Non-invaziv Hipertermi Kanser Tedavisi için Altın Nanoparçacıklannm ve Biyolojik Sistemleri ile Radyofrekans Etkileşimleri değerlendirilmesi için Protokoller
Summary
Biz 13.56 MHz radyofrekans (RF) etkileşimlerini araştırmak için kullanılan protokolleri açıklar hem biyolojik olmayan ve biyolojik sistemlerde (in vitro / in vivo) altın nanoparçacık koloitlerle elektrik-alanlar. Bu etkileşimler, kanser terapisinde uygulamalar için araştırılmaktadır.
Abstract
Var olan muadillerine göre daha az toksik ve invazif kanser tedavileri son derece tercih edilir. Minimal toksisite neden vücudun derinlerine nüfuz RF elektrik alanlarının kullanımı, şu anda non-invaziv kanser tedavisinin uygun bir araç olarak çalışılmaktadır. Bu içselleştirilmiş nanopartiküller (NPS) ile RF enerji etkileşimleri sonuçta hücre nekrozu biten, daha sonra hücre (hipertermi) aşırı ısınmaya neden olabilir ısı kurtarmak için düşünülmüştür.
Biyolojik olmayan sistemlerin durumda, son derece konsantre edildi NP koloidler tarafından serbest bırakılan ısı miktarının ilgili ayrıntılı protokolleri mevcut. Biyolojik sistemlerde, in vitro deneylerin halinde, etkili bir şekilde önemli ölçüde verileri örtücü kütle ortam ısıtma yapılar olmadan RF enerjisine kanser hücrelerini açığa çıkarmak için uyulması gereken teknikler ve koşullarını tarif eder. Son olarak, ayrıntılı bir metodoloji F vermeyeceğimveya ektopik karaciğer kanser tümörleri ile vivo fare modelleri.
Introduction
(Nedeniyle doğal elektrik dielektrik etmek üzere) biyolojik doku ile RF enerji emme sonunda hipertermi ile hücre ölümüne yol açan, zamanın bir fonksiyonu olarak, yüksek sıcaklıklarda doku ile sonuçlanır. Kanser hipertermi kanser hücresi içinde, içselleştirme ve sağlam komşu, sağlıklı normal hücreleri bırakarak, RF-ısı dönüştürücüler olarak hareket hedeflenen nanomalzemelerin kullanılarak optimize edilebilir olduğu varsayılmaktadır. Çeşitli raporlar zaten NPlerin çeşitli hangi kanser nekroz 1-4 yardımı gibi etkili RF ısı kaynaklarına hareket olduğunu göstermiştir.
Bu açıdan, altın NPS (AuNPs) 3-5 karbon nanotüpleri 1 ve kuantum noktaları 6, in vitro ve in vivo deneylerde RF kullanıldığında, 7 verici özellikler göstermiştir. Bir RF-alana maruz kalan, bu NPlerin ısıtma mekanizmasının tam doğası halen tartışılıyor olsa da, bir dizi bölgesininAuNPs kullanarak temel deneyler NP büyüklüğü ve toplama iki devlete de büyük önem vermiştir. Bir RF-8 alana maruz kaldığında çapı <10 nm sadece AuNPs ısı olacağı gösterilmiştir. AuNPs toplanır Ayrıca, bu ısıtma mekanizması önemli ölçüde azalırlar. Bu yığılma durum aynı zamanda etkili bir terapi RF 4 endolysomal hücre içi bölmeler içinde AuNP kolloidal kararlılığını optimize üzerine önem in vitro modeller içinde geçerli kılındı. Ancak, bu verileri toplamak ve değerlendirmek için kullanılan teknikler ve deneysel ilkeler özellikle NP taneciklerinden RF ısı profilleri doğrulanması durumunda, sorunlu olabilir.
Çeşitli raporlar, NPS içerisinde süspanse edilir plan iyonik süspansiyonun Joule ısıtma ana RF ısı üretim kaynağı olup NPS kendilerini 9-12 olabilir göstermiştir. Bizim son kağıt 8 t doğrulanmış olmasına rağmenO 10 nm daha az çapları AuNPs ısı üreten RF etkileşimleri kullanmak, bu yazı boyunca daha ayrıntılı olarak bu protokolleri açıklamak hedefliyoruz.
Ayrıca protokolleri ve in vitro ve in karaciğer kanseri modelleri için in vivo ve hem de in hipertermik termal maddeler olarak AuNPs etkinliğini değerlendirmek için gerekli olan teknikleri göstermektedir. Biz sitrat başlıklı AuNPs basit koloitler öncelikle odak olsa da, aynı teknikler bu tür antikor ve kemoterapi ile konjüge kompleksleri gibi diğer AuNP melez uygulanabilir. Bu ilkelere bağlı kalarak Deneyciler umarım hızla etkili bir RF kaynaklı termal Hyperthermic ajan olmak için herhangi bir nanomaterial için potansiyelini değerlendirmek gerekir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokoller Deneyciler tam olarak (bu durumda AuNPs) kanser tedavisi için RF kaynaklı hiperterminin artırabilir nano ölçüde analizine izin verir. Birinci protokol spesifik olarak yüksek konsantre edilmiş ve saf hale AuNP örneklerinden ısı üretimini analiz ile ilgilidir. Diğer gruplar öncelikle AuNPs AuNPs kendilerini 9-11 olup süspanse edilir önbelleklerden ısı üretimini bildirmiştir rağmen, bunların RF sistemleri çaplarda AuNPs düşük konsantrasyonlarda> 10 nm, hem de daha dü?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma NIH (U54CA143837), NIH MD Anderson Kanser Merkezi Destek Hibe (CA016672), V Vakfı (SAC) ve Kanzius Araştırma Vakfı (SAC, Erie, PA) sınırsız araştırma hibe tarafından finanse edildi. Biz idari yardım, Cerrahi Onkoloji Bölümü, MD Anderson Kanser Merkezi'nden Kristine Ash teşekkür ederim.
