Summary

癌切除手術時の静脈内麻酔の in vivo マウスモデル

Published: June 08, 2021
doi:

Summary

本稿では、マウスの癌切除手術中の全静脈麻酔(TIVA)をモデル化する方法について説明しています。目標は、がん患者への麻酔送達の重要な特徴を再現することです。本手法により、切除術後のがん再発に麻酔技術がどのように影響するかを調べることができます。

Abstract

麻酔は、診断および治療手順に使用される癌治療の日常的な要素です。麻酔技術は最近、おそらく癌細胞の挙動と免疫細胞機能に影響を与えるアドレナリン作動性炎症反応の調節を通じて、長期的な癌転帰に影響を与えることに関与しています。新たな証拠は、プロポフォールベースの全静脈麻酔(TIVA)が、吸入揮発性麻酔と比較した場合、長期的な癌転帰に有益である可能性があることを示唆しています。ただし、入手可能な臨床所見には一貫性がありません。関与する根本的なメカニズムを特定する前臨床試験は、洞察を促進する臨床試験の設計を導くために非常に重要です。麻酔のほとんどの前臨床モデルは、 in vivo 研究における麻酔の使用から外挿されており、主要評価項目としての麻酔自体の影響を研究するように最適に設計されていません。.この論文では、がん患者における臨床送達の重要な側面を再現する乳がん切除のマウスモデルでプロポフォール-TIVA麻酔を送達する方法について説明しています。このモデルは、さまざまな種類のがんのがん転帰に対する麻酔の作用機序を研究するために使用でき、前臨床麻酔研究の他の非がん領域に外挿することができます。

Introduction

がん患者の60%以上が外科的切除のために麻酔を受けています1。現在、癌患者に使用される麻酔の選択を決定する特定の臨床ガイドラインはありません。麻酔科医の調査では、がん手術中を含め、揮発性ベースの麻酔を好むことが示されています2,3。しかし、がん手術中にプロポフォールベースの全静脈麻酔(TIVA)を使用すると、揮発性麻酔と比較して術後転帰(無増悪生存期間、全生存期間)の改善と関連している可能性があるという証拠が増えています4。その後の臨床試験では、矛盾する結果を報告し続けています5678これらの知見は、がん関連アウトカムに対するさまざまな麻酔薬の機構的効果をよりよく理解するための前臨床試験の必要性を裏付けている。

ただし、がん手術をモデル化した in vivo 研究では、麻酔が手順の付随的な部分であることがよくあります。麻酔の選択の理論的根拠は、多くの場合、実験デザインの焦点ではなく、がん関連のエンドポイントへの影響は評価されない可能性があります。例えば、癌手術のために麻酔の維持を必要とする in vivo 研究では、最も一般的に吸入揮発性麻酔が使用されます9。プロポフォールが in vivo 研究で使用されてきた場合、それは腹腔内送達を伴う単回ボーラス投与によって送達されており、これは臨床腫瘍麻酔プロトコルを複製しない10。プロポフォール投与のそのアプローチは、迅速な手順に適した軽い麻酔を誘発します。ただし、長期化する可能性のあるがん切除手術に必要な麻酔の維持はできません。さらに、腹腔内送達の吸収動態は、臨床投与方法とは異なる。

このニーズに対応するために、がん切除手術のためのプロポフォールベースのTIVAのモデルが開発されました。外科的刺激への応答を可能にするために麻酔薬の滴定による麻酔の持続的な維持のためのプロトコルが、癌手術を受けている患者への麻酔薬送達の重要な側面を再現するために開発されました。得られたプロトコルは、癌切除手術中にTIVAを提供するために癌のマウスモデルと共に使用される。短期および長期のがん関連転帰への影響が評価されます。

Protocol

すべての動物実験は、モナッシュ大学の施設内動物管理および使用委員会の承認の下で実施されました。この研究では、6〜8週齢の雌のBalb / cマウスを使用しました。 1.がん細胞を準備する 腫瘍細胞を培地で培養する。66cl4マウス乳がん細胞を、10Sと200 mMグルタミンを含むα-MEMで培養します。細胞はマイコプラズマに対して陰性のテキストを送るべきです。オプ?…

Representative Results

この方法は、マウスにおける癌切除手術中のプロポフォールによる全静脈麻酔(TIVA)のモデルを記載する。このマウスモデルでは、シリンジポンプ(図1A、B)を使用して静脈内カテーテルを介してプロポフォールを送達し、癌手術の麻酔の臨床現場でTIVAの送達を再現します。シリンジポンプの使用は、吸入麻酔による最初の誘導から静脈内送達への迅速な変換?…

