משלוח סמים טרנס-Tympanic לטיפול Ototoxicity
Summary
אנו מציגים טכניקה לניהול מקומי של תרופות דרך המסלול טרנס-tympanic לתוך שבלול. משלוח סמים דרך מסלול זה לא להפריע נגד סרטן היעילות של תרופות כימותרפיות כגון ציספלטין.
Abstract
המינהל מערכתית של סוכנים מגן לטיפול ototoxicity תחת השפעת סמים מוגבל על ידי האפשרות כי אלה סוכני המגן עלולה להפריע היעילות כימותרפיות של הסמים העיקרי. זה נכון במיוחד עבור ציספלטין סמים, הקלוש הם שפעולותיהם נגד סרטן על ידי נוגדי חמצון אשר מספקים הגנה נאותה מפני אובדן שמיעה. סוכנים otoprotective הנוכחי או פוטנציאליים אחרים יכול להוות בעיה דומה, אם מנוהל מערכתית. היישום של ביולוגים או מגן סוכנים שונים ישירות אל שבלול תאפשר לקבלת רמות גבוהות של סוכנים אלה באופן מקומי עם תופעות מערכתיות מוגבלת. בדו ח זה, נדגים שיטה טרנס-tympanic משלוח של סמים או ריאגנטים ביולוגיים שונים כדי שבלול, צריך לשפר את מדע בסיסי מחקר על שבלול ומספקות בצורה פשוטה לכוון את השימוש של סוכנים otoprotective המרפאות. דו ח זה מפרט את שיטת משלוח סמים טרנס-tympanic ומספק דוגמאות איך טכניקה זו שימש בהצלחה בחיות ניסיוני לטיפול ototoxicity ציספלטין.
Introduction
מערכת השמיעה היקפיים רגיש להפליא תרופות כמו אנטיביוטיקה ציספלטין ו- aminoglycoside. ציספלטין הוא סוכן כימותרפיות בשימוש נרחב לטיפול של מגוון רחב של גידולים מוצקים, כגון השחלות, האשכים, ראש צוואר סרטן. Ototoxicity מנוסה עם השימוש של תרופה זו במינון-מגבילה, די נפוץ, המשפיעים על 75-100% מהחולים שטופלו1. סמים אחרים, כגון carboplatin oxaliplatin, הופיעו חלופות ציספלטין2,3,4,5כמו, אבל התועלת שלהם היא מוגבלת מספר סוגי סרטן.
לימודי הראו את תפקיד קריטי של מינים חמצן תגובתי (ROS) בתיווכן של ototoxicity המיוצר על ידי ציספלטין ו- aminoglycosides. מחקרים מאוחרים יותר הראו כי איזופורם NOX3 אוקסידאז nadph ל הוא המקור העיקרי של ROS ב שבלול, מופעל על-ידי ציספלטין6,7. הדור של ROS פשרות נוגד חמצון אגירה קיבולת של תאים, המוביל גדל השומנים peroxidation של ממברנות הסלולר8. יתר על כן, ציספלטין מגביר הייצור של רדיקלים הידרוקסיל המניבות אלדהיד רעיל מאוד 4-hydroxynonenal (4-HNE), יזם של התא מות9,10. על סמך ממצאים אלה, מספר חמצון נבדקו לטיפול של ציספלטין ototoxicity. אלה כוללים N-אצטיל-ציסטאין (NAC), נתרן תיוסולפט (STS), amifostine ו- D-מתיונין. עם זאת, הדאגה העיקרית של טיפול נוגד חמצון היא כי נוגדי חמצון אלה יכול להפחית את היעילות כימותרפיות ציספלטין כאשר ניתנת מערכתית11 דרך האינטראקציה של ציספלטין עם קבוצות תיול מולקולות נוגדות חמצון.
על רקע בעיות אלה בטיפול נוגד חמצון, מטרתו של מחקר זה הייתה לבחון את תוואי חוצה-tympanic אספקת חומרים נוגדי חמצון וסמים אחרים שבלול כדי לצמצם את אובדן שמיעה. תוואי חוצה-tympanic סמים ומפריעים קצר (si) RNA, המתוארים להלן, נראה מבטיח במיוחד.
Protocol
Representative Results
Discussion
המסלול המינהל טרנס-tympanic מאפשר למסירה המותאמות לשפות אחרות של סמים, סוכנים אחרים שבלול אשר יכול לייצר אחרת מערכתית תופעות לוואי משמעותיות אם מנוהל מערכתית. שיטה זו של והתרופות האמריקני מאפשר גישה מהירה של סמים לאתר של פעולה במינון גבוה משמעותית מאשר תושג באמצעות תוואי מערכתי. התוצאות המוב…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
העבודה המתוארות במאמר זה נתמך על ידי NCI RO1 CA166907, NIDCD RO1-DC 002396 RO3 DC011621.
