Osteosarkom Hücrelerde Fotodinamik Tedavi sitotoksik etkinliği<em> In Vitro</em
Summary
Burada bildirilen protokol sağlar: fotodinamik hücre hatlarında tedavi (PDT) ve hayvan modellerinde tedavi uygulamadan önce PDT ayarlarının optimizasyonu etkinliğinin değerlendirilmesi.
Abstract
Son yıllarda, daha az sistemik yan etkiler ile, kansere karşı daha etkili bir tedavi bulma zorluğu olmuştur. Bu nedenle Fotodinamik tedavi, daha seçici tümör tedavisi için yeni bir yaklaşımdır.
Oksijen varlığında, belirli bir dalga boyundaki ışık ile aktivasyon üzerine, bir sitotoksik yanıtı ortaya çıkarma 1 oksijen radikal üreten, toksik olmayan bir photosensitizer (PS), kullanan fotodinamik terapi (PDT). FDA tarafından neredeyse yirmi yıl önce onun onayına rağmen, PDT günümüzde sadece kanser türleri (cilt, mesane) ve nononcological hastalıkları (sedef, aktinik keratoz) 2 sınırlı sayıda tedavi etmek için kullanılır.
PDT kullanımının en büyük avantajı, sistemik yan etkileri engelleyen bir lokal tedavi, gerçekleştirmek için yeteneğidir. Ayrıca, (sinirler veya kan damarlarının çapında) örneğin hassas bölgelerde tümörlerin tedavisine izin verir. Burada, bir intraoperatPDT ive uygulama osteosarkom (OS), primer tümör uyduları hedef kemik tümör, cerrahi tümör rezeksiyonu sonrasında dokuyu çevreleyen tümör geride kabul edilir. Tedavi nükslerin sayısını azaltmakta ve (postoperatif) metastaz riskini azaltmayı amaçlamaktadır.
Bu çalışmada, iyi kurulmuş intratibial OS fare modellerinde, insan hastalığı üretmek için kullanılan yaygın olarak kullanılan OS hücre çizgilerinin etkili bir tedavi için uygun PDT ayarlarını elde etmek üzere in vitro PDT işlemleri içinde mevcut. PS mTHPC alımı, bir spektrofotometre ve fototoksisite bir WST-1 deneyi ile ve hayatta kalan hücrelerin sayımı ile değerlendirilen, hücre ölümünü teşvik etmek için 652 nm'de mTHPC lazer ışığı uyarım ile tahrik edilmiştir ile incelenmiştir. Kurulan teknikleri, hayvan modellerinde gelecekteki çalışmalar için uygun PDT ayarları tanımlamak için bize sağlar. Onlar PDT etkinliğinin değerlendirilmesi için kolay ve hızlı bir araçtır <em> In vitro, in vivo olarak bir uygulama yapılmıştır.
Introduction
Osteosarkom (OS) sanat tedavi Bugünkü devlet, bir primer kemik tümörü, neo adjuvan kemoterapi ve cerrahi bir kombinasyonunu kapsar. Bu tedavi rejimi, kemoterapi kullanımından önce, yaklaşık% 20 ila lokalize hastalığı olan hastaların hayatta kalma oranı artışı, şu anda 4,% 3, 60-70 arasındadır. Ancak, son iki yılda, yerel hastalığı olan OS hastaların genel sağkalım, 5 4 durmuş durumda. Ayrıca, bu hastaların% 30-40 tan sonra 3 yıl içinde nüks ve metastatik hastalığı olan hastalarda% 20-30 4 kötü bir hayatta, 6, 7, yaşamaya devam. Bu hastaların sonuçlarını iyileştirmek için, yeni tedavi stratejileri geliştirilmesi gerekmektedir.
Fotodinamik terapi (PDT), bir çok yeni anti-kanser terapisi, bir photosensi uyarılması için belirli bir dalga boyunda ışık kullanırkan akışı içine enjeksiyonundan sonra tümör hücrelerinde biriken tizer (PS). PS'nin Lazer ışığı uyarım tümör hücreleri ve hücre ölümü ile sitotoksik reaksiyonu meydana oksijen mevcudiyetinde oksijen radikalleri oluşturur. PDT tümör enfarktüs yol açan, vazokonstriksiyon ve tümör mikro-damar trombus oluşumuna neden olan ve, dolayısıyla tümör içinde yerel hipoksi ve anoksi Bu birincil mekanizma yanı sıra, iki ek PDT biyolojik işlemler, daha az tümör büyümesine katkıda uyandırdı. Son olarak, PDT yaralı ve ölen tümör hücrelerinin lokal bir bağışıklık tepkisinin, PDT'nin oldukça benzersiz bir özelliği tetikler. Bu, tamamlayıcı sistemi ve dendritik hücreleri antijen sunan 8 aktivasyonunu içerir. Bu durumda, şartlar tümör spesifik bağışıklık yol açan, lenfoid hücrelerin sonraki aktivasyonu tümör antijenlerin sunumu için oluşturulur.
