מודל עכברים של שיבוש מחסום דם מוח כדי לאפשר ממוקד Therapeutics Neurovascular
Summary
שיבוש מחסום דם מוח מסייע למשלוח של תרופות מסוימות למוח. מניטול נמסר תאים מתכווצים סביב כלי דם התוך arterially כדי פיזי לשבש את המכשול.
Abstract
תאי האנדותל עם צומת הדוקים יחד עם קרום המרתף ורגלי קצה astrocyte מקיפים כלי דם מוחיים כדי ליצור את מחסום דם מוח 1. המחסום סלקטיבי אינו כולל מולקולות מהמעבר בין הדם והמוח המבוססים על הגודל ועל אחריותן. פונקציה זו יכולה לעכב את המשלוח של תרופות לטיפול בהפרעות נוירולוגיות. מספר התרופות כימותרפיות, למשל, לא יעיל לחצות את מחסום דם המוח כדי להגיע לתאים סרטניים 2. לפיכך, שיפור אספקת סמים ברחבי מחסום דם המוח הוא אזור של עניין.
השיטות הנפוצות ביותר לשיפור המשלוח של תרופות למוח הן עירוי מוחי ישיר ושיבוש 3 מחסום דם מוח. ערבויות עירוי intracerebral ישירות שטיפולים להגיע למוח, עם זאת, לשיטה זו יש יכולת מוגבלת לפיזור התרופה 4. שיבוש מחסום דם מוח (BBBD) אלתרופות מורדות לזרום ישירות ממערכת הדם למוח ובכך באופן יעיל יותר להגיע לתאים סרטניים מפוזרים. שלוש שיטות של שיבוש מחסום כוללות שיבוש האוסמוטי מכשול, הפרעת מחסום תרופתית, ואולטרסאונד הממוקד עם microbubbles. שיבוש אוסמוטי, חלוץ ידי Neuwelt, משתמש בפתרון של hypertonic מניטול 25% שמייבש את התאים של מחסום דם המוח וגורם להם להתכווץ ולשבש צומת החזקים שלהם. שיבוש גדר גם יכול להיות מושלם פרמקולוגית עם תרכובות vasoactive כגון היסטמין 5 ו 6 bradykinin. שיטה זו, עם זאת, היא סלקטיבית בעיקר למחסום מוח גידול 7. בנוסף, RMP-7, אנלוגי של פפטיד bradykinin, נמצא כנחות בהשוואת הראש בראש עם BBBD אוסמוטי עם מניטול 25% 8. שיטה נוספת, אולטרסאונד ממוקד (FUS) בשיתוף עם סוכנים בניגוד אולטרסאונד microbubble, כן הוכחההפיך לפתיחת מחסום דם מוח 9. בהשוואה לFUS, אם כי, מניטול 25% יש לו היסטוריה ארוכה של בטיחות בחולים אנושיים שהופכת אותו לכלי מוכח למחקר translational 10-12.
על מנת להשיג BBBD, מניטול יש להעביר בשיעור גבוה באופן ישיר למחזור העורקים של המוח. בבני אדם, קטטר endovascular מונחה למוח שבו ניתן להשיג זרימה מהירה וישירה. פרוטוקול מודלים האנושיים הזה BBBD ככל האפשר. בעקבות קצץ להסתעפות של עורק התרדמה המשותף, צנתר מוחדר מדרדר לECA ומשמש להעברת מניטול ישירות לתוך עורק התרדמה הפנימי (הרשפ"ת) במחזור. Propofol והרדמת O N 2 משמשים ליכולתם למקסם את האפקטיביות של שיבוש מחסום 13. אם מבוצע כראוי, הליך זה יש את היכולת בבטחה, ביעילות, והפיך לפתוח את מחסום דם המוח והאלתורדואר המשלוח של תרופות שאינם רגיל להגיע למוח 8,13,14.
Protocol
Representative Results
Discussion
יש כמה אמצעים למקסם את היעילות של BBBD. חשוב למזער את הדימום בשלב קצץ. לחץ דם וקצב לב יכולים להיות מושפע מדימום משמעותי וגורמים אלה ידועים בהשפעתם על מידת BBBD 13. דימום יכול להיות מופחת על ידי שימוש בתפרים לקשור כלי דם גדולים, כגון בלוטת תריס המעולה ועורקים עורפיים, א…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי קרן JB מרשל.
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).