Discussion

この研究では、全静脈麻酔(TIVA)を投与するためのプロトコルについて報告します 乳がんのマウスモデルでプロポフォールを使用して、がん手術を必要とする患者におけるTIVAの臨床診療の重要な側面を再現します。このプロトコルにより、サイトカインレベルとがん再発の測定を含む、がん進行のマウスモデルにおけるがん手術後の短期および長期の両方の臨床的に関連する転帰の調査が可?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らは、パークビルのモナッシュ大学モナッシュ薬学研究所の癌神経免疫研究所のメンバーとキャメロン・ノーウェル博士に感謝したいと思います。この研究は、National Health and Medical Research Council 1147498、National Breast Cancer Foundation IIRS-20-025、Australian and New Zealand College of Anaestistics(ANZCA)、Perpetual and CTC for Cancer Therapeuticsからの助成金によって支援された。

Materials

0.9% saline Fresnius Kabi AUST R 197198
Artery forceps Proscitech TS1322-140
Buprenorphine Temgesic TEMG I
Heated surgical mat Custom
Hypodermic needle (30 G, 1 mL insulin syringe) Terumo NN3013R
IVIS Lumina PerkinElmer 126274
Luciferin Promega P1041/2/3
Polyurethane catheter Intramedic 427401
Povidone Iodine Betadine AUST R 29562
Propofol Lipuro, 2% Braun 3521490
Sevoflurane Baxter ANZ2L9117
Sevoflurane vaporiser Vetquip VQ1334
Sterile gauze Multigate Medical Products 11-600A
Surgical scissors Proscitech TS1044
Sutures, 5-0 nylon Dynek V504
Syringe pump Harvard Apparatus 70-4500
Syringes (1 mL) Terumo SS+01T

References

  1. Sullivan, R., et al. Global cancer surgery: delivering safe, affordable, and timely cancer surgery. Lancet Oncology. 16 (11), 1193-1224 (2015).
  2. Lim, J. A., et al. The effect of propofol and sevoflurane on cancer cell, natural killer cell, and cytotoxic T lymphocyte function in patients undergoing breast cancer surgery: an in vitro analysis. BMC Cancer. 18 (1), 159 (2018).
  3. Pandit, J. J., et al. 5th National Audit Project (NAP5) on accidental awareness during general anesthesia: protocol, methods, and analysis of data. British Journal of Anaesthesia. 113 (4), 540-548 (2014).
  4. Yap, A., Lopez-Olivo, M. A., Dubowitz, J., Hiller, J., Riedel, B. Anesthetic technique and cancer outcomes: a meta-analysis of total intravenous versus volatile anesthesia. Canadian Journal of Anesthesia. 66 (5), 546-561 (2019).
  5. Makito, K., Matsui, H., Fushimi, K., Yasunaga, H. Volatile versus total intravenous anesthesia for cancer prognosis in patients having digestive cancer surgery. Anesthesiology. 133 (4), 764-773 (2020).
  6. Oh, T. K., Kim, H. H., Jeon, Y. T. Retrospective analysis of 1-year mortality after gastric cancer surgery: Total intravenous anesthesia versus volatile anesthesia. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 63 (9), 1169-1177 (2019).
  7. Lai, H. C., et al. Propofol-based total intravenous anesthesia is associated with better survival than desflurane anesthesia in hepatectomy for hepatocellular carcinoma: a retrospective cohort study. British Journal of Anaesthesia. 123 (2), 151-160 (2019).
  8. Hong, B., et al. Anesthetics and long-term survival after cancer surgery-total intravenous versus volatile anesthesia: a retrospective study. BMC Anesthesiology. 19 (1), 233 (2019).
  9. Flecknell, P. Special Techniques. Laboratory Animal Anaesthesia. Fourth edition. , (2015).
  10. Cicero, L., Fazzotta, S., Palumbo, V. D., Cassata, G., Lo Monte, A. I. Anesthesia protocols in laboratory animals used for scientific purposes. Acta Biomedica. 89 (3), 337-342 (2018).
  11. Sloan, E. K., et al. The sympathetic nervous system induces a metastatic switch in primary breast cancer. Recherche en cancérologie. 70 (18), 7042-7052 (2010).
  12. Al-Hashimi, M., Scott, S. W. M., Thompson, J. P., Lambert, D. G. Opioids and immune modulation: more questions than answers. British Journal of Anaesthesia. 111 (1), 80-88 (2013).
  13. DeMarco, G. J., Nunamaker, E. A. A Review of the effects of pain and analgesia on immune system function and inflammation: relevance for preclinical studies. Comparative Medicine. 69 (6), 520-534 (2019).
  14. Hiller, J. G., Perry, N. J., Poulogiannis, G., Riedel, B., Sloan, E. K. Perioperative events influence cancer recurrence risk after surgery. Nature Reviews Clinical Oncology. 15 (4), 205-218 (2018).

Play Video

Citer Cet Article
Dubowitz, J. A., Jost-Brinkmann, F., Ziegler, A. I., Gillis, R. D., Riedel, B., Sloan, E. K. An In Vivo Mouse Model of Total Intravenous Anesthesia During Cancer Resection Surgery. J. Vis. Exp. (172), e62747, doi:10.3791/62747 (2021).

View Video