Rat Model van bloed-hersen barrière Verstoring toestaan Gerichte Neurovasculaire Therapeutics
Summary
Bloed-hersen barrière verstoring helpt de levering van bepaalde geneesmiddelen naar de hersenen. Mannitol geleverd intra-arterieel krimpt cellen rondom de bloedvaten om fysiek verstoren de barrière.
Abstract
Endotheelcellen met tight junctions met de basale membraan en astrocyt einde voeten heen hersenbloedvaten de bloed-hersenbarrière 1 te vormen. De barrière sluit selectief moleculen kruising tussen bloed en hersenen op basis van hun grootte en lading. Deze functie kan belemmeren de levering van geneesmiddelen voor neurologische aandoeningen. Een aantal chemotherapeutische geneesmiddelen, bijvoorbeeld niet doeltreffend de bloed-hersenbarrière te bereiken tumorcellen 2. Aldus verbeteren de afgifte van geneesmiddelen over de bloed-hersen barrière is een gebied van belang.
De meest voorkomende werkwijzen voor het verbeteren van de aflevering van geneesmiddelen aan de hersenen direct cerebrale infusie en bloed-hersenbarrière verstoring 3. Directe intracerebrale infusie garandeert dat therapieën de hersenen bereiken, maar deze werkwijze heeft een beperkt vermogen om het geneesmiddel te dispergeren 4. Bloed-hersen barrière verstoring (BBBD) aldieptepunten medicijnen om rechtstreeks voort uit de bloedsomloop in de hersenen en dus effectiever te bereiken gedispergeerd tumorcellen. Drie methoden van barrièrebeschadiging zijn osmotische barrièrebeschadiging, farmacologische barrièrebeschadiging, en focused ultrasound met microbellen. Osmotische verstoring, ontwikkeld door Neuwelt, gebruikt een hypertone oplossing van 25% mannitol dat de cellen van de bloed-hersenbarrière waardoor ze krimpen en verstoren de tight junctions ontwatert. Barrièrebeschadiging kan farmacologisch worden bereikt met vasoactieve stoffen zoals histamine en bradykinine 5 6. Deze methode is echter voornamelijk voor de selectieve hersentumoren afsluitorgaan 7. Bovendien werd RMP-7, een analoog van het peptide bradykinine, bevonden inferieur in vergelijking head-to-head met osmotische BBBD met 25% mannitol 8. Een andere methode, ultrasone (FUS) in combinatie met microbellen ultrageluid contrastmiddelen, is ook aangetoondom reversibel openen de bloed-hersen barrière 9. In vergelijking met FUS, hoewel, 25% mannitol heeft een langere geschiedenis van de veiligheid in menselijke patiënten dat maakt het een bewezen hulpmiddel voor translationeel onderzoek 10-12.
Om BBBD verwezenlijken moet mannitol worden geleverd met een hoge snelheid direct in de hersenen arteriële circulatie. Bij mensen wordt een endovasculaire katheter geleid naar de hersenen waar snelle, directe stroom kan worden bereikt. Dit protocol modellen menselijke BBBD zoveel mogelijk. Na een cut-down tot aan de splitsing van de gemeenschappelijke halsslagader, wordt een katheter ingebracht retrograde in de Rekenkamer en worden gebruikt om rechtstreeks te leveren mannitol in de interne halsslagader (ICA) circulatie. Propofol en N 2 O verdoving worden op hun vermogen om de effectiviteit van barrièrebeschadiging 13 maximaliseren. Indien correct uitgevoerd, deze procedure heeft de mogelijkheid om veilig, effectief en reversibel opent de bloed-hersenbarrière en improve de levering van geneesmiddelen die niet gewoonlijk de hersenen bereiken 8,13,14.
Protocol
Representative Results
Discussion
Er zijn weinig middelen maximale werkzaamheid van BBBD. Het is belangrijk om bloeding minimaliseren tijdens het snijden van de installatie. Bloeddruk en hartslag kan worden beïnvloed door grote bloedingen en deze factoren is bekend dat de mate van BBBD 13 beïnvloeden. Bloeden kan worden verminderd door hechtingen grote bloedvaten, zoals de superieure schildklier en occipitale slagaders, die moeten worden gedeeld ligeren. Bovendien kan elektrocauterisatie worden gebruikt om schepen te verdelen en gebieden di…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door de JB Marshall Foundation.
