Лучевая визуализация моделей метастатического роста на примере меланомы мышей B16/F10 с эндостальным введением и оценкой методом ПЭТ/КТ

Для доклинического изучения антиметастатических противоопухолевых препаратов необходим прижизненный мониторинг развития метастатического процесса.

Цель исследования – оценка информативности микроКТ и ПЭТ/КТ с ¹⁸F-фтордезоксиглюкозой (¹⁸F-ФДГ) при визуализации легочных метастазов у лабораторной мыши. Методы выбраны на основании того, что ПЭТ/КТ является методом выбора лучевой диагностики вторичных очагов в легких в клинической практике.

Материал и методы. Метастатическое поражение легких моделировали у 10 мышей линии C57Bl/6 путем внутрикостного введения суспензии опухолевых клеток меланомы B16F10. Через 1, 7, 14, 21, 28, 35 сут животным проводили микроКТ в стандартном режиме «Accurate» (область сканирования – все тело мыши) и в режиме «Ultra Focus» (только область легких). По результатам микроКТ были выбраны 3 мыши, которым через 38 сут проведена ПЭТ/КТ с ¹⁸F-ФДГ и контрастным усилением йогексолом. Затем животные были эвтаназированы, и наличие метастатических очагов в легких подтверждено при морфологическом исследовании.

Результаты. По данным микроКТ в режиме «Ultra Focus» выявляли метастатические очаги диаметром от 0,4 мм. По данным ПЭТ отмечалось умеренное накопление ¹⁸F-ФДГ в очагах объемом от 1 мм³ (SUV =2,8 ± 0,6). Очаги объемом менее 1 мм3 не проявляли значимого накопления ¹⁸F-ФДГ (SUV_max =1,6 ± 0,5). ПЭТ/КТ с контрастным усилением йогексолом позволила отчетливо визуализировать первичный опухолевый узел и оценить наличие в нем метаболически активной ткани (SUV_max=3,4 ± 0,7).

Заключение. Комбинированная ПЭТ/КТ не обеспечивает значимых преимуществ перед КТ-визуализацией при мониторинге метастатического поражения легких в доклинических моделях. Методом выбора для количественной оценки легочных метастазов у мелких лабораторных животных следует считать микроКТ. ПЭТ/КТ с контрастным усилением может быть использована для оценки состояния первичного опухолевого узла.

1. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Ред. О.Л. Верстакова, Е.В. Арзамасцева, Э.А. Бабаян; Отв. ред. Р.У. Хабриев. М., 2005. 832 с. ISBN: 5-22504219-8. EDN: QCIIOB.

2. Giavazzi R., Decio A. Syngeneic murine metastasis models: B16 melanoma. Methods Mol Biol. 2014; 1070: 131–40. doi: 10.1007/978-1-4614-8244-4_10.

3. Li Y., Li Z., Li Y., Gao X., Wang T., Ma X., Wu M. Optical molecular imaging in cancer research: current impact and future prospect. Oncology and Translational Medicine. 2024; 10(5): 212–22. doi: 10.1097/ot9.0000000000000056.

4. Blocker S.J., Mowery Y.M., Holbrook M.D., Qi Y., Kirsch D.G., Johnson G.A., Badea C.T. 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.

5. Montgomery M.K., David J., Zhang H., Ram S., Deng S., Premkumar V., Manzuk L., Jiang Z.K., Giddabasappa A. Mouse lung automated segmentation tool for quantifying lung tumors after micro-computed tomography. PLoS One. 2021; 16(6): e0252950. doi: 10.1371/journal.pone.0252950.

6. Blocker S.J., Holbrook M.D., Mowery Y.M., Sullivan D.C., Badea C.T. The impact of respiratory gating on improving volume measurement of murine lung tumors in micro-CT imaging. PLoS One. 2020; 15(2): e0225019. doi: 10.1371/journal.pone.0225019.

7. Финогенова Ю.А., Липенгольц А.А., Смирнова А.В., Григорьева Е.Ю. Использование in vivo методов радионуклидной визуализации в экспериментальной онкологии. Сибирский онкологический журнал. 2020; 19(3): 137–45.. doi: 10.21294/1814-4861-2020-19-3-137-145. EDN: UPHPWV.

8. Erfaghi M.R., Doroudinia A., Karam M.B., Emami H. Association of Tumor Metabolic Activity on PET/CT Scan with Pathological Characteristics in Patients with Malignant Melanoma. Iran J Radiol. 2022; 19(2): e122558. doi: 10.5812/iranjradiol-122258.

9. Herrmann K., Dahlbom M., Nathanson D., Wei L., Radu C., Chatziioannou A., Czernin J. Evaluation of the Genisys4, a bench-top preclinical PET scanner. J Nucl Med. 2013; 54(7): 1162–67. doi: 10.2967/jnumed.112.114926.

10. Winkelmann C.T., Figueroa S.D., Rold T.L., Volkert W.A., Hoffman T.J. Microimaging characterization of a B16-F10 melanoma metastasis mouse model. Mol Imag. 2006; 5(2): 105–14.

