Kontrast Ultraljud riktad behandling av gliom hos möss via Drug-Med nanopartiklar Leverans och Microvascular Ablation
Summary
Insonation av mikrobubblor är en lovande strategi för att tumören ablation med reducerad time average akustiska befogenheter, liksom för de riktade leverans av läkemedel. Syftet med denna studie är att utveckla låg intermittens ultraljud pulserande strategier och nanocarriers att maximera icke-termisk mikrovaskulära ablation och nyttolast leverans till subkutan C6 gliom.
Abstract
Vi utvecklar minimalinvasiv kontrastmedel mikrobubblor baserade terapeutiska metoder, där permeabilization och / eller ablation av mikrocirkulation styrs av olika ultraljud pulserande parametrar. Närmare bestämt är vi testa om dessa metoder kan användas för att behandla elakartade hjärntumörer hjälp av drug delivery-och mikrovaskulära ablation. Preliminära studier har gjorts för att fastställa om målstyrning av läkemedel räntebärande nanopartiklar leverans kan underlättas genom ultraljud medierad förstörelsen av "komposit" leverans agenter består av 100 nm poly (laktid-co-glycolide) (PLAGA) nanopartiklar som följs albumin skalade mikrobubblor . Vi betecknar dessa agenter som mikrobubblor-nanopartiklar komposit medel (MNCAs). När det riktas till subkutan C6 gliom med ultraljud, konstaterade vi en omedelbar 4,6-faldig ökning av nanopartiklar leverans MNCA behandlade tumörer över tumörer behandlas med mikrobubblor administreras samtidigt med nanopartiklar och en 8,5-faldig ökning över icke-behandlade tumörer. I många cancer applikationer, anser vi att det kan vara önskvärt att genomföra målstyrning av läkemedel i samband med ablation av tumören mikrocirkulationen, vilket kommer att leda till tumör hypoxi och apoptos. För detta ändamål har vi testat effekten av icke-theramal kavitation-inducerad mikrovaskulära ablation, som visar att detta tillvägagångssätt framkallar tumörer perfusion minskning, apoptos, betydande tillväxthämning, och nekros. Sammantaget indikerar dessa resultat att våra ultraljud-målinriktad strategi har potential att öka terapeutiska effektiviteten genom att skapa tumörnekros genom mikrovaskulära ablation och / eller samtidigt öka drogen nyttolasten i gliom.
Protocol
Discussion
Kritiska steg
Kanylering av mus svansvenen:
Intravenös injektion i musen svansvenen kan vara en utmanande förfarande. Däremot kan en svansvenen kateter förbättras avsevärt sannolikheten för en lyckad injektion. För att katetern, upprepade gånger böja fram och tillbaka ett 25 gauge nål tills den går sönder från navet. Sätt i den trubbiga änden i slutet av PE 20 slang och täta kopplingen med silikon lim. För att förbereda kateter för kanylering, bifo…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Med stöd av NIH R01 HL74082, den Hartwell Foundation och fokuserat ultraljud Kirurgi Foundation.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| ApoptTag kit | Intergen Co. | S7110 | ||
| un-capped 85:15 poly(lactic-co-glycolic acid) (PLAGA) | Lakeshore Biomaterials | Custom | ||
| Vivo Tag 680 | VisEn Medical | 10120 | Used to Tag BSA | |
| Poly(vinyl alcohol) | Sigma-Aldrich | 363136 | ||
| MicroTip Sonicator | Misonix | S-4000 | ||
| Sequoia | Simons Medical | P.O.A | Equipped with CPS | |
| FreeZone 2.5 | Labconco | 7670020 | Equipped with Nitrogen Trap | |
| Methylene chloride (CH2Cl2) | Fisher Scientific | D37-500 | ||
| FMT 250 | VisEn Medical | P.O.A | ||