Materials
| Ketathesia (100 mg/ml) 10 ml | Henry Schein | 56344 | Controlled substance |
| AnaSed Injection/Xylazine (20 mg/ml) 20 ml | Henry Schein | 33197 | |
| 2.5 mm disposable ear specula | Welch Allyn | 52432 | |
| Surgical Scope | Zeiss | ||
| 29 G X 1/2 insulin syringe | Fisher Scientific | 14-841-32 | Can be purchased through other vendors |
| cis-Diammineplatinum(II) dichloride | Sigma Aldrich | P4394 | TOXIC – wear proper PPE |
| Harvard 50-7103 Homeothermic Blanket Control Unit | Harvard Apparatus | Series 863 | |
| Excel International 21 G X 3/4 butterfly needle | Fisher | 14-840-34 | Can be purchased through other vendors |
| BSP Single Speed Syringe Pump | Brain Tree Sci, Inc | BSP-99 | |
| Pulse Sound Measurement System | Bruel & Kjaer | Pulse 13 software | |
| High-Frequency Module | Bruel & Kjaer | 3560C | |
| 1/8″ Pressure-field Microphone —-Type 4138 | Bruel & Kjaer | bp2030 | |
| High Frequency Transducer | Intelligent Hearing System | M014600 | |
| Opti-Amp Power Transmitter | Intelligent Hearing System | M013010P | |
| SmartEP ABR System | Intelligent Hearing System | M011110 | |
| Disposable Subdermal EEG Electrodes | CareFusion | 019-409700 | |
| 16% Formaldehyde, Methanol-free | Fisher Scientific | 28908 | TOXIC – wear proper PPE |
| 7 mL Borosilicate Glass Scintillation Vial | Fisher Scientific | 03-337-26 | Can be purchased through other vendors |
| EDTA | Fisher Scientific | BP118-500 | Can be purchased through other vendors |
| Sucrose | Fisher Scientific | S5-500 | Can be purchased through other vendors |
| Tissue Plus OCT Compound | Fisher Scientific | 4585 | |
| CryoMolds (15 mm x 15 mm x 5mm) | Fisher Scientific | 22-363-553 | Can be purchased through other vendors |
| Microscope Slides (25mm x 75mm) | MidSci | 1354W | Can be purchased through other vendors |
| Coverslips (22 x 22 x 1) | Fisher Scientific | 12-542-B | Can be purchased through other vendors |
| Poly-L-Lysine Solution (0.01%) | EMD Millipore | A-005-C | Can be purchased through other vendors |
| HM525 NX Cryostat | Thermo Fischer Scientific | 956640 | |
| MX35 Premier Disposable Low-Profile Microtome Blades | Thermo Fischer Scientific | 3052835 | |
| Wheaton™ Glass 20-Slide Staining Dish with Removable Rack | Fisher Scientific | 08-812 | |
| Super Pap Pen Liquid Blocker | Ted Pella, Inc. | 22309 | |
| Normal Donkey Serum | Jackson Immuno Research | 017-000-121 | Can be purchased through other vendors |
| TritonX-100 | Acros | 21568 | Can be purchased through other vendors |
| BSA | Sigma Aldrich | A7906 | Can be purchased through other vendors |
| Phospho-Stat1 (Ser727) antibody | Cell Signaling | 9177 | |
| VR1 Antibody (C-15) | Santa Cruz | sc-12503 | |
| DyLight 488 Donkey anti Rabbit | Jackson Immuno Research | 711-485-152 | Discontinued |
| DyLight 488 Donkey anti Goat | Jackson Immuno Research | 705-485-003 | Discontinued |
| Rhodamine (TRTIC) Donkey anti Rabbit | Jackson Immuno Research | 711-025-152 | Discontinued |
| ProLong® Diamond Antifade Mountant w/ DAPI | Thermo Fisher | P36971 | |
| (−)-N6-(2-Phenylisopropyl)adenosine | Sigma Aldrich | P4532 | |
| 8-Cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine | Sigma Aldrich | C101 | |
| siRNA pSTAT1 | Qiagen | Custome Made | Kaur et al. 201120 |
| siRNA NOX3 | Qiagen | Custome Made | Kaur et al. 201120 |
| Scrambled Negative Control siRNA | Qiagen | 1022076 | Kaur et al. 201120 |
References
- McKeage, M. J. Comparative adverse effect profiles of platinum drugs. Drug Saf. 13 (4), 228-244 (1995).
