एक व्यापक प्रक्रिया का मूल्यांकन करने के लिए<em> Vivo</em> कैंसर nanomedicines का प्रदर्शन
Summary
The poor understanding of the in vivo performance of nanomedicines stymies their clinical translation. Procedures to evaluate the in vivo behavior of cancer nanomedicines at systemic, tissue, single-cell, and subcellular levels in tumor-bearing immunocompetent mice are described here. This approach may help researchers to identify promising cancer nanomedicines for clinical translation.
Abstract
क्लिनिक में पिछले कैंसर nanomedicines की सफलता से प्रेरित होकर, शोधकर्ताओं ने पिछले एक दशक में उपन्यास योगों की एक बड़ी संख्या उत्पन्न किया है। हालांकि, केवल nanomedicines की एक छोटी संख्या, नैदानिक इस्तेमाल के लिए अनुमोदित किया गया है, जबकि नैदानिक विकास के तहत nanomedicines के बहुमत के निराशाजनक परिणाम का उत्पादन किया है। नए कैंसर nanomedicines के सफल नैदानिक अनुवाद करने के लिए एक प्रमुख बाधा उनके vivo के प्रदर्शन की सही समझ की कमी है। यह लेख पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी-गणना टोमोग्राफी (पीईटी-सीटी), रेडियोधर्मिता की मात्रा का ठहराव के तरीकों के एकीकरण के माध्यम से प्रणालीगत, ऊतक, एकल कोशिका, और subcellular स्तर पर ट्यूमर असर चूहों में nanomedicines के vivo व्यवहार को चिह्नित करने के लिए एक कठोर प्रक्रिया की सुविधा , प्रवाह cytometry, और प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी। इस दृष्टिकोण का प्रयोग, शोधकर्ताओं सही Cance के प्रासंगिक माउस मॉडल में उपन्यास nanoscale योगों का मूल्यांकन कर सकते हैंआर। इन प्रोटोकॉल उच्च translational क्षमता के साथ सबसे होनहार कैंसर nanomedicines की पहचान करने के लिए या भविष्य अनुवाद के लिए कैंसर nanomedicines के अनुकूलन में सहायता करने की क्षमता हो सकती है।
Introduction
Nanomedicine कैंसर के इलाज के विकास के प्रतिमान 1 जा रहा है। ऐसे liposome- और एल्बुमिन आधारित nanotherapies 2, 3 के रूप में पिछले कैंसर nanomedicines, की जबरदस्त नैदानिक प्रभाव से प्रेरित होकर, कई उपन्यास योगों पिछले एक दशक में उत्पादन किया गया है। हालांकि, इन कैंसर nanomedicines के नैदानिक अनुवाद सफलता के हाल के विश्लेषण से संकेत मिलता है कि केवल एक उनमें से कुछ नैदानिक इस्तेमाल के 4, 5 के लिए अनुमोदित किया गया है। नए कैंसर nanomedicines के नैदानिक अनुवाद करने के लिए एक प्रमुख बाधा मुक्त चिकित्सीय यौगिकों 6 का सीधा प्रशासन के साथ तुलना में चिकित्सीय सूचकांक के अपने सीमित सुधार है। Preclinical पशु मॉडल में प्रणालीगत, ऊतक पर nanomedicines, और सेलुलर स्तर के vivo प्रदर्शन के इस तरह के, सटीक मूल्यांकन के रूप में identif के लिए आवश्यक हैY भविष्य नैदानिक अनुवाद के लिए इष्टतम चिकित्सीय सूचकांकों के साथ थे।
Nanomaterials के साथ पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) इमेजिंग, जो सभी नैदानिक इमेजिंग तौर तरीकों के बीच 7 शानदार संवेदनशीलता और reproducibility है जानवरों के रहने में मात्रात्मक लक्षण वर्णन के लिए radiolabeled हो सकता है। उदाहरण के लिए, 89 ZR-लेबल लंबे समय से घूम nanomedicines कैंसर 8, 9, 10, के रूप में अच्छी तरह से अन्य रोग मॉडल 11 में के लिए माउस मॉडल में विशेषता किया गया है। इसके अलावा, रक्त आधा जीवन और nanomedicines के biodistribution बड़े पैमाने पर अलग-अलग ऊतकों 8 में पूर्व vivo रेडियोधर्मिता माप का उपयोग द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है। इसलिए, radiolabeling प्रणालीगत और ऊतक स्तरों पर nanomedicines की मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है।
महत्वपूर्ण बात है, radiolabeleडी nanomedicines आम तौर पर रेडियोधर्मी सिग्नल की सीमित स्थानिक संकल्प के कारण एकल कोशिका या subcellular स्तर पर विश्लेषण नहीं किया जा सकता है। इसलिए, फ्लोरोसेंट लेबलिंग इस तरह के फ्लो और प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी 12 के रूप में ऑप्टिकल इमेजिंग तकनीक के साथ नैनोकणों के मूल्यांकन के लिए एक पूरक साधन साबित होता है। यह अंत करने के लिए, radioisotopes और फ्लोरोसेंट टैग के साथ लेबल नैनोकणों मात्रात्मक विवो में परमाणु इमेजिंग द्वारा पूर्व vivo रेडियोधर्मिता गिनती द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है और, और वे भी बड़े पैमाने पर ऑप्टिकल इमेजिंग द्वारा सेलुलर स्तर पर होती जा सकता है।
