Возможность IN VIVO лучевой визуализации поджелудочной железы лабораторной мыши для экспериментальной онкологии и гастроэнтерологии

Цель исследования. Получить изображение поджелудочной железы лабораторной мыши методом лучевой визуализации с применением рентгеноконтрастных средств различной природы. Материалы и методы. Для визуализации поджелудочной железы мышей использован метод ПЭТ/КТ с контрастным усилением. В качестве рентгеноконтрастных средств мышам самкам линии C57/Bl6 (22 г) вводили наночастицы золота внутривенно за 48 ч до ПЭТ/КТ-сканирования; крахмальную эмульсию с препаратом «Ультравист-300» орогастрально через зонд за 1 сутки, 2 ч и 15 мин до сканирования; официнальный препарат «Ультравист-300» внутривенно за 10 мин до сканирования. Непосредственно перед исследованием внутривенно вводили РФЛП¹⁸F-БФА и проводили последовательно КТ- и ПЭТ-сканирование с помощью трехмодальной системы лучевой визуализации мелких лабораторных животных MilLabs VECTOR6. При интерпретации томограмм использованы референсные изображения анатомических препаратов лабораторной мыши по Пирогову и атласы лучевой визуализации КТ и МРТ. Результаты. Визуализирована поджелудочная железа лабораторной мыши в виде очага накопления РФЛП¹⁸F-БФА в брюшной полости. С использованием подхода последовательного исключения из анализируемой области синтопичных органов по КТ с контрастным усилением было доказано, что наблюдаемый очаг гиперфиксации РФЛП соответствует поджелудочной железе, и определены ее границы. Заключение. Методом ПЭТ/КТ с применением рентгеноконтрастных средств различной природы неинвазивно in vivo получено изображение поджелудочной железы мыши, определены особенности ее расположения в брюшной полости, что позволит проводить доклинические исследования новых лекарственных средств с органотропным действием на более высоком методическом уровне.

1. Trubitsyna I.E, Vinokurova L.V, Tarasova T.V, et al. Autoimmune component in experimental pancreatic necrosis: factor of protection or damage? Pancreatology. 2017;17:65. doi: 10.1016/j.pan.2017.05.206.

2. Finogenova Y.A., Lipengolts A. A., Smirnova A. V., et al. Nuclear medicine techniques for in vivo animal imaging. Siberian Journal of Oncology. 2020;19(3):137-145. (In Russ.) doi: 10.21294/1814-4861-2020-19-3-137-145.@@ Финогенова Ю. А., Липенгольц А. А., Смирнова А. В., и соавт. Использование in vivo методов радионуклидной визуализации в экспериментальной онкологии. Сибирский онкологический журнал. 2020;19(3):137-145. doi: 10.21294/1814-4861-2020-19-3-137-145.

3. Smirnova A.V., Varaksa P. O., Finogenova Y. A. et al. Feasibility study of magnetic resonance imagining application in experimental radiology for intravital verification of lungs metastases in mice.Russian Journal of Biotherapy. 2021;20(2):69-75. (In Russ.) doi: 10.17650/1726-9784-2021-20-2-69-75.@@ Смирнова А. В., Варакса П. О., Финогенова Ю. А. и соавт. Возможность применения магнитно-резонансной томографии в прижизненной верификации метастатического поражения легких мышей. Российский биотерапевтический журнал. 2021;20(2):69-75. doi: 10.17650/1726-9784-2021-20-2-69-75.

4. Lipengolts A.A., Finogenova Y.A, Skribitsky V. A. et al. CT and MRI Imaging of Theranostic Bimodal Fe3O4@ Au NanoParticles in Tumor Bearing Mice.International Journal of Molecular Sciences. 2022;24(1):70. doi: 10.3390/ijms24010070.

5. Kulakov V.N., Lipengolts A. A., Grigorieva E. Y. et al. Contrast enhanced MRI of tumors using gadopentetic acid linked to cyclodextrin by an ester bond. Bulletin of RSMU. 2016;(4):36-42. (In Russ.)@@ Кулаков В. Н., Липенгольц А. А., Григорьева Е. Ю., и соавт. МРТ-визуализация опухолей с контрастным усилением гадопентетовой кислотой, соединенной с циклодекстрином сложноэфирной связью. 2022;24(1):70.

6. Zboralski D., Hoehne A., Bredenbeck A. et al. Preclinical evaluation of FAP-2286 for fibroblast activation protein targeted radionuclide imaging and therapy. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2022;49(11):3651-3667. doi: 10.1007/s00259-022-05842-5.

7. Ni D., Ehlerding E. B., Cai W. (2019). Multimodality imaging agents with PET as the fundamental pillar. Angew Chem Int Ed Engl. 2019;58(9):2570-2579. doi: 10.1002/anie.201806853.

8. Chirayil S., Jordan V. C., Martins A. F., et al. Manganese (II)-based responsive contrast agent detects glucose-stimulated zinc secretion from the mouse pancreas and prostate by MRI. Inorg chem. 2021;60(4):2168-2177. doi: 10.1021/acs.inorgchem.0c02688.