- Boulikas, T., Vougiouka, M. Cisplatin and platinum drugs at the molecular level. Oncol Rep. 10 (6), 1663-1682 (2003).
- Fouladi, M., et al. Phase II study of oxaliplatin in children with recurrent or refractory medulloblastoma, supratentorial primitive neuroectodermal tumors, and atypical teratoid rhabdoid tumors: a pediatric brain tumor consortium study. Cancer. 107 (9), 2291-2297 (2006).
- Pasetto, L. M., D’Andrea, M. R., Rossi, E., Monfardini, S. Oxaliplatin-related neurotoxicity: how and why. Crit Rev Oncol Hematol. 59 (2), 159-168 (2006).
- Ardizzoni, A., et al. Cisplatin- versus carboplatin-based chemotherapy in first-line treatment of advanced non-small-cell lung cancer: an individual patient data meta-analysis. J Natl Cancer Inst. 99 (11), 847-857 (2007).
- Banfi, B., Malgrange, B., Knisz, J., Steger, K., Dubois-Dauphin, M., Krause, K. H. NOX3, a superoxide-generating NADPH oxidase of the inner ear. J Biol Chem. 279 (44), 46065-46072 (2004).
- Mukherjea, D., Whitworth, C. A., Nandish, S., Dunaway, G. A., Rybak, L. P., Ramkumar, V. Expression of the kidney injury molecule 1 in the rat cochlea and induction by cisplatin. Neuroscience. 139 (2), 733-740 (2006).
- Rybak, L. P., Husain, K., Morris, C., Whitworth, C., Somani, S. Effect of protective agents against cisplatin ototoxicity. Am J Otol. 21 (4), 513-520 (2000).
- Lee, J. E., et al. Role of reactive radicals in degeneration of the auditory system of mice following cisplatin treatment. Acta Otolaryngol. 124 (10), 1131-1135 (2004).
- Lee, J. E., et al. Mechanisms of apoptosis induced by cisplatin in marginal cells in mouse stria vascularis. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 66 (3), 111-118 (2004).
- Lawenda, B. D., Kelly, K. M., Ladas, E. J., Sagar, S. M., Vickers, A., Blumberg, J. B. Should supplemental antioxidant administration be avoided during chemotherapy and radiation therapy. J Natl Cancer Inst. 100 (11), 773-783 (2008).
- Akil, O., Oursler, A. E., Fan, K., Lustig, L. R. Mouse auditory brainstem response testing. Bio Protoc. 6 (6), 1768 (2016).
- Montgomery, S. C., Cox, B. C. Whole Mount Dissection and Immunofluorescence of the Adult Mouse Cochlea. J. Vis. Exp. (107), e53561 (2016).
- Whitlon, D. S., Szakaly, R., Greiner, M. A. Cryoembedding and sectioning of cochleas for immunocytochemistry and in situ hybridization. Brain Res Brain Res Protoc. 6 (3), 159-166 (2001).
- Londos, C., Cooper, D. M., Wolff, J. Subclasses of external adenosine receptors. Proc Natl Acad Sci. 77 (5), 2551-2554 (1980).
- Lohse, M. J., Klotz, K. N., Lindenborn-Fotinos, J., Reddington, M., Schwabe, U., Olsson, R. A. 8-Cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine (DPCPX)–a selective high affinity antagonist radioligand for A1 adenosine receptors. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 336 (2), 204-210 (1987).
- Rybak, L. P., Whitworth, C., Scott, V., Weberg, A. D., Bhardwaj, B. Rat as a potential model for hearing loss in biotinidase deficiency. Ann Otol Rhinol Laryngol. 100 (4), 294-300 (1991).
- Mukherjea, D., et al. NOX3 NADPH oxidase couples transient receptor potential vanilloid 1 to signal transducer and activator of transcription 1-mediated inflammation and hearing loss. Antioxid Redox Signal. 14 (6), 999-1010 (2011).
- Kaur, T., et al. Adenosine A1 receptor protects against cisplatin ototoxicity by suppressing the NOX3/STAT1 inflammatory pathway in the cochlea. J Neurosci. 36 (14), 3962-3977 (2016).
- Kaur, T., Mukherjea, D., Sheehan, K., Jajoo, S., Rybak, L. P., Ramkumar, V. Short interfering RNA against STAT1 attenuates cisplatin-induced ototoxicity in the rat by suppressing inflammation. Cell Death Dis. 2 (180), (2011).