Materials
| Material Name | Company | Catalogue number | Comment |
| Long Evans rat | Harlan Laboratories | 210-250 g, male | |
| PE 50 Tubing | Beckton-Dickinson | ||
| 18 gauge x 2.5″ IV catheter | Terumo | For ET tube | |
| 30″ IV extension sets | Abbott | ||
| 26 gauge veterinary IV catheter | Monoject | ||
| Evans blue dye | Sigma | E2129 | |
| Bipolar | Codman | ||
| Filter, 5 μm | Braun |
References
- Abbott, N. J., Patabendige, A. A. K., Dolman, D. E. M., Yusof, S. R., Begley, D. J. Structure and function of the blood-brain barrier. Neurobiology of disease. 37, 13-25 (2010).
- Smith, Q. R. The Blood-Brain Barrier. 89, 193-208 (2003).
- Kroll, R. A., Neuwelt, E. A. Outwitting the blood-brain barrier for therapeutic purposes: osmotic opening and other means. Neurosurgery. 42, 1083 (1998).
- Kroll, R. A., Pagel, M. A., Muldoon, L. L., Roman-Goldstein, S., Neuwelt, E. A. Increasing volume of distribution to the brain with interstitial infusion: dose, rather than convection, might be the most important factor. Neurosurgery. 38, 746-754 (1996).
- Butt, A. M., Jones, H. C. Effect of histamine and antagonists on electrical resistance across the blood-brain barrier in rat brain-surface microvessels. Brain research. 569, 100-105 (1992).
- Inamura, T., Black, K. L. Bradykinin selectively opens blood-tumor barrier in experimental brain tumors. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 14, 862-870 (1994).
- Matsukado, K., et al. Enhanced tumor uptake of carboplatin and survival in glioma-bearing rats by intracarotid infusion of bradykinin analog, RMP-7. Neurosurgery. 39, 125 (1996).
- Kroll, R. A., et al. Improving drug delivery to intracerebral tumor and surrounding brain in a rodent model: a comparison of osmotic versus bradykinin modification of the blood-brain and/or blood-tumor barriers. Neurosurgery. 43, 879 (1998).
- Kinoshita, M., McDannold, N., Jolesz, F. A., Hynynen, K. Noninvasive localized delivery of Herceptin to the mouse brain by MRI-guided focused ultrasound-induced blood-brain barrier disruption. Proceedings of the National Academy of Sciences. 103, 11719-11723 (2006).
- Neuwelt, E. A., Dahlborg, S. A. Chemotherapy administered in conjunction with osmotic blood-brain barrier modification in patients with brain metastases. Journal of neuro-oncology. 4, 195-207 (1987).
- Doolittle, N. D., et al. Safety and efficacy of a multicenter study using intraarterial chemotherapy in conjunction with osmotic opening of the blood-brain barrier for the treatment of patients with malignant brain tumors. Cancer. 88, 637-647 (2000).
- Guillaume, D. J., et al. Intra-arterial chemotherapy with osmotic blood-brain barrier disruption for aggressive oligodendroglial tumors: results of a phase I study. Neurosurgery. 66, 48 (2010).
- Remsen, L. G., et al. The influence of anesthetic choice, PaCO2, and other factors on osmotic blood-brain barrier disruption in rats with brain tumor xenografts. Anesthesia & Analgesia. 88, 559-559 (1999).
- Nilaver, G., et al. Delivery of herpesvirus and adenovirus to nude rat intracerebral tumors after osmotic blood-brain barrier disruption. Proceedings of the National Academy of Sciences. 92, 9829 (1995).
- Fortin, D., McCormick, C. I., Remsen, L. G., Nixon, R., Neuwelt, E. A. Unexpected neurotoxicity of etoposide phosphate administered in combination with other chemotherapeutic agents after blood-brain barrier modification to enhance delivery, using propofol for general anesthesia, in a rat model. Neurosurgery. 47, 199 (2000).
- Neuwelt, E. A., et al. Primary CNS lymphoma treated with osmotic blood-brain barrier disruption: prolonged survival and preservation of cognitive function. Journal of clinical oncology. 9, 1580 (1991).
- Remsen, L. G., Trail, P. A., Hellström, I., Hellström, K. E., Neuwelt, E. A. Enhanced delivery improves the efficacy of a tumor-specific doxorubicin immunoconjugate in a human brain tumor xenograft model. Neurosurgery. 46, 704 (2000).
- Neuwelt, E. A., Pagel, M. A., Kraemer, D. F., Peterson, D. R., Muldoon, L. L. Bone marrow chemoprotection without compromise of chemotherapy efficacy in a rat brain tumor model. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 309, 594-599 (2004).
