ננו-חלקיק Retroductal הזרקה אל בלוטת Submandibular מאתר
Summary
משלוח סמים מקומי נקראות בלוטות הוא עניין בביולוגיה בלוטת הרוק ההבנה ועל ההתפתחות של הריפוי. אנו מציגים פרוטוקול הזרקת retroductal מעודכן ומפורט, שנועדו לשפר את המסירה ודיוק הפארמצבטית ניסיוני. היישום שהוצגו במסמך זה הוא המסירה של חלקיקים פולימרים.
Abstract
שתי מטרות משותפות של בלוטת הרוק הרפוי הם מניעה וריפוי של תפקוד לקוי של רקמות בעקבות או אוטואימוניות או פציעה של קרינה. מאת מקומי אספקת תרכובות ביו בלוטות הרוק, ריכוזים רקמות גדול יותר ניתן להשיג בבטחה לעומת ניהול מערכתי. יתר על כן, את רקמת המטרה תופעות של הבלוטות במיוחד הצטברות של חומר יכול להיות מופחת באופן דרמטי. בהקשר זה, הזרקת retroductal היא שיטה בשימוש נרחב עבור חוקרים בביולוגיה בלוטת הרוק וגם פתופסיולוגיה. Retroductal ניהול של גורמי גדילה, ראשי תאים, וקטורים adenoviral ותרופות מולקולה קטנה הוכח כדי לתמוך בלוטת פונקציה בסביבה של פציעה. אנחנו בעבר הראו את היעילות של אסטרטגיה ננו-חלקיק-siRNA retroductally מוזרק כדי לשמור על תפקוד בלוטת בעקבות הקרנה. כאן, שיטה יעילה מאוד לשחזור כדי לנהל ננו את בלוטת submandibular מאתר דרך צינור וורטון. זה מפורט (איור 1). אנו מתארים גישה לחלל הפה, המתאר את השלבים הנחוצים להפיכת צינור cannulate וורטון, עם תצפיות נוספות הגשה בדיקות איכות לאורך כל ההליך.
Introduction
תפקוד לקוי של בלוטת הרוק יש חבלות מסיבות רבות, כולל תסמונת סיוגרן, אובדן מתווכת אימונית של רקמה תפקודית הפרשה, קרינה הנגרמת hyposalivation (ריה), sequella משותפת של ראש וצוואר לסרטן הקרנות1. אובדן התפקוד הרוק עקב תנאי או predisposes יחידים זיהום אוראלי ומערכתית, עששת, בעיות בתפקוד במערכת העיכול ולשלם, ליקויי דיבור ודיכאון1,2,3. כתוצאה מכך, איכות החיים באופן משמעותי סובל, עם התערבויות מוגבל ל- palliation של תסמינים יותר מאשר תרופה4. כדי לבדוק טיפולים ויוו, זה עניין כדי לנהל תרכובות ביו ישירות את בלוטת הרוק.
הזרקת Retroductal היא שיטה יקר להעביר תרכובות ביו ישירות אל בלוטות הרוק ולבדוק את היעילות, מחלה, פציעה, או תחת הרקמות הומאוסטזיס. בלוטות הרוק הגדולות שלוש הן את parotid (עמוד), submandibular (SMG) ו את sublingual (. סיג), כל אילו ריקה לתוך חלל הפה דרך צינוריות excretory. האנטומיה של מאתר SMG מאפשרת גישה ישירה דרך תעלות של צינור של וורטון, ממוקם בקומה של הפה מתחת הלשון5. בעקבות את תעלות, תרופות solvated יכול להינתן ישירות אל SMG. לאחר הלידה, retroductal, דיפוזיה במיוחד הבלוטות הוא מוגבל על ידי הקפסולה הרקמה שמסביב המסדירה את חילופי חומר עם סביב מבנים6. את SMG וסרט הדבקה שלו בנויות באופן דומה בבני אדם, מתבצעת באופן שגרתי במהלך SMG ניתוח ו sialoendoscopy7. בבני אדם ועכברים, עמוד נגיש גם דרך צינור של Stensen buccal רירית8.
