Multimodal imaging for the detection and characterization of liver lesions in a mouse model of neuroendocrine tumor

BackgroundThe aim of this study was to compare in vivo magnetic resonance imaging (MRI) and ex vivo autoradiography with histopathological results for the detection and characterization of liver lesions in an experimental model of human neuroendocrine tumors.Material and methodsIntestinal STC-1 endocrine tumor cells were injected into 30 nude mice to achieve hepatic dissemination. Seven to 30 days after injection, T2-weighted in vivo images covering the entire liver were acquired with a 7-T system. Autoradiographs were also obtained in 28 mice after injection of fluorodeoxyglucose (18F-FDG). The autoradiographic liver samples were then stained with an antichromogranin antibody before histological analysis. Tumor size and the hepatic tumor fraction were measured using the three imaging modalities.ResultsMetastatic tumors visualized on the histological liver sections ranged in size from 50 μm (day 7) to 3 mm (day 30). The hepatic tumor fraction increased with time, reaching 30% of the hepatic surface area on day 30. Visual analysis revealed variable tumor distribution and type (solid and/or cystic). On MRI, lesions were identified from day 12 (about 100 μm in diameter) and the hepatic tumor fraction was up to 48% at day 30. The smallest lesions (350 μm in diameter) were also detected at day 12 on the autoradiographs. There was good correlation between tumor fractions determined from autoradiographic and histological data.ConclusionIn vivo, MRI appears to be well suited to the follow-up of liver lesions in a mouse model of neuroendocrine tumor. Preliminary results using 18F-FDG in this animal model are promising, showing differences in FDG uptake.

RésuméLe but de cette étude était d’évaluer l’IRM in vivo et l’autoradiographie ex vivo, comparées à l’histologie, pour la détection et la caractérisation des lésions hépatiques d’un modèle de souris expérimental de tumeurs endocrines humaines. Trente souris nude, avec dissémination hépatique après injection de cellules endocrines tumorales d’origine intestinale STC-1, ont été examinées par imagerie entre j7 et j30 après injection. Les acquisitions IRM ont été réalisées à 7T avec une séquence pondérée T2 couvrant la totalité du foie. Vingt-huit de ces animaux ont subi un examen autoradiographique après injection de fluorodésoxyglucose marqué au fluor 18 (18F-FDG). Les lames autoradiographiques de foie ont ensuite été colorées avec un anticorps antichromogranine A, puis analysées par histologie. Les diamètres des lésions ainsi que la fraction tumorale hépatique ont été mesurés sur les trois modalités. À l’examen histologique, les métastases avaient un diamètre compris entre 50 μm (j7) et 3 mm (j30). La fraction tumorale hépatique augmentait avec le stade évolutif, atteignant 30 % de la surface du foie (j30). L’analyse visuelle révélait des variations de répartition des lésions ainsi que la présence de différents types de nodules (solides et/ou kystiques). En IRM, les lésions étaient identifiées à j12 (diamètre de l’ordre de 100 μm) et la fraction tumorale hépatique atteignait 48 % à j30. En autoradiographie, la plus petite lésion était détectée à j12 avec un diamètre de 350 μm. Les fractions tumorales mesurées étaient bien corrélées aux valeurs mesurées sur les lames histologiques correspondantes. En conclusion, l’IRM semble bien adaptée au suivi par imagerie in vivo des lésions hépatiques dans un modèle expérimental de tumeur neuroendocrine. Les résultats préliminaires de l’imagerie nucléaire ex vivo au 18F-FDG sont encourageants puisqu’ils montrent des différences de captation de FDG.