11. Woo S.K., Lee T.S., Kim K.M., Kim J.Y., Jung J.H., Kang J.H., Cheon G.J., Choi C.W., Lim S.M. Anesthesia condition for ¹⁸F-FDG imaging of lung metastasis tumors using small animal PET. Nucl Med Biol. 2008; 35(1): 143–50. doi: 10.1016/j.nucmedbio.2007.10.003.

12. Rizzo-Padoin N., Chaussard M., Vignal N., Kotula E., TsoupkoSitnikov V., Vaz S., Hontonnou F., Liu W.Q., Poyet J.L., Vidal M., Merlet P., Hosten B., Sarda-Mantel L. [¹⁸F]MEL050 as a melanin-targeted PET tracer: Fully automated radiosynthesis and comparison to ¹⁸F-FDG for the detection of pigmented melanoma in mice primary subcutaneous tumors and pulmonary metastases. Nucl Med Biol. 2016; 43(12): 773–80. doi: 10.1016/j.nucmedbio.2016.08.010.

13. Wang Y., Li M., Zhang Y., Zhang F., Liu C., Song Y., Zhang Y., Lan X. Detection of melanoma metastases with PET-Comparison of ¹⁸F5-FPN with ¹⁸F-FDG. Nucl Med Biol. 2017; 50: 33–38. doi: 10.1016/j.nucmedbio.2017.03.005.

14. Pyo A., Kim D.Y., Kim H., Lim D., Kwon S.Y., Kang S.R., Kim H.S., Bom H.S., Min J.J. Ultrasensitive detection of malignant melanoma using PET molecular imaging probes. Proc Natl Acad Sci USA. 2020; 117(23): 12991–999. doi: 10.1073/pnas.1922313117.

15. Tufail M., Jiang C.H., Li N. Immune evasion in cancer: mechanisms and cutting-edge therapeutic approaches. Signal Transd Target Ther. 2025; 10(1): 227. doi: 10.1038/s41392-025-02280-1.

16. 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; Chapter 14: Unit 14.15. doi: 10.1002/0471141755.ph1415s51.

17. Смирнова А.В., Варакса П.О., Финогенова Ю.А., Лагодзинская Ю.С., Липенгольц А.А., Абакумов М.А., Григорьева Е.Ю. 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. EDN: KMWVVX.

18. Афонин Г.В., Глухарева А.Е., Смоленов Е.И., Колобаев И.В., Бекетов Е.Е., Петров Л.О., Иванов С.А. Применение ПЭТ/КТ с 18F-ФДГ в дифференциальной диагностике одиночных образований легких. Исследования и практика в медицине. 2022; 9(3): 80–90. doi: 10.17709/2410-1893-2022-9-3-6. EDN: PEFTZP.

19. Shen D., Zhang L., Li S., Tang L. Metabolic reprogramming in melanoma therapy. Cell Death Discovery. 2025; 11(1): 308. doi: 10.1038/s41420-025-02617-3.

20. Zhuo M., Gorgun F.M., Tyler D.S., Englander E.W. Hypoxia potentiates the capacity of melanoma cells to evade cisplatin and doxorubicin cytotoxicity via glycolytic shift. FEBS Open Bio. 2020; 10(5): 789–801. doi: 10.1002/2211-5463.12830.

21. Rahman W.T., Wale D.J., Viglianti B.L., Townsend D.M., Manganaro M.S., Gross M.D., Wong K.K., Rubello D. The impact of infection and inflammation in oncologic 18F-FDG PET/CT imaging. Biomed Pharmacother. 2019; 117: 109168. doi: 10.1016/j.biopha.2019.109168.

22. Marquis H., Willowson K.P., Bailey D.L. Partial volume effect in SPECT & PET imaging and impact on radionuclide dosimetry estimates. Asia Ocean J Nucl Med Biol. 2023; 11(1): 44–54. doi: 10.22038/AOJNMB.2022.63827.1448.

23. Финогенова Ю.А., Скрибицкий В.А., Липенгольц А.А., Шпакова К.Е., Смирнова А.В., Касьянов А.А., Созаев И.В., Климентов С.М., Григорьева Е.Ю. Расчетно-экспериментальная оценка поглощенной дозы при фотон-захватной терапии c наночастицами золота на лабораторных животных с опухолевыми моделями. Радиация и риск. 2025; 34(1): 115–27. doi: 10.21870/0131-3878-2025-34-1-115-127. EDN: MNJQSA.

24. Скрибицкий В.А., Финогенова Ю.А., Шпакова К.Е., Липенгольц А.А., Смирнова А.В., Скрипачев И.А., Невзоров Д.И., Пронин А.И., Григорьева Е.Ю. Первый опыт применения мультимодальной in vivo ПЭТ/ОФЭКТ/КТ и МРТ-визуализации лабораторных мышей с меланомой B16F10. Российский биотерапевтический журнал. 2024; 23(3): 86–90. doi: 10.17650/1726-9784-2024-23-3-86-90. EDN: AHBVTT.