Summary

Un modello murino in vivo di anestesia endovenosa totale durante la chirurgia di resezione del cancro

Published: June 08, 2021
doi:

Summary

Questo articolo descrive un metodo per modellare l’anestesia endovenosa totale (TIVA) durante la chirurgia di resezione del cancro nei topi. L’obiettivo è replicare le caratteristiche chiave della somministrazione di anestesia ai pazienti con cancro. Il metodo consente di indagare su come la tecnica anestetica influisce sulla recidiva del cancro dopo l’intervento chirurgico di resezione.

Abstract

L’anestesia è una componente di routine della cura del cancro che viene utilizzata per le procedure diagnostiche e terapeutiche. La tecnica anestetica è stata recentemente implicata nell’influenzare gli esiti del cancro a lungo termine, probabilmente attraverso la modulazione delle risposte adrenergico-infiammatorie che influenzano il comportamento delle cellule tumorali e la funzione delle cellule immunitarie. Prove emergenti suggeriscono che l’anestesia endovenosa totale (TIVA) basata su propofol può essere utile per gli esiti del cancro a lungo termine rispetto all’anestesia volatile per via inalatoria. Tuttavia, i risultati clinici disponibili sono incoerenti. Gli studi preclinici che identificano i meccanismi sottostanti coinvolti sono fondamentali per guidare la progettazione di studi clinici che accelereranno l’approfondimento. La maggior parte dei modelli preclinici di anestesia sono stati estrapolati dall’uso dell’anestesia nella ricerca in vivo e non sono progettati in modo ottimale per studiare l’impatto dell’anestesia stessa come endpoint primario. Questo articolo descrive un metodo per somministrare l’anestesia propofol-TIVA in un modello murino di resezione del cancro al seno che replica aspetti chiave del parto clinico nei pazienti oncologici. Il modello può essere utilizzato per studiare i meccanismi d’azione dell’anestesia sugli esiti del cancro in diversi tipi di cancro e può essere estrapolato ad altre aree non tumorali della ricerca anestesiologica preclinica.

Introduction

Oltre il 60% dei pazienti con cancro riceve l’anestesia per la resezione chirurgica1. Attualmente, non ci sono linee guida cliniche specifiche che determinano la scelta dell’anestesia utilizzata nei pazienti oncologici. Le indagini sugli anestesisti indicano una preferenza per l’anestesia su base volatile, anche durante la chirurgia del cancro 2,3. Tuttavia, vi è un crescente numero di prove che l’uso dell’anestesia endovenosa totale (TIVA) a base di propofol durante la chirurgia del cancro può associarsi a migliori risultati postoperatori (sopravvivenza libera da progressione, sopravvivenza globale) rispetto all’anestesia volatile4. Studi clinici successivi continuano a riportare risultati contraddittori 5,6,7,8. Questi risultati supportano la necessità di studi preclinici per comprendere meglio gli effetti meccanicistici di diversi agenti anestetici sugli esiti correlati al cancro.

Tuttavia, negli studi in vivo che modellano la chirurgia del cancro, l’anestesia è spesso una parte incidentale della procedura. Il razionale per la scelta dell’anestesia spesso non è al centro del disegno sperimentale e il suo impatto sugli endpoint correlati al cancro potrebbe non essere valutato. Ad esempio, gli studi in vivo che richiedono il mantenimento dell’anestesia per la chirurgia del cancro usano più comunemente l’anestesia volatile inalatoria9. Laddove il propofol è stato utilizzato in studi in vivo, è stato somministrato mediante somministrazione in bolo singolo con somministrazione intraperitoneale, che non replica i protocolli clinici onco-anestesici10. Questo approccio di somministrazione di propofol induce un’anestesia leggera adatta per procedure rapide. Tuttavia, non consente il mantenimento dell’anestesia necessaria per la chirurgia di resezione del cancro che può essere protratta. Inoltre, la cinetica di assorbimento della somministrazione intraperitoneale è distinta dai metodi clinici di somministrazione.

Un modello di TIVA a base di propofol per la chirurgia della resezione del cancro è stato sviluppato per soddisfare questa esigenza. È stato sviluppato un protocollo per il mantenimento prolungato dell’anestesia con titolazione dell’agente anestetico per consentire la risposta allo stimolo chirurgico per replicare gli aspetti chiave della somministrazione di anestetico ai pazienti sottoposti a chirurgia oncologica. Il protocollo risultante viene utilizzato con un modello murino di cancro per fornire TIVA durante la chirurgia di resezione del cancro. Viene valutato l’effetto sugli esiti correlati al cancro a breve e lungo termine.

Protocol

Tutti gli studi sugli animali sono stati intrapresi sotto l’approvazione del Comitato istituzionale per la cura e l’uso degli animali presso la Monash University. In questo studio sono stati utilizzati topi femmina Balb / c di età compresa tra 6 e 8 settimane. 1. Preparare le cellule tumorali Coltura di cellule tumorali in mezzo. Coltura 66cl4 di cellule tumorali mammarie murine in alfa-MEM contenenti il 10% di FBS e 200 mM di glutammina. Le cellule dovrebbero risultare negative per…

Representative Results

Questo metodo descrive un modello di anestesia endovenosa totale (TIVA) con propofol durante la chirurgia di resezione del cancro nei topi. Propofol viene somministrato in questo modello murino attraverso un catetere endovenoso utilizzando una pompa a siringa (Figura 1A,B) per replicare la somministrazione di TIVA nel contesto clinico dell’anestesia per la chirurgia del cancro. L’uso della pompa a siringa riduce al minimo l’esposizione all’anestesia volatile consentendo una …

