Chemotherapie-induzierte vaskuläre Toxizität - Echtzeit-<em> In-vivo-</em> Imaging von Vessel Impairment
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
Bestimmte Arten von Chemotherapien können akute Gefäßveränderungen, die in langfristigen Bedingungen, die den Patienten zu einem erhöhten Risiko von vaskulären Erkrankungen begünstigen können, fortschreiten kann auszuüben. Doch wenn auch der Befestigungs klinische Beweise, gibt es einen Mangel an klaren Studien des vaskulären Toxizität und daher der Ätiologie einer heterogenen Gruppe von Gefäß / kardiovaskulären Störungen noch aufgeklärt werden. Darüber hinaus kann der Mechanismus, der vaskulären Toxizität zugrunde liegen vollständig unterscheiden sich von den Grundsätzen der Chemotherapie-induzierter Kardiotoxizität, die in Beziehung steht zu Myozyten Verletzungen zu lenken. Wir haben eine Echtzeit eingerichtet, in vivo molekularen Bildgebung Plattform, um die mögliche akute vaskuläre Toxizität von Antikrebstherapien zu bewerten.
Wir haben eine Plattform für in vivo, hochauflösende molekulare Bildgebung bei Mäusen, die für die Visualisierung Gefäßsystem im geschlossenen Organe und Referenz blo eingestelltod Gefäße innerhalb derselben Personen während jedes einzelnen dienen als seine eigene Kontrolle. Wände der Blutgefäße wurden nach Doxorubicin Verwaltung beeinträchtigt, was einen einzigartigen Mechanismus von vaskulären Toxizität, die der frühes Ereignis in der Endorgane Verletzung sein kann. Hierbei wird das Verfahren zum fibered konfokale Fluoreszenzmikroskopie (FCFM) basierend Abbildungs beschrieben, die einen innovativen Modus bietet den physiologischen Phänomenen auf zellulärer und subzellulärer in Tier Themen zu verstehen.
Introduction
Klinische Daten zeigen, dass verschiedene Klassen von Chemotherapien zu entlocken eine Vielzahl von Gefäßerkrankungen von Raynaud-Phänomen, Bluthochdruck, myocardialinfarction, zerebrovaskuläre Angriff und Lebervenen occlusivedisease 1,2 manifestiert. "'Unbeabsichtigter' anti-angiogenen Drogen" ist ein recht neuer Begriff, der herkömmliche Chemotherapeutika, die als mögliche Angiogenese-Inhibitoren wirken beschreibt, obwohl sie ursprünglich nicht für diesen Zweck entwickelt, aber 3-5 entwickelt, um Tumorzellen zu eliminieren durch Auferlegung so wenig "Sicherheiten Schaden "zu normalen Zellen wie möglich 3. Mehrere Chemotherapien wurden als vasculo-Giftstoffe angedeutet worden, wie in klinischen Studien mit Serum-Biomarkern beobachtet. Unter diesen sind Alkylierungsmittel (wie Cyclophosphamid), Platin-Verbindungen (wie Cisplatin) und Anthrazyklinen 1,2,5-7.
Akute kardiovaskulären Komplikationen können als resul auftretent von vaskulären Toxizität durch Chemotherapie. Sie können in chronischen Erkrankungen wie Arteriosklerose und machen erhöhtes Risiko für Spät vaskulären Morbidität Fortschritt. Trotz Montage klinische Beweise, gibt es einen Mangel an bezeichneten Studien, in der der Mechanismus der Gefäß Toxizität und daher ist eine weitere Erläuterung der genaue Pathogenese sie anrichten gerechtfertigt.
Eine große Herausforderung bei der Aufdeckung des Mechanismus der Chemotherapie-induzierter vaskulärer Toxizität ergibt sich aus der Komplexität der Untersuchung von Gefäßfunktion in vivo. Wir beschreiben hier eine Plattform für hochauflösende in vivo molekulare Bildgebung bei Mäusen, die den Blutfluss und Schiffe Eigenschaften erfassen können. Diese Plattform erleichtert den Nachweis der direkten Behandlung induzierten vaskulären Wirkungen: in Echtzeit, sowie die folgenden sie über eine Zeitdauer, innerhalb der gleichen Individuen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Auswerten Chemotherapie-induzierter vaskulärer Toxizität stellt aufgrund der Schwierigkeit bei der Visualisierung der Dynamik der Vaskulatur in Antwort auf Stimuli in Echtzeit. Zahlreiche klinische Studien haben impliziert, dass mehrere Chemotherapien verursachen direkte Gefäßverletzung, aber der Mechanismus und Besonderheiten dieser Toxizität ist noch nicht geklärt. Wir haben eine Echtzeit für die Bewertung der potentiellen Gefäß Toxizität der Chemotherapie in Mäusen, umfassend von gefaserten konfokale Fluor…
Disclosures
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 |
References
- 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. 생화학. 36 (38), 11293-11297 (1997).
