Summary

Intraductale Levering aan de Rabbit borstklier

Published: March 09, 2017
doi:

Summary

Here, we describe a technique for the localized delivery of reagents to the rabbit mammary gland via an intraductal injection. In addition, we describe a protocol for visualization and the confirmation of delivery by high-resolution ultrasound imaging of contrast agents.

Abstract

Gelokaliseerde intraductale behandelingen voor borstkanker bieden mogelijke voordelen, waaronder efficiënte levering aan de tumor en verminderde systemische toxiciteit en bijwerkingen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Echter, een aantal uitdagingen blijven voordat deze behandelingen op grotere schaal kan worden toegepast. De ontwikkeling en validatie van intraductal therapeutica in een geschikt diermodel vergemakkelijken van de ontwikkeling van intraductal therapeutische strategieën voor patiënten. Terwijl de muis borstklier grote schaal gebruikt als een modelsysteem van borstklier ontwikkeling en tumorigenese, de anatomie verschilt van de menselijke klier. Een grotere diermodel, zoals het konijn, kan dienen als een beter model voor borstklier structuur en intraductale therapeutische ontwikkeling. in contrast aan muizen, waarin tien ductale bomen ruimtelijk verdeeld langs de lichaamsas, elk eindigend in een afzonderlijke speen, het konijn borstklier meer lijkt op de menselijke klier, meerdere overlappende ductale systemen die uitgang via afzonderlijke openingen in één speen. Hier presenteren we minimaal invasieve werkwijzen voor het afleveren van reagentia direct in het konijn borstklier kanaal en visualisatie van de levering zelf met hoge resolutie echografie.

Introduction

De intraductale afgifte van therapeutische middelen is bestudeerd in diermodellen en in een vroeg stadium menselijke proeven 3, 4, 5, 6, 11, 12. Een recent Fase I studie toonde de veiligheid en de haalbaarheid van intraductal carboplatine of intraductal gepegyleerde liposomale doxorubicine bij vrouwen wachten mastectomie voor de behandeling van invasieve kanker 2.

Eerdere protocollen voor intraductale afgifte zijn ontwikkeld voor muizen en ratten borstklieren 6, 7, 8, 9. Voor onderzoeksdoeleinden, intraductal tumorcel injecties en de lentivirale vector levering van oncogenen zijn ook uitgevoerd in diermodellenref "> 13, 14, 15, 16. evenwel een ideale in vivo model van de intraductal leveringsproces moet de ontwikkeling van nieuwe klassen van therapeutische verbindingen mogelijk en preklinische beoordeling mogelijk. anatomische verschillen tussen knaagdieren en mensen hebben de vertaling van deze gecompliceerde studies.

In tegenstelling tot muizen, waarbij elk kanaal eindigt in een afzonderlijke speen, de menselijke borst bestaat uit 5-9 onafhankelijke ductale systemen, elk met een aparte opening eindigt bij de speen. Rabbit melkklieren haven vier onafhankelijke ductale systemen, elk afzonderlijk toegankelijk via een van de vier openingen in één speen. Een konijnenmodel beter overeenkomt met de menselijke anatomie en maakt de studie van intraductal geneesmiddelafgifte in een relevante context.

Hier maken we gebruik van twee technieken om intraductal levering beoordelen. De co-toediening van eenvitale kleurstof maakt visualisatie door de huid en zorgt voor een eenvoudige en snelle bevestiging van deze methode. Voor sommige toepassingen kan hogere resolutie in kaart brengen van de kanalen de voorkeur. We presenteren hier een protocol voor echografie van de kanalen door de intraductale levering van een niet-gerichte contrast reagens.