| F-12K Nutrient Mixture | Gibco | 21127-022 | ||
| polyethyleneglycol-40 stearate | Sigma Chemical | 9004-99-3 | ||
| distearoyl phosphatidylcholine | Avanti Polar Lipids | 770365 | ||
| Multisizer Coulter Counter | Beckman Coulter | P.O.A | ||
| Waveform Generator | Tektronix, Inc. | AFG-310 | ||
| water-based ultrasound gel | Parker Laboratories | Aquasonic 100 | ||
| Infusion pump | Harvard Apparatus | Harvard Apparatus PHD 2000 | ||
| 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC) | Pierce Biotechnology | 25952-53-8 | ||
| N-hydroxysulfosuccinimide (Sulfo-NHS) | Pierce Biotechnology | 106627-54-7 | ||
| Succinic anhydride | Sigma Aldrich | 603902 | ||
| Power Amplifier | Electronic Navigation Industries | ENI 3100LA | ||
| Needle Thermocouple Probe | Omega | HYP1-30-1/2-T-G-60-SMPW-M | ||
| BioGel (P100, medium) | Bio-Rad | 150-4170 | ||
| .75’’ diameter 1 MHz unfocused transducer | Panametrics | A314S |
Referências
- Chappell, J., Song, J., Burke, C., Klibanov, A., Price, R. Targeted delivery of nanoparticles bearing fibroblast growth factor-2 by ultrasonic microbubble destruction for therapeutic arteriogenesis. Small. 10, 1769-1777 (2008).
- Chomas, J. E., Pollard, R., Wisner, E., Ferrara, K. Subharmonic Phase-Inversion for Tumor Perfusion Estimation. IEEE. 2, 1713-1716 (2001).
- Davda, J., Labhasetwar, V. Characterization of nanoparticle uptake by endothelial cells. Int J Pharm. 233, 51-51 (2002).
- Hynynen, K., McDannolod, N. Noninvasive MR imaging-guided focal opening of the blood-brain barrier in rabbits. Radiology. 220, 640-646 (2001).
- McDannold, N., Vykhodtseva, N., Hynynen, K. Microbubble contrast agent with focused ultrasound to create brain lesions at low power levesl: MR imaging and histological study in rabbits. Radiology. 241, 95-106 .
- McDannold, N., Vykhodtseva, N., Hynynen, K. Targeted disruption of the blood-brain barrier with focused ultrasound: Association with cavitation activity. Phys Med Biol. 51, 793-807 .
- McDannold, N., Clement, G. T., Black, P., Jolesz, F., Hynynen, K. Transcranial magnetic resonance imaging- guided focused ultrasound surgery of brain tumors: initial findings in 3 patients. Neurosurgery. 66, 323-332 (2009).
- Meairs, S., Alonso, A. Ultrasound microbubblesand the blood brain barrier. Progr Biophys Mol Biol. 93, 354-362 (2007).
- . . Optison, products insert. , (2009).
- Sadlowskie, A., Chromas, J., Pollard, R., Bloch, S., Griffey, S., Wisner, W., Ferrara, K. W. Mean Flow Rate and Intergrated Perfusion Estimates Obtained with Contrast-Assisted Ultrasound. IEEE Ultrasonics Symposium. , 1977-1980 (2002).
- Song, J., Chappell, J. C., Qi, M., VanGieson, E. J., Kaul, S., Price, R. J. Influence of injection site, microvascular pressure and ultrasound variables on microbubble-mediated delivery of microspheres to muscle. J Am Coll. Cardiol. 39, 726-731 (2002).
- Sheikov, N., McDannold, N., Vykhodtseva, N., Jolesz, F., Hynynen, K. Cellular mechanisms of blood-brain barrier opeing induced by ultrasound in the presences of microbubbles. Ultrasound Med. Biol. 30, 979-989 (2004).
- Tanter, J., Fink, M. Focusing and steering through absorbing and aberrating layers: Application to ultrasonic propagation through the skull. J Acoust Soc Am. 103, 2403-2410 (1998).
- Yeh, C. K., Kruse, D. E., Lim, M. C., Redline, D. E., Ferrara, K. W. A New High Frequency Destruction/Reperfusion System. IEEE. 1, 433-436 (2003).
