest, VOI) für die Spektroskopie entsprechend der Lage des Glioblastoms platziert. Die gesamte Erfassungszeit von MRS beträgt 30 Minuten. In-vivo-MRS-Spektren werden nachbearbeitet und die Metabolitenkonzentrationen werden quantifiziert, um Metabolitenkarten zu erstellen.

Molekulare und funktionelle Untersuchungen gepaarter Proben primärer Glioblastome und entsprechender orthotopischer Xenotransplantate in der Maus

Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, die molekularen, histopathologischen und funktionellen Eigenschaften, einschließlich Wachstumsmuster wie Invasivität, des ursprünglichen GBM und der entsprechenden abgeleiteten orthotopen Xenotransplantate in der Maus zu bestimmen und sie mit Bildgebungs-/Metabolismusparametern zu verknüpfen, die durch Hochgeschwindigkeitsmessungen erhalten wurden Auflösungs-MRT.

Bei der Operation entnommene GBM-Proben von Patienten werden in zwei Teile geteilt, (i) für molekulare Analysen eingefroren und (ii) unter Stammzellbedingungen für die anschließende stereotaktische Transplantation in männliche immungeschwächte Mäuse und die Etablierung von Kugellinien kultiviert.