Şimdiye kadar, PDT, yumuşak doku tümörleri ve hyperpl çeşitli tedavi etmek için kullanılmaktadırasya adlı, örneğin aktinik keratoz, Barrett özofagus, endobronşiyal tümörler, mesane kanseri, bazal hücreli karsinom, baş ve boyun kanseri 2 palyatif tedavi olarak. Tedavi çok az yan etkileri olan, yerel büyük ölçekli nekroza neden olduğu bilinmektedir ve bu yüzden seçici olarak tümör dokusu ortadan kaldırmak için potansiyele sahiptir. Bu avantajlara rağmen, PDT uygulama kemoterapötik ilaçların uygulanması daha teknik olarak daha zor olmaya devam etmektedir. Maksimal etkinlik, PS konsantrasyonu, ışığa maruz kalma süresini ve toplam ışık enerji transferini elde etmek için optimize edilmiş olması gerekir. Bu, in vivo deneyler yapılabilir, ancak Optimize edilmiş gereken parametrelerin görece çok sayıda, bu ilk olarak in vitro en uygun şartları belirlemek için daha etkilidir.
Aşağıda tarif edilen deneylerde, PS 5,10,15,20-tetrakis-(meta-hidroksifenil) CHL kullanan PDT in vitro etkinliği testOrin, mTHPC (Şekil 1A) kısaltılır. mTHPC anda baş ve boyun kanseri hafifletici tedavisi için klinikte kullanılan tıbbi ürün Foscan, aktif maddedir. Düşük konsantrasyonlarda zaten büyük hücre hasarının neden olan, en güçlü PS biridir ve bu doku penetrasyonu 9, 10 açısından diğer PS üstün olduğu gösterilmiştir. Hafif emilme tayfı (Şekil 1 B), sırasıyla PS biriken doku lokalizasyonu ve PDT indüksiyonu için kullanılan iki önemli tepe, 417 nm 'de bir ve 652 nm' de bir ikinci, göstermektedir.
Şu anda, mTHPC için bir lipozomal formülasyon geliştirme aşamasındadır. İşte, biz bu lipozomal formülasyon alımını ölçmek için, ve iki insan OS hücre hatlarında FDT gerçekleştirmek için prosedürleri tarif; düşük metastatik HOS ve yüksek metastatik 143B hücreleri. Burada sunulan verilerin bazıları 11 daha önce rapor edilmiştir. ThBurada anlatılan E yaklaşım PDT etkinliği üzerinde bir metastatik fenotip etkisini araştırmak için bize sağlar. Orthotopically bağışıklık yetersizliği olan SCID farelerinin arka bacaklarda enjekte 143B hücrelerinin metastaz intratibial birincil tümörlerin, yakından insan Metastaz hastalığı taklit eden bir model neden olur. Bu nedenle, önerilen in vitro deneyler uygun PDT ayarlar daha sonra in vivo deneylerde kullanılmak üzere değerlendirmek için mükemmel bir şekilde uygundur.
Protocol
Representative Results
Discussion
PDT cevap olarak uygun bir sitotoksisite elde etmek için, doğru lazer ışığı ayarları ve inkübasyon sürelerini seçmek çok önemlidir. Burada açıklanan işlemler PS alımını belirlemek için in vitro ve de PDT kaynaklı sitotoksisite ölçmek için tutarlı ve etkili. PS mTHPC spesifik soğurma dalga boylarını kullanarak, hücresel alımı PS doğrudan bir şekilde tespit edilebilir ve PS sitotoksik reaktif oksijen türleri oluşturmak için etkinleştirilebilir.
<p class="jove_cont…Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar nazik onların yardım ve teknik uzmanlık için Susanna GRAFE ve Arno Wiehe özel sayesinde, lipozomal mTHPC formülasyonu ile bize sağlamak için biolitec Araştırma GmbH ile (Jena, Almanya) teşekkür etmek istiyorum. Biz de sonuçları büyük bir bölümünü oluşturulan ve yayımı 11 coresponsible oldu Kerstin Reidy, teşekkür etmek istiyorum.
