Russian Journal of BiotherapyRussian Journal of BiotherapyРоссийский биотерапевтический журнал1726-97841726-9792Publishing House ABV Press126010.17650/1726-9784-2021-20-2-69-75ORIGINAL REPORTSОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИFEASIBILITY STUDY OF MAGNETIC RESONANCE IMAGINING APPLICATION IN EXPERIMENTAL RADIOLOGY FOR INTRAVITAL VERIFICATION OF LUNGS METASTASES IN MICEВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ В ПРИЖИЗНЕННОЙ ВЕРИФИКАЦИИ МЕТАСТАТИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ ЛЕГКИХ МЫШЕЙhttps://orcid.org/0000-0003-0386-9732SmirnovaA. V.СмирноваА. В.
Russian Federation

Anna Vyacheslavna Smirnova

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

86 Entuziastov Shosse, Moscow 111123

Анна Вячеславна Смирнова

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

111123 Москва, Энтузиастов шоссе, 86

smirn-ova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0106-8384VaraksaP. O.ВараксаП. О.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-5144-1039FinogenovaYu. A.ФиногеноваЮ. А.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0001-6260-0763LagodzinskayaYu. A.ЛагодзинскаяЮ. С.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-5631-9016LipengoltsA. A.ЛипенгольцА. А.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

46 Zhivopisnaya St., Moscow 123098

31 Kashirskoe Shosse, Moscow 115409

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

123098 Москва, ул. Живописная, 46

115409 Москва, Каширское шоссе, 31

https://orcid.org/0000-0003-2622-9201AbakumovM. A.АбакумовМ. А.
Russian Federation

1 Ostrovityanova St., Moscow 117997

4 Leninskiy Ave., Moscow 119049

117997 Москва, ул. Островитянова, 1

119049 Москва, Ленинский пр-т, 4

https://orcid.org/0000-0001-7726-7991GrigorievaE. Yu.ГригорьеваЕ. Ю.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава РоссииA.S. Loginov Moscow Clinical Scientific Center, Moscow Healthcare DepartmentГБУЗ «Московский клинический научный центр им. А. С. Логинова Департамента здравоохранения г. Москвы»A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Center, FMBA of RussiaФГБУ «Государственный научный центр РФ – Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА РоссииNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»N.I. Pirogov Russian National Research Medical University, Ministry of Health of RussiaФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова» Минздрава РоссииNational University of Science and Technology “MISIS”ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»1407202120269751407202114072021https://bioterapevt.abvpress.ru/jour/article/view/1260

Background. For preclinical studies of radiopharmaceuticals there is a high need for development new methods of in vivo metastasis diagnosis in mice after tumor cells transplantation. The study was carried out to assess feasibility of lung metastasis diagnosis with magnetic resonance imaging (MRI) visualization in mice C57Bl6.The aim of this study was to assess feasibility of MRI for verification of distant metastases of the solid B16-F10 melanoma with validation by anatomic dissection.Methods. Metastatic lesions were caused by injection of B16-F10 murine melanoma cells into cavum medullare of the tibia. Imaging studies were performed on the 21th day after transplantation using 7T magnetic resonance tomograph, coronal and axial images were acquired. Validation of metastasis was made by anatomic dissection and histological examination.Results. MRI method enables visualization of lung nodules with diameter at least 0.8 mm, because smaller nodules cannot be distinguished from heartbeat artifacts. Histological examination revealed that macroscopic anatomic dissection can precisely detect subpleural lung nodules.Conclusion. This study demonstrated feasibility of in vivo lung metastasis verification with MRI method in mice: metastases comparable in diameter to the size of large bronchi can be detected by MRI as well as by ex vivo dissection. For centrally located lung metastasis MRI method is preferable because macroscopic dissection enables to visualize only nodules which are located subpleurally.

