Новосибирск
Novosibirsk
Новосибирск
Novosibirsk
Новосибирск
Novosibirsk
Новосибирск
Novosibirsk
Ортотопическая ксенотрансплантация клеток глиобластомы в головной мозг лабораторных мышей – распространенная животная модель для изучения опухолей головного мозга. Показано, что 1Н магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) позволяет отслеживать возникновение опухоли и ее развитие в процессе терапии по соотношению нескольких метаболитов. Однако при изучении новых подходов в терапии глиобластомы на модели ортотопической ксенотрансплантации клеток глиомы в головной мозг мышей необходимо понимать, какие изменения уровней метаболитов являются следствием роста опухоли, а какие – результатом инъекции опухолевых клеток в головной мозг в процессе моделирования патологии. В настоящее время отсутствуют данные о динамике метаболических процессов в головном мозге, возникающих после введения клеток глиобластомы в мозг мышей. Мало также данных об отсроченных последствиях инвазивного повреждения головного мозга. Поэтому в нашей работе исследуется долговременная динамика нейрометаболического профиля, оцененного с применением 1H МРС, после внутричерепной инъекции культуральной среды, используемой при ортотопическом моделировании глиомы у мышей. Уровни N-ацетиласпартата, N-ацетиласпартилглутаминовой кислоты, мио-инозитола, таурина, глутатиона, суммы глицерофосфохолина и фосфохолина, глутаминовой кислоты (Glu), глутамина (Gln) и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) указывают на паттерны нейрометаболитов на ранней стадии после внутричерепной инъекции, схожие с таковыми при травме головного мозга. Большинство метаболитов, за исключением Gln, Glu и ГАМК, возвращались к исходным значениям на 28-й день после инъекции. Прогрессирующее увеличение соотношения Glu/Gln и Glu/GABA до 28 дней после операции потенциально указывает на нарушение обмена этих метаболитов или усиление нейропередачи. Таким образом, данные свидетельствуют о том, что восстановительные процессы в основном завершаются на 28-й день после травматического события в ткани головного мозга, оставляя открытым вопрос о нарушении нейромедиаторной системы. Соответственно, при использовании животных моделей глиомы человека исследователи должны четко различать, какие изменения нейрометаболитов являются реакцией на саму инъекцию раковых клеток в головной мозг, а какие процессы могут свидетельствовать о раннем развитии опухоли головного мозга. Это важно иметь в виду при моделировании глиобластомы человека у мышей и мониторинге новых методов лечения. Кроме того, полученные данные могут быть важны при разработке подходов к неинвазивной диагностике черепно-мозговой травмы, а также при мониторинге процессов восстановления и реабилитации пациентов после некоторых операций на головном мозге.
Orthotopic transplantation of glioblastoma cells in the brain of laboratory mice is a common animal model for studying brain tumors. It was shown that 1H magnetic resonance spectroscopy (MRS) enables monitoring of the tumor’s occurrence and its development during therapy based on the ratio of several metabolites. However, in studying new approaches to the therapy of glioblastoma in the model of orthotopic xenotransplantation of glioma cells into the brain of mice, it is necessary to understand which metabolites are produced by a growing tumor and which are the result of tumor cells injection along the modeling of the pathology. Currently, there are no data on the dynamic metabolic processes in the brain that occur after the introduction of glioblastoma cells into the brain of mice. In addition, there is a lack of data on the delayed effects of invasive brain damage. Therefore, this study investigates the long-term dyna mics of the neurometabolic profile, assessed using 1H MRS, after intracranial injection of a culture medium used in orthotopic modeling of glioma in mice. Levels of N-acetylaspartate, N-acetylaspartylglutamic acid, myoinositol, taurine, glutathione, the sum of glycerophosphocholine and phosphocholine, glutamic acid (Glu), glutamine (Gln), and gamma aminobutyric acid (GABA) indicate patterns of neurometabolites in the early stage after intracranial injection similar to brain trauma ones. Most of the metabolites, with the exception of Gln, Glu and GABA, returned to their original values on day 28 after injection. A progressive increase in the Glu/Gln and Glu/GABA ratio up to 28 days after surgery potentially indicates an impaired turnover of these metabolites or increased neurotransmission. Thus, the data indicate that the recovery processes are largely completed on day 28 after the traumatic event in the brain tissue, leaving open the question of the neurotransmitter system impairment. Consequently, when using animal models of human glioma, researchers should clearly distinguish between which changes in neurometabolites are a response to the injection of cancer cells into the brain, and which processes may indicate the early development of a brain tumor. It is important to keep this in mind when modeling human glioblastoma in mice and monitoring new treatments. In addition, these results may be important in the development of approaches for non-invasive diagnostics of traumatic brain injury as well as recovery and rehabilitation processes of patients after certain brain surgeries.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.