Bu çalışma Schweizerischer Verein Balgrist, Zürih Üniversitesi, Krebsliga Zürih yanı sıra Walter L. ve Johanna Kurt Vakfı, Zürih, İsviçre hibe ve EuroNanoMed ERA-NET / SNF İsviçreli bir hibe ile hibe tarafından desteklenmiştir Ulusal Bilim Vakfı 31NM30-131004/1. Bu çalışma aynı zamanda HSM Kanton Zürih Muskuloskeletal Onkoloji (Yüksek İhtisas Tıp) programı tarafından desteklenmiştir.
Materials
| DMEM | PAA GmbH, Freiburg, Germany | E15-883 | |
| HAM F12 | PAA GmbH, Freiburg, Germany | E15-817 | |
| heat-inactivated fetal calf serum | GIBCO, Basel, Switzerland | 10500-064 | |
| mTHPC | biolitec research GmbH, Jena, Germany | As this liposomal formulation is originating from R & D no catalogue number is available at the moment. Stock: 1.5mg/ml; provided in a 9:1 mixture of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and dipalmitoylphosphatidylglycerol (DPPG; >99% purity) |
|
| Spectramax Gemini XS plate reader | Molecular Devices, Sunnyvale, CA | ID# 861 | |
| Microscope Zeiss Observer.Z1 | Axio Observer, Axio Vision Release 4.6.3 SP1, Jena Germany | ||
| Ceralas PDT 652 nm Laser | Biolitec AG, Jena, Germany | LD652nm2W400u | |
| Water-soluble tetrazolium (WST) reagent | Roche Diagnostics AG, Rotkreuz, Switzerland | 1644807 |
Referências
- Juarranz, A., Jaen, P., Sanz-Rodriguez, F., Cuevas, J., Gonzalez, S. Photodynamic therapy of cancer. Basic principles and applications. Clin. Transl. Oncol. 10, 148-154 (2008).
- Agostinis, P., et al. Photodynamic therapy of cancer: an update. CA Cancer. 61, 250-281 (2011).
- D’Adamo, D. R. Appraising the current role of chemotherapy for the treatment of sarcoma. Semin. Oncol. 38 Suppl 3, 19-29 (2011).
- Allison, D. C., et al. A meta-analysis of osteosarcoma outcomes in the modern medical era. Sarcoma. , (2012).
- Anninga, J. K., et al. Chemotherapeutic adjuvant treatment for osteosarcoma: where do we stand. Eur. J. Cancer. 47, 2431-2445 (2011).
- Bacci, G., et al. Pattern of relapse in patients with osteosarcoma of the extremities treated with neoadjuvant chemotherapy. Eur. J. Cancer. 37, 32-38 (2001).
- Briccoli, A., et al. Resection of recurrent pulmonary metastases in patients with osteosarcoma. Cancer. 104, 1721-1725 (2005).
- Milla Sanabria, L., et al. Direct and indirect photodynamic therapy effects on the cellular and molecular components of the tumor microenvironment. Biochim. Biophys. Acta. 1835, 36-45 (2013).
- Mitra, S., Foster, T. H. Photophysical parameters, photosensitizer retention and tissue optical properties completely account for the higher photodynamic efficacy of meso-tetra-hydroxyphenyl-chlorin vs Photofrin. Photochem. Photobiol. 81, 849-859 (2005).
- Ma, L., Moan, J., Berg, K. Evaluation of a new photosensitizer, meso-tetra-hydroxyphenyl-chlorin, for use in photodynamic therapy: a comparison of its photobiological properties with those of two other photosensitizers. Int. J. Cancer. 57, 883-888 (1994).
- Reidy, K., Campanile, C., Muff, R., Born, W., Fuchs, B. mTHPC-mediated photodynamic therapy is effective in the metastatic human 143B osteosarcoma cells. Photochem. Photobiol. 88, 721-727 (2012).
- Triesscheijn, M., Ruevekamp, M., Aalders, M., Baas, P., Stewart, F. A. Comparative sensitivity of microvascular endothelial cells, fibroblasts and tumor cells after in vitro photodynamic therapy with meso-tetra-hydroxyphenyl-chlorin. Photochem. Photobiol. 80, 236-241 (2004).
- Triesscheijn, M., Baas, P., Schellens, J. H., Stewart, F. A. Photodynamic therapy in oncology. Oncologist. 11, 1034-1044 (2006).
- Burch, S., et al. Treatment of canine osseous tumors with photodynamic therapy: a pilot study. Clin. Orthop. Relat. Res. 467, 1028-1034 (2009).
