Summary

Intranasale Abgabe von therapeutischen Stammzellen an Glioblastom in einem Mausmodell

Published: June 04, 2017
doi:

Summary

Stammzellen sind vielversprechende therapeutische Träger, um Hirntumoren aufgrund ihrer intrinsischen Tumor-Tropismus zu behandeln. Nicht-invasive intranasale Stammzell-Abgabe umgeht die Blut-Hirn-Schranke und zeigt ein starkes Potenzial für die klinische Übersetzung. Dieser Artikel fasst die Grundprinzipien der intranasalen Stammzellabgabe in einem Mausmodell des Glioms zusammen.

Abstract

Der intrinsische Tropismus gegenüber Gehirnmalignitäten macht Stammzellen als vielversprechende Träger von Therapeutika gegen bösartige Tumore. Die Bereitstellung von therapeutischen Stammzellen über die intranasale Route ist eine kürzlich entdeckte Alternativstrategie mit einem starken Potenzial für die klinische Translation aufgrund ihrer nicht-invasiven Natur im Vergleich zur intrakraniellen Implantation oder Lieferung über systemische Wege. Der Mangel an Blut-Hirn-Schranke stärkt das therapeutische Potenzial von Stammzellen, die sich dem intranasalen Hirneintritt unterziehen. Dieser Artikel fasst die wesentlichen Techniken zusammen, die in unseren Studien verwendet werden, und skizziert die Grundprinzipien der intranasalen Strategie für die Stammzelllieferung unter Verwendung eines Mausmodells von intrakranialen Gliom-Xenotransplantaten. Wir zeigen die optimierten Verfahren, die mit konkreten und reproduzierbaren Ergebnissen konsequent und reproduzierbare Ergebnisse liefern und Leitlinien für einen effizienteren Arbeitsablauf bieten, die eine effiziente Ausführung und einen zuverlässigen Erfahrungsprozess gewährleistenNtal Ergebnis Der Artikel soll als Grundlage für weitere experimentelle Anpassung auf der Grundlage von Hypothesen, Stammzelltypen oder Tumorspezifika dienen.

Introduction

Niedrige Toxizität, niedrige Immunogenität und intrinsischer Hirntumortropismus menschlicher Stammzellen sind attraktive Merkmale für die Lieferung von therapeutischen Fahrzeugen 1 . Neuartige Stammzell-basierte Therapeutika für maligne Hirntumoren sind vielversprechende Innovationen, die in den letzten Jahren entwickelt wurden, und die intranasale Anpassung dieser therapeutischen Strategie stellt einen Sprung zur klinischen Übersetzung dar, da nicht-invasive und wiederholte Verabreichung die Barriere für Patientenanwendungen drastisch reduzieren könnte Kann für ambulante Dienstleistungen ohne allgemeine Anästhesie oder langwierigen stationären Dienst, die mit invasiven chirurgischen Verfahren 1 , 2 , 3 , 4 verbunden sind , anpassbar sein.

Wir und andere haben den intranasalen Weg der Stammzell-Anlieferung an Hirntumoren vorangetrieben und haben die Grundlagen für einige der Grundprinzipien gelegtDer Translationsforschung mit den Maus-Xenotransplantatmodellen 2 , 3 , 4 sowie die Migration von Stammzellen in vivo mittels Magnetresonanztomographie (MRI) Reagenzträger 2 untersucht. Durch diese Pilot-Explorationen haben wir umfangreiche Erfahrungen gesammelt und sich erkundigt, wie man eine robuste präklinische Evaluationsstrategie mit gut etablierten Patient-Xenotransplantat (PDX) -Mausmodellen des malignen Glioms konstruiert und dabei die Untersuchungslösung zur Untersuchung der Nuancierte mechanistische Details der anspruchsvollen biologischen Phänomene des intranasalen Hirneintrags von therapeutischen Stammzellen, die an die Nasenhöhle abgegeben wurden. Hier beschreiben wir die Prinzipien eines standardisierten Betriebsprotokolls, um den aktuellen Stand der experimentellen Untersuchungen unter Verwendung einer gut etablierten menschlichen neuralen Stammzelllinie HB1.F3.CD 5 zu demonstrieren <sup>, 6 , 7 , 8 , die leicht modifizierbar ist, um sich an spezifische Tumormodelle oder Strategien anzupassen, die menschliche Stammzellen als therapeutische Träger verwenden.

Protocol

Alle Tierverfahren müssen vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) oder gleichwertig genehmigt werden. Wenn es irgendeine Ungewissheit bezüglich der hier beschriebenen spezifischen Verfahren gibt, gehen Sie nicht vor. Klären Sie mit dem IACUC des Instituts und einem benannten tierärztlichen Mitarbeiter. 1. Sicherstellung der Sterilität von kultivierten Zellen und Verfolgungsprinzipien von aseptischen Techniken Befolgen Sie die übliche gute Laborpraxis in allen…

Representative Results

Sowohl die hypoxische Vorbehandlung ( 4A ) 4 als auch die CXCR4-Überexpression ( 4B und 4C ) 4 signifikant hochregulieren die Zelle Membran Präsenz von CXCR4-Rezeptoren, wie durch Durchflusszytometrie gezeigt. Der Tumor-Tropismus, der von NSCs (blaue Pfeile) gezeigt wird, wird in der Tumorgewebe-Histologie (roter Kreis) gezeigt. Die Anwesenheit von MPIO-markierten ( <strong c…

Discussion

Obwohl der intranasale Weg der Arzneimittelabgabe für kleine Moleküle, Nanomedizin und Proteinverbindungen gleichermaßen 18 weitgehend untersucht wurde, ist die Anwendung von therapeutischen Stammzellen für das intranasale Hirntumor-Targeting im Spektrum der Hirntumor-Therapeutika unter Entwicklung 2 , 3 , 4 Es gibt intrinsische Komplexitäten, die sich auf das Verhalten der Stammzellen in der Nasenh…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde von NIH R01NS087990 (MSL, IVB) unterstützt.

Materials

Stereotaxic frame Kopf Instruments Model 900
Hypoxic Cell Culture Incubator ThermoFisher Scientific VIOS 160i
Cell culture supplies (Plastics) ThermoFisher Scientific Varies Replaceable with any source
Legend Micro 21R Refrigerated Microcentrifuge ThermoFisher Scientific 75002490 Replaceable with any source
Bench centrifuge Sorvall ST16R  ThermoFisher Scientific 75004240 Replaceable with any source
Micro syringe 702N 25µl (22S/2"/2) Hamilton Company 80400 Flat tip
Sample Tray for Irradiator Best Theratronics A13826 To set up mice protection with lead shield
Leica DMi8 Microscope Leica Microsystem Custom setup
Leica CM1860 UV cryostat Leica Microsystem Custom setup
Exel International Insulin Syringe ThermoFisher Scientific 14-841-31
Corning Phosphate Buffer Saline Corning Cellgro/ThermoFisher 21-031-CV
Dulbecco's Modified Eagle Medium  Corning Cellgro/ThermoFisher 11965-084
Trypsin 0.05% Corning Cellgro/ThermoFisher 25300054
Hyaluronidase from bovine testes MilliporeSigma H3506

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Yu, D., Li, G., Lesniak, M. S., Balyasnikova, I. V. Intranasal Delivery of Therapeutic Stem Cells to Glioblastoma in a Mouse Model. J. Vis. Exp. (124), e55845, doi:10.3791/55845 (2017).

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