דגמים מאתר של ריה, SMG retroductal הזרקת שימש כדי לספק הרפוי לרבות גורמי גדילה, ראשי תאים, וקטורים adenoviral, ציטוקינים נוגדי חמצון תרכובות לווסת את התגובה התאית לפגיעה, ולהפחית את התוצאה רקמת נזק5,9,10,11,12,13,14,15,16. ההצלחה קליניים הבולטים של הזרקת retroductal הוא המנהל של וקטור adenoviral להפנות את הביטוי של תעלת מים (Aquaporin 1; AQP1) בקרב מטופלים לאחר הקרינה עבור סרטן הראש והצוואר17.
בעבר, יש שפותחה ואנו הראו את היעילות של מערכת ננו-חלקיק פולימריים-siRNA retroductally מוזרק להגן על תפקוד בלוטת הרוק ריה11,18,19,20. כהרחבה של העבודה האחרונה שלנו, כאן, נדגים את הפרוטוקול שלנו להזרקה SMG retroductal באמצעות שכותרתו fluorescently ננו-חלקיק (NP) מסוגל לטעון ואספקה אחרת מסיסות סמים21,22, 23.
יש לנו לסנתז את NP מ קופולימר diblock המורכב פוליפוני (styrene-alt-maleic anhydride)-b-poly(styrene) (PSMA) באמצעות תוספת הפיך שרשרת פיצול (רפסודה) פלמור, כפי שתואר לעיל21. באמצעות החלפת הממס, פולימרים אלה באופן ספונטני בעצמם למבנים NP מיצלה עם הידרופובי פנים ו הידרופילית החיצוני21. NPs מסומנות עם טקסס-אדום fluorophore להתיר את האימות של NP משלוח לתוך הבלוטות מבלי להתפשר על החיה. חיים הדמיה בעלי חיים, SMG אימונוהיסטוכימיה מוצג ב 1 h ו 1 יום בעקבות הזריקה.
This עודכן, תעלות לשחזור פרוטוקול צריך לאפשר לאחרים להשיג זריקה retroductal. אנו מצפים כי טכניקה זו מעודן יהיה קריטי עבור מחקרים ויוו ופיתוח טיפולית24,25.
Protocol
Representative Results
Discussion
הזרקת Retroductal חיוני למסירה תרופות המותאמות לשפות אחרות בלוטת הרוק. טכניקה זו יש יישומים בהקרנת סוכני טיפולית עבור תנאים כולל תסמונת דאון Sjogren ו ריה9,10,28. משלוח סמים ישירות לתוך SMG באמצעות הזרקת retroductal מספק יתרון מפתח על הממשל מערכתית הפוטנצי…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר דיווח בפרסום זה נתמך על ידי מחקר ואסטתיים (NIDCR) את נבחרת המכון של שיניים ו של המכון הלאומי לסרטן (NCI) של מכוני הבריאות הלאומיים תחת פרס מספר R56 DE025098, UG3 DE027695 ו F30 CA206296. התוכן הוא אך ורק באחריות המחברים, ואינם מייצגים בהכרח את הנופים הרשמי של מכוני הבריאות הלאומיים. עבודה זו נתמכה גם על ידי 1206219 DMR של ה-NSF וחדשנות IADR את פרס טיפול אוראלי (2016).
ברצוננו להודות ג’יין Gavrity על הסיוע בביצוע ניסויים IVIS. ברצוננו להודות לקרן בנטלי שלה קלט וסיוע בביצוע EM. ברצוננו להודות וונג פיי-לון שלו בסיוע IHC. ברצוננו להודות אינגלס מתיו על עזרתו איור הכנה. ברצוננו להודות ד ר איליין Smolock, אמילי וו על קריאה ביקורתית של כתב היד הזה.
