Summary

Intraductal Levering til kanin melkekjertlene

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

Lokaliserte intraductal behandlinger for brystkreft har potensielle fordeler, blant annet effektiv levering til tumoren og redusert systemisk toksisitet og uønskede bivirkninger 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Men flere utfordringer gjenstår før disse behandlingene kan brukes mer allment. Utvikling og validering av intraductal therapeutics i en passende dyremodell rette for utvikling av intraductal terapeutiske strategier for pasientene. Mens musemelkekjertelen har blitt mye brukt som et modellsystem av mammary utvikling og tumorgenese, er det anatomi forskjellig fra det humane kjertel. En større dyremodell, for eksempel kanin, kan tjene som en bedre modell for melkekjertler struktur og intraductal terapeutisk utvikling. i contrast til mus, i hvilket ti ductal trær er romlig fordelt langs kroppens akse, som hver ender i en separat spenen, kanin brystkjertel mer ligner det menneskelige kjertel, med flere overlappende ductal systemer som kan gå ut gjennom separate åpninger i en spene. Her presenterer vi minimalt invasive metoder for levering av reagenser direkte inn i kanin melkekanalen og for visualisering av leveransen selv med høy oppløsning ultralydavbildning.

Introduction

Den intraductal levering av terapeutiske midler har blitt studert i gnagermodeller og i tidlig stadium menneskelige forsøk 3, 4, 5, 6, 11, 12. En fersk fase I-studie demonstrerte sikkerhet og muligheten for intraductal karboplatin eller intraductal pegylert liposomalt doxorubicin hos kvinner venter mastektomi for behandling av invasiv kreft to.

Tidligere protokoller for intraductal arrangementet har blitt utviklet for mus og rotte brystkjertler 6, 7, 8, 9. For forskningsformål, intraductal tumorcelle injeksjoner og lentiviral vektor levering av onkogener har også blitt utført i gnagermodellerref "> 13, 14, 15, 16. Imidlertid kan en ideell in vivo-modell av intraductal leveringsprosessen bør tillate utviklingen av nye klasser av terapeutiske forbindelser og lette preklinisk bedømmelse. anatomiske forskjeller mellom gnagere og mennesker har kompliserte translasjonen av disse studier.

I motsetning til mus, i hvilket hver kanal ender ved et separat spene, den humane bryst består av 5 til 9 uavhengige ductal systemer, hver med en separat åpning ender i spenen. Kanin melkekjertler båtplass fire uavhengige duktale systemer, hver for seg tilgjengelig gjennom en av fire åpninger i en enkelt spene. En kanin modell mer samsvarer den menneskelige anatomi og tillater studier av intraductal levering av legemidler i en mer relevant sammenheng.

Her bruker vi to teknikker for å vurdere intraductal levering. Samtidig administrering av envitale fargestoff tillater visualisering gjennom huden og tilveiebringer en enkel og hurtig bekreftelse av fremgangsmåten. For noen anvendelser kan høyere oppløsning kartlegging av kanalene være foretrukket. Vi presenterer her en protokoll for ultralydavbildning av kanalene gjennom intraductal levering av en ikke-målrettede kontrast reagens.

Protocol

Prosedyrer ved hjelp av dyr fag har blitt godkjent av Institutional Animal Care og bruk komité ved University of Texas i Austin. 1. Preoperativ forberedelse Ta opp kroppsvekten til hver kanin. Som med alle prekliniske studier overvåke dyre vekter jevnlig for å vurdere potensielle toksisitet. Før bedøvelse kaninen, fylle en 50 ml konisk rør med kommersielt tilgjengelige ultralyd gel og spinn ved 500 xg i 30 s; det bør ikke være noen synlige bobler i gelen ved gjen…

Representative Results

Her viser vi at det intraductal levering av kontrast reagenser til melkekanalene i en kanin kan oppnås uten skade på vev (figur 2). Hos kaniner, fire separate duktale systemer samles i en spene, og dermed kan nås og avbildes individuelt ved hjelp av denne metoden. Individuelle duktale åpninger er lett visualisert; oppmerksom på pilspissen markerer en andre ductal åpning ved siden av cannulated kanalen i figur 2B. <p class="jove_content" fo:keep…

Discussion

Denne metoden for intraductal levering til kanin melkekjertelen kan anvendes for ultralydkontrast reagenser og mange andre vandige løsninger, inkludert vitale fargestoffer og terapeutiske midler. Tidligere studier har vist intraductal levering av hormoner 17, 18, 19. I gnager modeller, intraductal levering av nukleinsyrer 8 Kjemoterapeutika 6, 7

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