Введение. Для доклинического изучения радиофармацевтических лекарственных препаратов существует необходимость разработки новых прижизненных методов диагностики метастатических поражений у  мышей после перевивки опухолевых клеток. Было проведено исследование возможности оценки метастатических поражений легких мышей линии C57Bl/6 при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ).Цель исследования – определить возможность использования МРТ для верификации отдаленных метастазов основного опухолевого узла меланомы B16-F10 с валидацией их наличия методом анатомического препарирования.Материалы и методы. Метастатические поражения вызывали путем перевивки клеток мышиной меланомы B16-F10 в костномозговой канал большой берцовой кости. МРТ-исследования выполнены с использованием 7Т магнитно-резонансного томографа на 21-е сутки после трансплантации культуры клеток, получены изображения в аксиальной и коронарной плоскостях. Подтверждение обнаруженных при помощи МРТ метастазов осуществлялось методом анатомического препарирования и гистологической оценки тканей.Результаты. Установлено, что метод МРТ позволяет определять очаговые поражения легких размером от 0,8 мм, более мелкие метастазы невозможно дифференцировать от артефактов сердцебиения. Гистологическая оценка тканей показала, что при макроскопическом патологоанатомическом исследовании отчетливо визуализируются очаги, расположенные субплеврально.Выводы. Показана принципиальная возможность прижизненной верификации опухолевых метастазов в легких мыши методом МРТ: метастазы, сопоставимые по диаметру с размером крупных бронхов, могут быть определены как при инструментальном исследовании животного, так и после выведения его из эксперимента. Для метастазов, расположенных в толще органа, метод МРТ предпочтителен, так как при макроскопическом патологоанатомическом исследовании отчетливо визуализируются лишь субплеврально расположенные опухолевые очаги.

magnetic resonance imagingmelanomametastasesradiopharmaceutical drugsмагнитно-резонансная томографиямеланомаметастазырадиофармацевтические лекарственные препаратыRizzo L., Rijcken C., Pola R. et al. Multimodal imaging of breast cancer metastasis targeting and antimetastatic nanotherapy. Mol Imaging Biol 2016;18(Suppl 1):675–6.Marien E., Hillen A., Swinnen J.V., Vande Velde G. The value of micro-CT to monitor lung metastasis in an immune-competent mouse cancer model. Bruker microCT user meeting Proceedings 2016;12:37–40.Tatum J.L., Kalen J.D., Jacobs P.M. et al. A spontaneously metastatic model of bladder cancer: imaging characterization. Transl Med 2019;17(1):425. DOI: 10.1186/s12967-019-02177-y.Kertész I., Vida A., Nagy G. et al. In vivo imaging of experimental melanoma tumors using the novel radiotracer 68Ga-NODAGA-Procainamide (PCA). J Cancer 2017;8(5):774–85. DOI: 10.7150/jca.17550.Al Faraj A., Shaik A.S., Halwani R., Alfuraih A. Magnetic targeting and delivery of drug-loaded SWCNTs theranostic nanoprobes to lung metastasis in breast cancer animal model: noninvasive monitoring using magnetic resonance imaging. Mol Imaging Biol 2016;18(3): 315–24. DOI: 10.1007/s11307-015-0902-0.Numata T., Kiryu S., Maeda T. et al. A pulmonary metastatic model of murine melanoma assessed by magnetic resonance imaging. Exp Dermatol 2017;26(7): 619–21. DOI: 10.1111/exd.13327.Wang F., Akashi K., Murakami Y. et al. Detection of lung tumors in mice using a 1-Tesla compact magnetic resonance imaging system. PLoS One 2014;9(4):e94945. DOI: 10.1371/journal.pone.0094945.Blocker S.J., Mowery Y.M., Holbrook M.D. et al. Bridging the translational gap: implementation of multimodal small animal imaging strategies for tumor burden assessment in a co-clinical trial. PLoS One 2019;14(4):e0207555. DOI: 10.1371/journal.pone.0207555.Park S.I., Kim S.J., McCauley L.K., Gallick G.E. Pre-clinical mouse models of human prostate cancer and their utility in drug discovery. Curr Protoc Pharmacol 2010;51:14.15.1–14.15.27. DOI: 10.1002/0471141755.ph1415s51.Zelenevskiy N.V. International Veterinary Anatomical Nomenclature in Latin and Russian. Nomina Anatomica Veterinaria. 5th edn. SaintPetersburg: Lan, 2013. 399 p. (In Russ.).Зеленевский Н.В. Международная ветеринарная анатомическая номенклатура на латинском и русском языках. Nomina Anatomica Veterinaria. 5-я редакция. СПб: Лань, 2013. 399 с.Varaksa P.O., Dyachenko I.A., Kalabina E.A., Stafford V.V. Methods of preparation of biological material for histological research. Textbook. Ed by P.O. Varaksa. Moscow: Publisher FSBEI of APE RAPS AIC, 2020. 140 p. (In Russ.).Варакса П.О., Дьяченко И.А., Калабина Е.А., Стаффорд В.В. Методы подготовки биологического материала для гистологического исследования. Учеб. пособие. Под ред. П.О. Варакса. М.: Изд-во ФГОБУ ДПО РАКО АПК, 2020. 140 с.