Discussion

Questo studio riporta un protocollo per la somministrazione di anestesia endovenosa totale (TIVA) con propofol in un modello murino di cancro al seno che replica aspetti chiave della pratica clinica per TIVA in pazienti che richiedono un intervento chirurgico per il cancro. Il protocollo consente di studiare gli esiti clinicamente rilevanti sia a breve che a lungo termine dopo la chirurgia del cancro in un modello murino di progressione del cancro, compresa la misurazione dei livelli di citochine e della recidiva del can…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gli autori desiderano ringraziare i membri del Cancer Neural-Immune Laboratory e il Dr. Cameron Nowell del Monash Institute of Pharmaceutical Sciences, Monash University, Parkville. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni del National Health and Medical Research Council 1147498, della National Breast Cancer Foundation IIRS-20-025, dell’Australian and New Zealand College of Anaesthetists (ANZCA), Perpetual e CTC for Cancer Therapeutics.

Materials

0.9% saline Fresnius Kabi AUST R 197198
Artery forceps Proscitech TS1322-140
Buprenorphine Temgesic TEMG I
Heated surgical mat Custom
Hypodermic needle (30 G, 1 mL insulin syringe) Terumo NN3013R
IVIS Lumina PerkinElmer 126274
Luciferin Promega P1041/2/3
Polyurethane catheter Intramedic 427401
Povidone Iodine Betadine AUST R 29562
Propofol Lipuro, 2% Braun 3521490
Sevoflurane Baxter ANZ2L9117
Sevoflurane vaporiser Vetquip VQ1334
Sterile gauze Multigate Medical Products 11-600A
Surgical scissors Proscitech TS1044
Sutures, 5-0 nylon Dynek V504
Syringe pump Harvard Apparatus 70-4500
Syringes (1 mL) Terumo SS+01T

References

  1. Sullivan, R., et al. Global cancer surgery: delivering safe, affordable, and timely cancer surgery. Lancet Oncology. 16 (11), 1193-1224 (2015).
  2. Lim, J. A., et al. The effect of propofol and sevoflurane on cancer cell, natural killer cell, and cytotoxic T lymphocyte function in patients undergoing breast cancer surgery: an in vitro analysis. BMC Cancer. 18 (1), 159 (2018).
  3. Pandit, J. J., et al. 5th National Audit Project (NAP5) on accidental awareness during general anesthesia: protocol, methods, and analysis of data. British Journal of Anaesthesia. 113 (4), 540-548 (2014).
  4. Yap, A., Lopez-Olivo, M. A., Dubowitz, J., Hiller, J., Riedel, B. Anesthetic technique and cancer outcomes: a meta-analysis of total intravenous versus volatile anesthesia. Canadian Journal of Anesthesia. 66 (5), 546-561 (2019).
  5. Makito, K., Matsui, H., Fushimi, K., Yasunaga, H. Volatile versus total intravenous anesthesia for cancer prognosis in patients having digestive cancer surgery. Anesthesiology. 133 (4), 764-773 (2020).
  6. Oh, T. K., Kim, H. H., Jeon, Y. T. Retrospective analysis of 1-year mortality after gastric cancer surgery: Total intravenous anesthesia versus volatile anesthesia. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 63 (9), 1169-1177 (2019).
  7. Lai, H. C., et al. Propofol-based total intravenous anesthesia is associated with better survival than desflurane anesthesia in hepatectomy for hepatocellular carcinoma: a retrospective cohort study. British Journal of Anaesthesia. 123 (2), 151-160 (2019).
  8. Hong, B., et al. Anesthetics and long-term survival after cancer surgery-total intravenous versus volatile anesthesia: a retrospective study. BMC Anesthesiology. 19 (1), 233 (2019).
  9. Flecknell, P. Special Techniques. Laboratory Animal Anaesthesia. Fourth edition. , (2015).
  10. Cicero, L., Fazzotta, S., Palumbo, V. D., Cassata, G., Lo Monte, A. I. Anesthesia protocols in laboratory animals used for scientific purposes. Acta Biomedica. 89 (3), 337-342 (2018).
  11. Sloan, E. K., et al. The sympathetic nervous system induces a metastatic switch in primary breast cancer. Cancer Research. 70 (18), 7042-7052 (2010).
  12. Al-Hashimi, M., Scott, S. W. M., Thompson, J. P., Lambert, D. G. Opioids and immune modulation: more questions than answers. British Journal of Anaesthesia. 111 (1), 80-88 (2013).
  13. DeMarco, G. J., Nunamaker, E. A. A Review of the effects of pain and analgesia on immune system function and inflammation: relevance for preclinical studies. Comparative Medicine. 69 (6), 520-534 (2019).
  14. Hiller, J. G., Perry, N. J., Poulogiannis, G., Riedel, B., Sloan, E. K. Perioperative events influence cancer recurrence risk after surgery. Nature Reviews Clinical Oncology. 15 (4), 205-218 (2018).

Play Video

Cite This Article
Dubowitz, J. A., Jost-Brinkmann, F., Ziegler, A. I., Gillis, R. D., Riedel, B., Sloan, E. K. An In Vivo Mouse Model of Total Intravenous Anesthesia During Cancer Resection Surgery. J. Vis. Exp. (172), e62747, doi:10.3791/62747 (2021).

View Video