इससे पहले, हम मॉड्यूलर प्रक्रियाओं को विकसित किया है उच्च घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (एचडीएल) 11, liposomes 9, 10, बहुलक नैनोकणों, एंटीबॉडी के टुकड़े, और nanoemu सहित विभिन्न नैनोकणों में रेडियोधर्मी और फ्लोरोसेंट लेबल शामिल करने के लिएlsions 10, 13। ये लेबल नैनोकणों विभिन्न स्तरों पर प्रासंगिक पशु मॉडल है, जो अपने विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए इन nanomaterials के अनुकूलन निर्देशित में मात्रात्मक लक्षण वर्णन के लिए अनुमति दी है। वर्तमान अध्ययन में, उद्देश्य लिपोसोमल नैनोकणों के लिए उपयोग करने के लिए सबसे स्थापित nanomedicine मंच 14 व्यापक प्रक्रियाओं का प्रदर्शन करने के लिए एक उदाहरण -as एक दोहरे लेबल nanoparticle उत्पन्न करने के लिए और अच्छी तरह से एक क्लासिक syngeneic मेलेनोमा B16-F10 माउस मॉडल 15 में यह चिह्नित करने के लिए है । परिणामों से, हमें विश्वास है इस nanoparticle लक्षण वर्णन दृष्टिकोण प्रासंगिक माउस मॉडल में अन्य कैंसर nanomedicines का मूल्यांकन करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम:
दोहरे लेबल liposomes की उच्च गुणवत्ता के साथ समय की एक लंबी अवधि में लगातार परिणामों के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है। फ्री फ्लोरोसेंट रंगों या 89 Zr आयनों पूरी त?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to thank Drs. Helene Salmon and Miriam Merad from Icahn School of Medicine at Mount Sinai for providing the B16-F10-YFP cells and for their expert advice on melanoma mouse models. The authors further thank the Animal Imaging Core Facility, the Radiochemistry and Molecular Imaging Probes Core Facility, and the Molecular Cytology Core Facility at Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSK) for their support. This work was supported by National Institutes of Health grants NIH 1 R01 HL125703 (W.J.M.M.), R01CA155432 (W.J.M.M.), K25 EB016673 (T.R.) and P30 CA008748 (MSK Center Grant). The authors also thank the Center for Molecular Imaging and Nanotechnology (CMINT) at MSK for their financial support (T.R.).
Materials
| DPPC | Avantilipids | 850355 | |
| Cholesterol | Sigma-Aldrich | C8667 | |
| DSPE-PEG2000 | Avantilipids | 880120P | |
| DSPE-DFO | Home made | 110634 | Perez-Medina et al, JNM, 2014 |
| DiIC12[5]-DS | AAT Bioquest | 22051 | |
| Centrifugal filter | Vivaproducts | VS2061 | |
| Rotary evaporator | Buchi | R-100 | |
| Radio-HPLC | Shimadzu HPLC with 2 LC-10AT pumps | N/A | |
| 89Zr-oxalate | MSKCC | Synthesized in house | TR19/9 variable beam cyclotron (Ebco Industries Inc) |
| Micro PET-CT | Siemens | Inveon Micro-PET/CT | |
| Gamma counter | PerkinElmer | 2470-0150 | |
| Flow cytometry | BD Biosciences | Fortessa | Any multi-parametric flow cytometry analyzers would suffice |
| C57BL/6 mice | Jackson Laboratories | ||
| B16-YFP melanoma cells | Home made | N/A | Salmon et al, Immunity, 2016 |
| Ly6C (clone HK1.4)–APC-Cy7 | 128025 | Biolegend | |
| MHCII (M5/114/152)–APC | 107613 | Biolegend | |
| CD45 (30-F11)–BV510 | 103137 | Biolegend | |
| CD64 (X54-5/7.1)–PE-Cy7 | 139313 | Biolegend | |
| CD11b (M1/70)–BV605 | 101237 | Biolegend | |
| CD3 (17A2)–BV711 | 100241 | Biolegend | |
| CD31 (13.3)–PE | 561073 | Biolegend | |
| CD11c (M418)–PerCP-Cy5.5 | 117327 | BD Biosciences | |
| CD31 (13.3) no fluorophore | 550274 | BD Biosciences |
Riferimenti
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