Retroductal تحت الفك السفلي الغدة تقطير والمترجمة مجزأ تشعيع في نموذج الفأر من اللعابية Hypofunction
Summary
Salivary gland hypofunction, a major adverse effect of head and neck radiotherapy diminishes a patient’s quality of life. The demonstration of efficacy of new therapies in animal models is a prerequisite before clinical transition. This protocol describes retroductal administration and local irradiation of rat submandibular glands.
Abstract
Normal tissues that lie within the portals of radiation are inadvertently damaged. Salivary glands are often injured during head and neck radiotherapy. Irreparable cell damage results in a chronic loss of salivary function that impairs basic oral activities, and increases the risk of oral infections and dental caries. Salivary hypofunction and its complications gravely impact a patient’s comfort. Current symptomatic management of the condition is ineffective, and newer therapies to assuage the condition are needed.
Salivary glands are exocrine glands, which expel their secretions into the mouth via excretory ducts. Cannulation of these ducts provides direct access to the glands. Retroductal delivery of a contrast agent to major salivary glands is a routine out-patient procedure for diagnostic imaging. Using a similar procedure, localized treatment of the glands is feasible. However, performing this technique in preclinical studies with small animals poses unique challenges. In this study we describe the technique of retroductal administration in rat submandibular glands, a procedure that was refined in Dr. Bruce Baum’s laboratory (NIH)1, and lay out a procedure for local gland irradiation.
Introduction
تدمير جانبية من الأنسجة السليمة حسابات لعدد من الآثار الجانبية الضارة للعلاج السرطان. ودمر جزئيا أو كليا في الغدد اللعابية الرئيسية التي تقع على عاتق مجالات الإشعاع لا محالة. ولذلك، فإن معظم المرضى الذين يخضعون للعلاج بالأشعة لسرطان الرأس والرقبة، وسرطان الغدد الليمفاوية عنق الرحم، أو إشعاع كامل الجسم قبل زرع نخاع العظام يعاني واحد من الآثار السلبية الأكثر شيوعا ومستمرة من الإشعاع، والغدة اللعابية hypofunction 2-6.
خلايا عنيبية المنتجة للالسوائل من الغدد اللعابية هي شديدة الحساسية للإشعاع. الأضرار التي لحقت الغدد اللعابية يؤدي إلى تناقص حاد في تدفق اللعاب، وهو الشرط المشار إليها hypofunction كما اللعاب. انخفاض مزمن في تدفق اللعاب يضعف الأنشطة عن طريق الفم الأساسية مثل المضغ والبلع والكلام، والذوق، ولكن عقابيل المهووسين من الألم الشديد، والدموع المخاطية وعسر البلع والعدوى الانتهازية، وتسوس الأسنان تسوء لالمريض الرفاه وظيفة 2،3.
منذ المرتبطة العلاج الإشعاعي فقدان الخلايا اللعابية لا رجعة فيه، لا يوجد علاج التصحيحية من جفاف الفم. العلاج الحالية التي تركز على تهدئة الأعراض مع بدائل اللعاب الاصطناعي والأدوية prosecretory غير فعالة للتخفيف على المدى الطويل 6. وعلى الرغم من تحسن تقنيات التوصيل الإشعاع ساعدت يقلل من شدة الحالة، سمية الأنسجة الطبيعية ومضاعفاته لا تزال عاملا مقيدا في علاج السرطان 6،7. تدابير وقائية لمنع المضاعفات المرتبطة العلاج الإشعاعي وبالتالي، أصبحت هي القاعدة. ويجري استكشاف وكلاء الإذاعة واقية أن مسح أنواع الاكسجين الحرة الراديكالية، إعادة تعمير خلية تشجيع، أو تعزيز إصلاح الحمض النووي لتفادي hypofunction اللعاب 8-11.
إفرازات الغدد اللعابية الإفرازية تصب في الفم من خلال القنوات مطرح الرئيسية. إقناء؛ إدخال القنية داخل الفم من اليتم البريد القنوات مطرح للحقن عوامل التباين بشكل روتيني كما إجراء العيادات الخارجية. استخدام نهج مماثل، الغدد اللعابية يمكن أن تستهدف مباشرة لتلقي العلاج الموضعي 12. وبصرف النظر عن الحد من مخاطر النظامية الآثار الجانبية، وقد أضاف تقطير الغدة retroductal الفوائد. الترتيب أحادي الطبقة من الخلايا اللعابية حول الشجرة الأقنية يسمح يستهدف جميع الخلايا الظهارية اللعابية، والتغليف ليفية من الأفعال الغدة كحاجز للحد من انتشار العلاجي غير مرغوب فيه. في جوهرها، والغدد اللعابية هي مناسبة بشكل مثالي لتلقي العلاج المستهدفة من الآلام الغدة مثل الإشعاع الناجم عن اللعابية hypofunction.
يتم تسليم الإشعاع التقليدية لعلاج السرطان في جرعات صغيرة (1،8-2،5 غراي / جزء / يوميا، خمسة أيام في الأسبوع) لمدة أسابيع. ولذلك، فإن العلاجية الراديو الواقي الذي يظهر فعالية ضد مخطط الإشعاع التي طال أمدها في نماذج تجريبية له أكبر تأثير سريري. COMPROوقد سجلت mised وظيفة اللعابية بعد الإشعاع مجزأة في الحيوانات الصغيرة، ولكن مصدر الإشعاع، جرعة جزء، والبروتوكولات المستخدمة هي متنوعة 9،10،13.
يحدد هذا التقرير أساليب للتسليم retroductal لوالإشعاع مترجم من الغدد تحت الفك السفلي الفئران باستخدام مصدر إشعاع المريض المناسب وجزء الجرعة.
