Kemoterapi-induceret vaskulær toksicitet - Real-time<em> In vivo</em> Imaging af Vessel Nedskrivninger
Summary
We herein describe the method of fibered confocal fluorescent microscopy (FCFM) based imaging, which provides an innovative mode to understand physiological phenomena at the cellular and sub-cellular levels in animal subjects.
Abstract
Visse klasser af kemoterapi kan udøve akutte vaskulære ændringer, der kan udvikle sig til langvarige forhold, som kan prædisponerer patienten for en øget risiko for vaskulær sygelighed. Men selv montere kliniske beviser, der er en mangel på klare studier af vaskulær toksicitet og derfor ætiologien af en heterogen gruppe af vaskulære / kardiovaskulære lidelser stadig at blive belyst. Endvidere kan den mekanisme, der kan ligge til grund for vaskulær toksicitet er fuldstændig forskellig fra principperne for kemoterapi-induceret kardiotoksicitet, som er relateret til direkte myocyt skade. Vi har etableret en real-time, in vivo molekylær billeddannelse platform til at vurdere den potentielle akutte vaskulære toksicitet af anti-cancer behandlinger.
Vi har oprettet en platform af in vivo, høj opløsning molekylær billeddannelse i mus, som er egnet til at visualisere kar indenfor snævre organer og reference- blood fartøjer i de samme personer, mens hver enkelt tjener som sin egen kontrol. Blodkarrenes vægge blev forringet, efter doxorubicin administration, der repræsenterer en unik mekanisme af vaskulær toksicitet, som kan være den tidlige begivenhed i slutningen-orgel skade. Heri er metoden til fibered konfokal fluorescensmikroskopi (FCFM) baseret imaging beskrevet, hvilket giver en innovativ indstilling for at forstå fysiologiske fænomener på cellulært og sub-cellulære niveauer i animalske fag.
Introduction
Klinisk evidens for, at flere klasser af kemoterapi fremkalde forskellige vaskulære patologier manifesteret ved Raynaud fænomen, hypertension, myocardialinfarction, cerebrovaskulær angreb, og hepatisk veno-occlusivedisease 1,2. "» Utilsigtet "anti-angiogenese lægemidler" er en forholdsvis nyt begreb, som beskriver konventionelle kemoterapeutiske midler, der virker som mulige angiogeneseinhibitorer, selv om de ikke oprindeligt udviklet til dette formål 3-5, men designet til at fjerne tumorceller ved at pålægge så lidt "sikkerhed skade "på normale celler som muligt 3. Flere kemoterapier er underforstået som vasculo-giftstoffer som observeret i kliniske undersøgelser af serum biomarkører. Blandt disse er alkyleringsmidler (såsom cyclophosphamid), platinforbindelser (såsom cisplatin) og anthracycliner 1,2,5-7.
Akutte kardiovaskulære komplikationer kan opstå som result vaskulær toksicitet induceret af kemoterapi. De kan udvikle sig til kroniske lidelser som åreforkalkning og redegøre for øget risiko for sen vaskulær sygelighed. Men på trods af stigende klinisk bevis, der er en mangel på udpegede undersøgelser med vægt mekanismen af vaskulær toksicitet og derfor er yderligere belysning af den nøjagtige patogenese de påfører berettiget.
En stor udfordring i at afsløre mekanismen for kemoterapi-induceret vaskulær toksicitet stammer fra kompleksiteten i at undersøge vaskulær funktion in vivo. Vi beskriver heri en platform af høj opløsning in vivo molekylær billeddannelse i mus, der gør det muligt at fange blodgennemstrømning og fartøjernes karakteristika. Denne platform letter påvisning af direkte behandling inducerede vaskulære virkninger: i realtid, samt efter dem over en periode inden for de samme individer.