Protocol

Procedures met behulp van proefdieren zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite van de Universiteit van Texas in Austin. 1. Preoperatieve Voorbereiding Registreer het lichaamsgewicht van elk konijn. Zoals bij alle preklinische studies, bewaken diergewichten regelmatig mogelijke toxiciteit te beoordelen. Vóór verlamming het konijn, vul een 50 ml conische buis met commercieel verkrijgbare echogel en centrifugeren bij 500 xg gedurende 30 s; Er m…

Representative Results

Hier laten we zien dat de intraductale afgifte van contrast reagentia de borstklier kanalen van een konijn kan worden bereikt zonder trauma aan het weefsel (Figuur 2). Bij konijnen vier afzonderlijke ductale systemen convergeren op een speen kan derhalve worden benaderd en afzonderlijk belicht met deze methode. Afzonderlijke ductale openingen zijn gemakkelijk gevisualiseerd; let op de pijlpunt het markeren van een tweede ductale opening grenzend aan de canule kanaal in <…

Discussion

Deze methode van intraductal levering aan het konijn uier kan worden gebruikt voor het ultrageluid contrast reagentia en vele andere waterige oplossingen, waaronder vitale kleurstoffen en therapeutica. Eerdere studies hebben aangetoond intraductale afgifte van hormonen 17, 18, 19. In knaagdiermodellen, de intraductale afgifte van nucleïnezuren 8, chemotherapeutica 6, <…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors acknowledge support from a Translational Breast Cancer Research Grant (14-60-26-BROC to AB) from the Breast Cancer Research Foundation and the American Association for Cancer Research.

Materials

MicroMarker non-targeted contrast reagent VisualSonics VS-11694
Luer Lock 1mL Syringes BD 309628
Glycopyrrolate 0.2mg/mL Wedgewood Compounding Pharmacy GLYCOP-INJ013VC 6 month shelf life, supply may be limited. 
Atropine Sulfate 0.5 mg/mL Animal Health International 15320764 If glycopyrrolate is unavailable. Not to be combined with glycopyrrolate.
Ketamine HCL 100mg/mL Animal Health International 21250699 http://www.animalhealthinternational.com/
Acepromazine 10mg/mL Animal Health International 17640541
Xylazine 20mg/mL Animal Health International 20101547
Yohimbine 0.2mg/mL Animal Health International 14588965
Hair Removing Cream Veet Sensitive skin solution. Available through local retailers.
Blunt tip infusion needles Sai Infusion Technology B14-50 http://www.sai-infusion.com/collections/blunt-needles
Veterinary Pulse Oximeter EdanUSA VE-H100B http://www.edanusa.com/Product/VE-H100B-Veterinary-Pulse-Oximeter.html
Warm Water Pump Gaymar TP700
Warm Water Blanket Animal Health International 21232696 Maxi-Therm Lite Warming Pads
Ultrasound system VisualSonics Vevo 2100