Materials
| Pilocarpine hydrochloride | Sigma Aldrich | P6503 | Pilocarpine |
| Student Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 91500-9 | Spring Scissors for Tracheostomy |
| Sterile Saline Solution | Medline | RDI30296H | Saline |
| Dumont #7 Forceps | Fine Science Tools | 11274-20 | Curved Forceps |
| Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | Straight Forceps |
| Standard Pattern Forceps | Fine Science Tools | 11000-12 | Blunt Forceps |
| Fine Scissors- Tungsten Carbide | Fine Science Tools | 14568-09 | Dissection Scissors |
| Microhematocrit Heparinized Capillary Tubes | Fisher Scientific | 22362566 | Capillary tubes |
| Lubricant Eye Ointment | Refresh | N/A | Refresh Lacri-Lube |
| Goat polyclonal anti-Nkcc1 | Santa Cruz Biotech | SC-21545 | Nkcc1 Antibody |
| DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride) | Thermo Fisher Scientific | D1306 | DAPI |
| GraphPad Prism | GraphPad | ver6.0 | Statistical Software |
| Cotton tipped applicator | Medline | MDS202000 | Applicator for eye ointment |
| 0.5cc Insulin Syringe, 29G x 1/2" | BD | 7629 | Syringe for intraperitoneal injection |
References
- Miranda-Rius, J., Brunet-Llobet, L., Lahor-Soler, E., Farre, M. Salivary Secretory Disorders, Inducing Drugs, and Clinical Management. International Journal Of Medical Sciences. 12 (10), 811-824 (2015).
- Acauan, M. D., Figueiredo, M. A. Z., Cherubini, K., Gomes, A. P. N., Salum, F. G. Radiotherapy-induced salivary dysfunction: Structural changes, pathogenetic mechanisms and therapies. Archives of Oral Biology. 60 (12), 1802-1810 (2015).
- Dirix, P., Nuyts, S., Vander Poorten, V., Delaere, P., Van den Bogaert, W. The influence of xerostomia after radiotherapy on quality of life. Supportive Care in Cancer. 16 (2), 171-179 (2008).
- Vissink, A., et al. Clinical management of salivary gland hypofunction and xerostomia in head-and-neck cancer patients: successes and barriers. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics. 78 (4), 983-991 (2010).
- Delporte, C., et al. Increased fluid secretion after adenoviral-mediated transfer of the aquaporin-1 cDNA to irradiated rat salivary glands. Proceedings of the National Academy of Sciences. 94 (7), 3268-3273 (1997).
- Samuni, Y., Baum, B. J. Gene delivery in salivary glands: from the bench to the clinic. Biochimica et Biophysica Acta. 1812 (11), 1515-1521 (2011).
- Beahm, D. D., et al. Surgical approaches to the submandibular gland: A review of literature. International Journal of Surgery. 7 (6), 503-509 (2009).
- Zheng, C., Shinomiya, T., Goldsmith, C. M., Di Pasquale, G., Baum, B. J. Convenient and reproducible in vivo gene transfer to mouse parotid glands. Oral diseases. 17 (1), 77-82 (2011).
- Zheng, C., et al. Prevention of Radiation-Induced Salivary Hypofunction Following hKGF Gene Delivery to Murine Submandibular Glands. Clinical Cancer Research. 17 (9), 2842-2851 (2011).
- Okazaki, Y., et al. Acceleration of rat salivary gland tissue repair by basic fibroblast growth factor. Archives of Oral Biology. 45 (10), 911-919 (2000).
- Arany, S., Benoit, D. S., Dewhurst, S., Ovitt, C. E. Nanoparticle-mediated gene silencing confers radioprotection to salivary glands in vivo. Molecular Therapy. 21 (6), 1182-1194 (2013).
- Cotrim, A. P., Sowers, A., Mitchell, J. B., Baum, B. J. Prevention of irradiation-induced salivary hypofunction by microvessel protection in mouse salivary glands. Molecular Therapy. 15 (12), 2101-2106 (2007).