Protocol
Representative Results
Discussion
Evaluering kemoterapi-induceret vaskulær toksicitet er udfordrende på grund af vanskeligheden ved at visualisere dynamikken i vaskulatur som reaktion på en stimuli i realtid. Talrige kliniske undersøgelser har impliceret, at flere kemoterapi forårsager direkte vaskulær skade, men mekanismen og karakteristika denne toksicitet er endnu ikke klarlagt. Vi har etableret en real-time, in vivo molekylær billeddannelse platform til vurdering af potentialet vaskulær toksicitet kemoterapi i mus bestående af fibe…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
None
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| general anesthesia (100mg/kg ketaset and 6mg/kg XYL-M2). | Fort Dodge Animal Health, IA, USA and Biove Laboratories, France | ||
| a depilatory cream (Veet) | ReckittBenckiser, Bristol, UK | ||
| A 30-gauge, 1/2-inch needle attached to 1 ml syringe | |||
| FITC dextran at a volume of 100 µl (10 mg/ml; FD2000S, MW 2000000 Dalton) | Sigma | ||
| Doxorubicin (8 mg/kg, Adriamycin) | Teva, Israel | ||
| paclitaxel (1.2 mg/kg, Medexel) | Taro, Israel | ||
| Saline |
Riferimenti
- Chow, A. Y., et al. Anthracyclines cause endothelial injury in pediatric cancer patients: a pilot study. J Clin Oncol. 24 (6), 925-928 (2006).
- Nuver, J., et al. Acute chemotherapy-induced cardiovascular changes in patients with testicular cancer. J Clin Oncol. 23 (36), 9130-9137 (2005).
- Vos, F. Y., et al. Endothelial cell effects of cytotoxics: balance between desired and unwanted effects. Cancer Treat Rev. 30 (6), 495-513 (2004).
- Kerbel, R. S., et al. ‘Accidental’ anti-angiogenic drugs. anti-oncogene directed signal transduction inhibitors and conventional chemotherapeutic agents as examples.Eur. J Cancer. 36 (10), 1248-1257 (2000).
- Soultati, A., et al. Endothelial vascular toxicity from chemotherapeutic agents: preclinical evidence and clinical implications. Cancer Treat Rev. 38 (5), 473-483 (2012).
- Tempelhoff, G. F., et al. Blood coagulation during adjuvant epirubicin/cyclophosphamide chemotherapy in patients with primary operable breast cancer. J Clin Oncol. 14 (9), 2560-2568 (1996).
- Ben Aharon, I., et al. Doxorubicin-induced vascular toxicity–targeting potential pathways may reduce procoagulant activity. PLoS One. 8 (9), e7515 (2013).
- Laemmel, E., et al. Fibered confocal fluorescence microscopy (Cell-viZio) facilitates extended imaging in the field of microcirculation. A comparison with intravital microscopy. J Vasc Res. 41 (5), 400-411 (2004).
- Al-Gubory, K. H., Houdebine, L. M. In vivo imaging of green fluorescent protein-expressing cells in transgenic animals using fibred confocal fluorescence microscopy. Eur J Cell Biol. 85 (8), 837-845 (2006).
- Bar-Joseph, H., et al. In vivo bioimaging as a novel strategy to detect doxorubicin-induced damage to gonadal blood vessels. PLoS One. 6 (9), e23492 (2011).
- Kaushal, V., Kaushal, G. P., Mehta, P. Differential toxicity of anthracyclines on cultured endothelial cells. Endothelium. 11 (5-6), 253-258 (2004).
- Kim, E. J., et al. Doxorubicin-induced platelet cytotoxicity: a new contributory factor for doxorubicin-mediated thrombocytopenia. J Thromb Haemost. 7 (7), 1172-1183 (2009).
- Walsh, J., Wheeler, H. R., Geczy, C. L. Modulation of tissue factor on human monocytes by cisplatin and adriamycin. Br J Haematol. 81 (4), 480-488 (1992).
- Kotamraju, S., et al. Doxorubicin-induced apoptosis in endothelial cells and cardiomyocytes is ameliorated by nitrone spin traps and ebselen. Role of reactive oxygen and nitrogen species. J Biol Chem. 275 (43), 33585-33592 (2000).
- Vasquez-Vivar, J., et al. Endothelial nitric oxide synthase-dependent superoxide generation from adriamycin. Biochimica. 36 (38), 11293-11297 (1997).