Protocol
Representative Results
Discussion
غالبا ما يتلقى الغدد اللعابية جرعات الإشعاع وراء عتبة الانتعاش الأنسجة في المرضى الذين يخضعون للعلاج بالأشعة لسرطان الرأس الرقبة، الاجتثاث انتخابي العقد الرقبة، أو الأورام الخبيثة الدموية الإقليمية. على الرغم من أن خلايا عنيبية إفراز السوائل من الغدة هي متباينة ع?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Dr. John Chang (Radiation Oncology, LSU Health Science Center) for assistance with radiation dose measurements. The study was supported by the American Cancer Society (Grant number: 116945-RSG-09-038-01-CCE), National Institute of Health (Grant number: R21CA173162) and the Feist-Weiller Cancer Center.
Materials
| Intramedic Polyethylene tubing (PE10) | Becton Dickson | 427401 | |
| 1/2 cc Insulin Syringe U-100 | Becton Dickson | 309306 | |
| Artificial Tears | Miller Vet Supply | 5098-9840-64 | |
| Hot Bead Sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Perma-Hand silk suture | Ethicon | K833H | |
| Graefe forcep | Fine Science Tools | 11051-10 | |
| Olympus SZX16 Stereo Microscope | Hunt Optics and Imaging | ||
| 6MV Linear Accelerator | Elekta | ||
| Bolus – Skinless | Civco | MTCB410 | |
| Heat Lamp | Braintree Scientific | HL-1 110V |
References
- Delporte, C., et al. Increased fluid secretion after adenoviral-mediated transfer of the aquaporin-1 cDNA to irradiated rat salivary glands. Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (7), 3268-3273 (1997).
- Chambers, M. S., Rosenthal, D. I., Weber, R. S. Radiation-induced xerostomia. Head Neck. 29 (1), 58-63 (2007).
- Sciubba, J. J., Goldenberg, D. Oral complications of radiotherapy. Lancet Oncol. 7 (2), 175-183 (2006).
- Rodrigues, N. A., et al. A prospective study of salivary gland function in lymphoma patients receiving head and neck irradiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 75 (4), 1079-1083 (2009).
- Coracin, F. L., et al. Major salivary gland damage in allogeneic hematopoietic progenitor cell transplantation assessed by scintigraphic methods. Bone Marrow Transplant. 37 (10), 955-959 (2006).
- Jensen, S. B., et al. A systematic review of salivary gland hypofunction and xerostomia induced by cancer therapies: management strategies and economic impact. Support Care Cancer. 18 (8), 1061-1079 (2010).
- de Castro, G., Federico, M. H. Evaluation, prevention and management of radiotherapy-induced xerostomia in head and neck cancer patients. Curr Opin Oncol. 18 (3), 266-270 (2006).
- Epperly, M. W., Carpenter, M., Agarwal, A., Mitra, P., Nie, S., Greenberger, J. S. Intraoral manganese superoxide dismutase-plasmid/liposome (MnSOD-PL) radioprotective gene therapy decreases ionizing irradiation-induced murine mucosal cell cycling and apoptosis. In Vivo. 18 (4), 401-410 (2004).
- Cotrim, A. P., Sowers, A., Mitchell, J. B., Baum, B. J. Prevention of irradiation-induced salivary hypofunction by microvessel protection in mouse salivary glands. Mol Ther. 15 (12), 2101-2106 (2007).
- Zheng, C., et al. Prevention of radiation-induced salivary hypofunction following hKGF gene delivery to murine submandibular glands. Clin Cancer Res. 17 (9), 2842-2851 (2011).
- Palaniyandi, S., et al. Adenoviral delivery of Tousled kinase for the protection salivary glands against ionizing radiation damage. Gene Ther. 18 (3), 275-282 (2011).
- Baum, B. J., Voutetakis, A., Wang, J. Salivary glands: novel target sites for gene therapeutics. Trends Mol Med. 10 (12), 585-590 (2004).
- Limesand, K. H., et al. Insulin-like growth factor-1 preserves salivary gland function after fractionated radiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 78 (2), 579-586 (2010).
- Timiri Shanmugam, P. S., et al. Recombinant AAV9-TLK1B administration ameliorates fractionated radiation-induced xerostomia. Hum Gene Ther. 24 (6), 604-612 (2013).
- Coppes, R. P., Vissink, A., Konings, A. W. T. Comparison of radiosensitivity of rat parotid and submandibular glands after different radiation schedules. Radiother Oncol. 63 (3), 321-328 (2002).
- Sunavala-Dossabhoy, G., Palaniyandi, S., Richardson, C., De Benedetti, A., Schrott, L., Caldito, G. TAT-mediated delivery of Tousled protein to salivary glands protects against radiation-induced hypofunction. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 84 (1), 257-265 (2012).
- Baum, B. J., et al. Transfer of the AQP1 cDNA for the correction of radiation-induced salivary hypofunction. Biochim Biophys Acta. 1758 (8), 1071-1077 (2006).
- Tran, S. D., et al. Paracrine effects of bone marrow soup restore organ function, regeneration, and repair in salivary glands damaged by irradiation. PLoS One. 8 (4), e61632 (2013).
- Nanduri, L. S., et al. Salisphere derived c-Kit+ cell transplantation restores tissue homeostasis in irradiated salivary gland. Radiother Oncol. 108 (3), 458-463 (2013).
- Arany, S., Benoit, D. S., Dewhurst, S., Ovitt, C. E. Nanoparticle-mediated gene silencing confers radioprotection to salivary glands in vivo. Mol Ther. 21 (6), 1182-1194 (2013).
- Voutetakis, A., et al. Reengineered salivary glands are stable endogenous bioreactors for systemic gene therapeutics. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (9), 3053-3058 (2004).