Materials
| Reagent/Material | |||
| 500 ml gold nanoparticles (5 nm) | Ted Pella, INC | 15702-5 | |
| Amicon Ultra-4/-15 Centrifugal Filter Units (50 kDa) | Millipore | UFC805024/UFC910096 | (4 ml and 15 ml volumes) |
| MEM X1 Cell Culture Media | Cellgro | 10-101-CV | (add extra nutrients as necessary) |
| Fetal Bovine Serum | Sigma | F4135-500 ml | |
| Copper Tape | Ted Pella | 16072 | |
| Equipment | |||
| Kanzius RF System (13.56 MHZ) | ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA) | ||
| IR Camera | FLIR SC 6000, FLIR Systems, Inc. (Boston, MA, USA) | Contact FLIR | |
| 1.3 ml Quartz Cuvette | ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA) | ||
| Teflon Sample holder with Rotary Stage | ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA) | ||
| SPECTROstar Nano Microplate reader | BGM Labtech | ||
| UV-Vis spectrometer | Applied Nanofluorescence, Houston, TX) | NS1 NanoSpectralyzer | |
| ICP-OES | PerkinElmer | Optima 4300 DV | |
| Zetasizer | Malvern | Zen 3600 Zetasizer |
References
- Gannon, C. J., et al. Carbon nanotube-enhanced thermal destruction of cancer cells in a noninvasive radiofrequency field. Cancer. 110, 2654 (2007).
- Curley, S. A., Cherukuri, P., Briggs, K., Patra, C. R., Upton, M., Dolson, E., Mukherjee, P. Noninvasive radiofrequency field-induced hyperthermic cytotoxicity in human cancer cells using cetuximab-targeted gold nanoparticles. J. Exp. Ther. Oncol. 7, 313 (2008).
- Gannon, C. J., Patra, C. R., Bhattacharya, R., Mukherjee, P., Curley, S. A. Intracellular gold nanoparticles enhance non-invasive radiofrequency thermal destruction of human gastrointestinal cancer cells. Journal of Nanobiotechnology. 6, 2 (2008).
- Raoof, M., et al. Stability of antibody-conjugated gold nanoparticles in the endolysosomal nanoenvironment: implications for noninvasive radiofrequency-based cancer therapy. Nanomedicine. 8, 1096 (2012).
- Glazer, E. S., Massey, K. L., Zhu, C., Curley, S. A. Pancreatic carcinoma cells are susceptible to noninvasive radio frequency fields after treatment with targeted gold nanoparticles. Surgery. 148, 319 (2010).
- Glazer, E. S., Curley, S. A. Radiofrequency field-induced thermal cytotoxicity in cancer cells treated with fluorescent nanoparticles. Cancer. 116, 3285 (2010).
- Glazer, E. S., Curley, S. A. Non-invasive radiofrequency ablation of malignancies mediated by quantum dots, gold nanoparticles and carbon nanotubes. Therapeutic Delivery. 2, 1325 (2011).
- Corr, S. J., Raoof, M., Mackeyev, Y., Phounsavath, S., Cheney, M. A., Cisneros, B. T., Shur, M., Gozin, M., McNally, P. J., Wilson, L. J., Curley, S. A. Citrate-Capped Gold Nanoparticle Electrophoretic Heat Production in Response to a Time-Varying Radiofrequency Electric-Field. J. Phys. Chem. C. 116, 24380 (2012).
- Kruse, D. E., et al. A Radio-Frequency Coupling Network for Heating of Citrate-Coated Gold Nanoparticles for Cancer Therapy: Design and Analysis. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 58, 10 (2011).
- Li, D., et al. Negligible absorption of radiofrequency radiation by colloidal gold nanoparticles. J. Colloid Interf. Sci. 358, 47 (2011).
- Liu, X., Chen, H. J., Chen, X., Parini, C., Wen, D. Low frequency heating of gold nanoparticle dispersions for non-invasive thermal therapies. Nanoscale. , (2012).
- Sassaroli, E., Li, K. C. P., O’Neill, B. E. Radio frequency absorption in gold nanoparticle suspensions: a phenomenological study. J. Phys. D App. Phys. 45, 075303 (2012).
- Worle-Knirsch, J. M., Pulskamp, K., Krug, H. F. Oops they did it again! Carbon nanotubes hoax scientists in viability assays. Nano Lett. 6, 1261 (2006).