References

  1. Flanagan, M., Love, S., Hwang, E. S. Status of Intraductal Therapy for Ductal Carcinoma in Situ. Curr Breast Cancer Rep. 2 (2), 75-82 (2010).
  2. Love, S. M., et al. A Feasibility Study of the Intraductal Administration of Chemotherapy. Cancer Prevention Research. 6 (1), 51-58 (2013).
  3. Stearns, V., et al. Preclinical and Clinical Evaluation of Intraductally Administered Agents in Early Breast Cancer. Sci Transl Med. 3 (106), 106ra108 (2011).
  4. Zhang, B., et al. The Safety Parameters of the Study on Intraductal Cytotoxic Agent Delivery to the Breast before Mastectomy. Chin J Cancer Res. 26 (5), 579-587 (2014).
  5. Mahoney, M. E., Gordon, E. J., Rao, J. Y., Jin, Y., Hylton, N., Love, S. M. Intraductal Therapy of Ductal Carcinoma In Situ: a Presurgery Study. Clin Breast Cancer. 13 (4), 280-286 (2013).
  6. Murata, S., et al. Ductal Access for Prevention and Therapy of Mammary Tumors. Cancer Res. 66 (2), 638-645 (2006).
  7. Chun, Y. S., et al. Intraductally Administered Pegylated Liposomal Doxorubicin Reduces Mammary Stem Cell Function In the Mammary Gland but in the Long Term, Induces Malignant Tumors. Breast Cancer Res Treat. 135 (1), 201-208 (2012).
  8. Brock, A., et al. Silencing HoxA1 by Intraductal Injection of siRNA Lipidoid Nanoparticles Prevents Mammary Tumor Progression in Mice. Sci Trans Med. 6 (217), 2172a2 (2014).
  9. Krause, S., Brock, A., Ingber, D. E. Intraductal Injection For Localized Drug Delivery To The Mouse Mammary Epithelium. J Vis Exp. (80), e50692 (2013).
  10. Brock, A., Goh, H. T., Yang, B., Yu, L., Li, H., Loh, Y. H. Cellular Reprogramming: A New Technology Frontier In Pharmaceutical Research. Pharm Res. 29 (1), 35-52 (2012).
  11. Silverstein, M. J., et al. Ductal Carcinoma In Situ of the Breast. Annu. Rev Med. 51, 17-32 (2000).
  12. Love, S. M., Barsky, S. H. Anatomy of the Nipple And Breast Ducts Revisited. Cancer. 101 (9), 1947-1957 (2004).
  13. Virnig, B. A., Shamliyan, T., Tuttle, T. M., Kane, R. L., Wilt, W. J. Diagnosis and Management of Ductal Carcinoma In Situ (DCIS). Evidence Report/Technology Assessment. , 185 (2009).
  14. Mills, D., et al. Examination of Duct Physiology in the Human Mammary Gland. PLoS One. 11 (4), e0150653 (2016).
  15. King, B. L., Love, S. M. The Intraductal Approach to the Breast: Raison d’Etre. Breast Cancer Res. 8 (2), 206 (2006).
  16. Bu, W., Xin, L., Toneff, M., Li, L., Li, Y. Lentivirus vectors for stably introducing genes into mammary epithelial cells in vivo . J Mammary Gland Biol Neoplasia. 14, 401-404 (2009).
  17. Lyons, W. R. The Direct Mammotrophic Action of Lactogenic Hormone. Proc. Soc. Exp. Bio. Med. 51 (2), 308-311 (1942).
  18. Fiddler, T. J., Birkinshaw, M., Falconer, I. R. Effects Of Intraductal Prolactin On Some Aspects of the Ultrastructure and Biochemistry of Mammary Tissue in the Pseudopregnant Rabbit. J Endocrinol. 49 (3), 459-469 (1971).
  19. Falconer, I. R., Fiddler, T. J. Effects of Intraductal Administration Of Prolactin, Actinomycin D and Cycloheximide on Lipoprotein Lipase Activity in the Mammary Glands of Pseudopregnant Rabbits. Biochim Biophys Acta. 218 (3), 508-514 (1970).
  20. Singh, Y. Influence of Molecular Size on the Retention of Polymeric Nanocarrier Diagnostic Agents in Breast Ducts. Pharm Res. 29 (9), 2377-2388 (2012).
  21. Jain, R., et al. Atypical Ductal Hyperplasia: Interobserver and Intraobserver Variability. Mod Pathol. 24 (7), 917-923 (2011).
  22. Betsill, W. L., Rosen, P. P., Lieberman, P. H., Robbins, G. F. Intraductal Carcinoma. Long-term Follow-up After Treatment by Biopsy Alone. JAMA. 239 (18), 1863-1867 (1978).
  23. Eusebi, V., et al. Long-term Follow-up of In Situ Carcinoma of the Breast. Semin Diagn Pathol. 11 (3), 223-235 (1994).
  24. Sanders, M., et al. The Natural History Of Low-Grade Ductal Carcinoma In Situ Of The Breast In Women Treated By Biopsy Only Revealed Over 30 Years Of Long-Term Follow-Up. Cancer. 103 (12), 2481-2484 (2005).
  25. Esserman, L. J., et al. Addressing Overdiagnosis and Overtreatment in Cancer: A Prescription For Change. Lancet Oncol. 15 (6), e234-e242 (2014).
check_url/55209?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Clark, A., Bird, N. K., Brock, A. Intraductal Delivery to the Rabbit Mammary Gland. J. Vis. Exp. (121), e55209, doi:10.3791/55209 (2017).

View Video