Contrast Echografie doelgerichte behandeling van gliomen in Muizen via Drug-Bearing Nanodeeltje Levering en microvasculaire Ablation
Summary
Insonation van microbellen is een veelbelovende strategie voor tumor ablatie op kortere gemiddelde akoestische bevoegdheden, alsmede voor de gerichte toediening van geneesmiddelen. Het doel van deze studie is het ontwikkelen van low duty cycle echografie pulserende strategieën en nanocarriers aan niet-thermische microvasculair ablatie en laadvermogen levering aan subcutane C6 glioma te maximaliseren.
Abstract
We zijn het ontwikkelen van minimaal invasieve contrastmiddel microbellen op basis van therapeutische benaderingen waarin de permeabilisatie en / of ablatie van de microvasculatuur worden gecontroleerd door het variëren van ultrasone pulsen parameters. Concreet zijn we testen of dergelijke benaderingen kunnen worden gebruikt om kwaadaardige hersentumoren te behandelen door middel van drug delivery en microvasculaire ablatie. Voorbereidende studies zijn uitgevoerd om te bepalen of gerichte drug-dragende nanodeeltjes levering kan worden vergemakkelijkt door de ultrasoon gemedieerde destructie van "composieten" levering agenten bestaat uit 100nm poly (lactide-co-glycolide) (PLAGA) nanodeeltjes die in acht worden genomen albumine gedopt microbellen . We noteren deze agenten als microbellen-nanodeeltje samengestelde middelen (MNCAs). Wanneer gericht op subcutane C6 gliomen met echografie, zagen we een directe 4,6-voudige toename van de nanodeeltjes levering in MNCA behandelde tumoren dan tumoren die behandeld werden met microbellen toegediend met nanodeeltjes en een 8,5-voudige toename ten opzichte van niet-behandelde tumoren. Bovendien is in veel toepassingen kanker, geloven we dat het kan wenselijk zijn om gerichte toediening van medicijnen uit te voeren in combinatie met ablatie van de tumor microcirculatie, wat zal leiden tot tumor hypoxie en apoptose. Daartoe hebben we getest de effectiviteit van niet-theramal cavitatie-geïnduceerde microvasculair ablatie, waaruit blijkt dat deze aanpak tumor perfusie-reductie, apoptose, een aanzienlijke groei inhibitie en necrose ontlokt. Tezamen geven deze resultaten aan dat onze echo-gerichte aanpak van het potentieel om therapeutische efficiëntie te verhogen door het creëren van tumor necrose door middel van microvasculaire ablatie en / of gelijktijdig het verbeteren van de drug payload in gliomen is.
Protocol
Discussion
Kritische stappen
Canulatie van de muis staartader:
Intraveneuze injectie in de muis staartader kan een uitdagende procedure. Kan echter een staartader katheter sterk verbeteren van de kans op een succesvolle injectie. Om de katheter, herhaaldelijk buigen en weer een 25 gauge naald tot het breekt uit de naaf. Steek het stompe uiteinde in het uiteinde van PE 20 buizen en sluit de verbinding met siliconen lijm. Ter voorbereiding van de katheter voor cannulatie, bevestig…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ondersteund door NIH R01 HL74082, de Hartwell Foundation, en de Focused Ultrasound Surgery Foundation.
Materials
| Material Name | Type | 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 |
References
- 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).