9. Kagadis G.C., Loudos G., Katsanos K. et al. In vivo small animal imaging: current status and future prospects. Med Phys. 2010;37(12):6421-6442. doi: 10.1118/1.3515456.

10. Fan X., Wei X., Hu H., et al. Effects of oral administration of polystyrene nanoplastics on plasma glucose metabolism in mice. Chemosphere. 2022;288(Pt 3):132607. doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.132607.

11. Kang N.Y., Lee J. Y., Lee S. H., et al. Multimodal imaging probe development for pancreatic β cells: from fluorescence to PET. J Am Chem Soc. 2020;142(7):3430-3439. doi: 10.1021/jacs.9b11173.

12. Chalov S. E. In vivo optical imaging method «discoveries at the speed of light». Abstracts of the Ninth Conference of Specialists in Laboratory Animals Rus-LASA (In Russ.) doi: 10.29296/2618723X-RusLASA2021-51.@@ Чалов С. Е. Метод оптичеcкой визуализации in vivo «открытия со скоростью света». Тезисы Девятой конференции специалистов по лабораторным животным. doi: 10.29296/2618723X-RusLASA2021-51.

13. Lovat M.L., Weiss V. B., Vangeli I. M. et al. [Comparison of the effect of standard laboratory diets and natural feeds on morphological and functional characteristics of mice]. Report at the conference GLP-PLANET III, 30 June - 2 July 2022, Saint-Petersburg. (In Russ.) (Avalale at: https://istina.msu.ru/conferences/presentations/473682170 Accessed: 05.05.2022)@@ Ловать М. Л., Вайс В. Б., Вангели И. М., и соавт. Сравнение влияния стандартных лабораторных диет и натуральных кормов на морфологические и функциональные характеристики мышей (Устный). Конференция GLP-PLANET III 30 июня - 01 июля 2022 г., Санкт-Петербург. https://istina.msu.ru/conferences/presentations/473682170.

14. Lovat M. L. Investigation of the effect of feed from different manufacturers on the physiological parameters and ultrastructure of mouse hepatocytes. Report at the conference GLP-PLANET IV together with the Association for Laboratory Animals (RUS-Lasa), 28-30 June 2023, Saint-Petersburg (In Russ.) (Avalale at: https://istina.msu.ru/conferences/presentations/588890759/Accessed: 05.05.2022)@@ Ловать М. Л. Исследование влияния кормов разных производителей на физиологические параметры и ультраструктуру гепатоцитов мышей (Устный). IV Международная научная конференция GLP-PLANET, совместно с ассоциацией по лабораторным животным (RUS-Lasa), 28-30 июня 2023 г., Санкт-Петербург. https://istina.msu.ru/conferences/presentations/588890759/.

15. Greenwood H.E., Nyitrai Z., Mocsai G., et al. High-throughput PET/CT imaging using a multiple-mouse imaging system. J Nucl Med. 2020;61(2):292-297. doi: 10.2967/jnumed.119.228692.

16. Miyaoka R.S., Lehnert A. L. Small animal PET: a review of what we have done and where we are going. Phys Med Biol. 2020;65(24):10.1088/1361-6560/ab8f71. doi: 10.1088/1361-6560/ab8f71.

17. Baiker M., Milles J., Dijkstra J., et al. Atlas-based whole-body segmentation of mice from low-contrast Micro-CT data. Med Image Anal. 2010;14(6):723-737. doi: 10.1016/j.media.2010.04.008.

18. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other Scientific Purposes. 1986. COETS 1 (18 March 1986).@@ Европейская конвенция по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей, ЕЭС, Страсбург. 1985. Ланималогия. 1993;1:1-29.

19. Bolshakov O.P., Neznanov N. G., Babakhanyan R. V. Didactic and ethical aspects of conducting research on biomodels and on laboratory animals. High-Quality Clinical Practice. 2002;(1):58-61. (In Russ.)@@ Большаков О. П., Незнанов Н. Г., Бабаханян Р. В. Дидактические и этические аспекты проведения исследований на биомоделях и на лабораторных животных. Качественная Клиническая Практика. 2002;(1):58-61.

20. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes Text with EEA relevance.@@ Директива 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях.

21. Skribitsky V.A., Pozdnyakova N. V., Lipengolts A. A. et al. A spectrophotometric method for estimating the size and concentration of laser-ablated gold nanoparticles. Biophysics. 2022;67(1):30-36 (In Russ.) doi: 10.31857/S0006302922010045.@@ Скрибицкий В. А., Позднякова Н. В., Липенгольц А. А., и соавт. Спектрофотометрический метод оценки размера и концентрации лазерно-аблированных золотых наночастиц. Биофизика. 2022;67(1):30-36. doi: 10.31857/S0006302922010045.

22. Lin Y.C., Hwang J. J., Wang S. J. et al. Macro-and microdistributions of boron drug for boron neutron capture therapy in an animal model. Anticancer research. 2012;32(7), 2657-2664. PMID: 22753723.