- Redman, R. S., Ball, W. D., Mezey, E., Key, S. Dispersed donor salivary gland cells are widely distributed in the recipient gland when infused up the ductal tree. Biotechnic & Histochemistry. 84 (6), 253-260 (2009).
- Grundmann, O., Fillinger, J. L., Victory, K. R., Burd, R., Limesand, K. H. Restoration of radiation therapy-induced salivary gland dysfunction in mice by post therapy IGF-1 administration. BMC Cancer. 10, 417-417 (2010).
- Limesand, K. H., et al. Insulin-Like Growth Factor-1 Preserves Salivary Gland Function After Fractionated Radiation. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics. 78 (2), 579-586 (2010).
- Marmary, Y., et al. Radiation-induced loss of salivary gland function is driven by cellular senescence and prevented by IL-6 modulation. Cancer Research. , (2016).
- Baum, B. J., et al. Early responses to adenoviral-mediated transfer of the aquaporin-1 cDNA for radiation-induced salivary hypofunction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (47), 19403-19407 (2012).
- Arany, S., et al. Pro-apoptotic gene knockdown mediated by nanocomplexed siRNA reduces radiation damage in primary salivary gland cultures. Journal of Cellular Biochemistry. 113 (6), 1955-1965 (2012).
- Benoit, D. S. W., Henry, S. M., Shubin, A. D., Hoffman, A. S., Stayton, P. S. pH-responsive polymeric siRNA carriers sensitize multidrug resistant ovarian cancer cells to doxorubicin via knockdown of polo-like kinase 1. Molecular pharmaceutics. 7 (2), 442-455 (2010).
- Malcolm, D. W., Varghese, J. J., Sorrells, J. E., Ovitt, C. E., Benoit, D. S. W. The Effects of Biological Fluids on Colloidal Stability and siRNA Delivery of a pH-Responsive Micellar Nanoparticle Delivery System. ACS Nano. , (2017).
- Baranello, M. P., Bauer, L., Benoit, D. S. Poly(styrene-alt-maleic anhydride)-based diblock copolymer micelles exhibit versatile hydrophobic drug loading, drug-dependent release, and internalization by multidrug resistant ovarian cancer cells. Biomacromolecules. 15 (7), 2629-2641 (2014).
- Wang, Y., et al. Fracture-Targeted Delivery of β-Catenin Agonists via Peptide-Functionalized Nanoparticles Augments Fracture Healing. ACS Nano. 11 (9), 9445-9458 (2017).
- Baranello, M. P., Bauer, L., Jordan, C. T., Benoit, D. S. W. Micelle Delivery of Parthenolide to Acute Myeloid Leukemia Cells. Cellular and Molecular Bioengineering. 8 (3), 455-470 (2015).
- Kuriki, Y., et al. Cannulation of the Mouse Submandibular Salivary Gland via the Wharton’s Duct. Journal of Visualized Experiments. (51), e3074 (2011).
- Nair, R. P., Zheng, C., Sunavala-Dossabhoy, G. Retroductal Submandibular Gland Instillation and Localized Fractionated Irradiation in a Rat Model of Salivary Hypofunction. Journal of Visualized Experiments. (110), (2016).
- Wang, Y., Malcolm, D. W., Benoit, D. S. W. Controlled and sustained delivery of siRNA/NPs from hydrogels expedites bone fracture healing. Biomaterials. 139 (Supplement C), 127-138 (2017).
- Hoffman, M. D., Van Hove, A. H., Benoit, D. S. W. Degradable hydrogels for spatiotemporal control of mesenchymal stem cells localized at decellularized bone allografts. Acta Biomaterialia. 10 (8), 3431-3441 (2014).
- Nguyen, C. Q., Yin, H., Lee, B. H., Chiorini, J. A., Peck, A. B. IL17: potential therapeutic target in Sjogren’s syndrome using adenovirus-mediated gene transfer. Laboratory Investigation. 91 (1), 54-62 (2011).
