Die heterogene intratumorale Akkumulation von Liposomen wurde mit einer abnormalen Tumormikroumgebung in Verbindung gebracht. In dieser Arbeit werden Methoden zur Messung der Tumormikrozirkulation mittels Perfusionsbildgebung und erhöhtem interstitiellen Flüssigkeitsdruck (IFP) unter Verwendung eines bildgesteuerten Robotersystems vorgestellt. Die Messungen werden mit der intratumoralen Akkumulation von Liposomen verglichen, die mittels volumetrischer Mikro-CT-Bildgebung bestimmt wurde.
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Methodenartikel
Räumliche Messungen der Perfusion, interstitielle Fluiddruck und Liposome Anreicherung in soliden Tumoren
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die heterogene intratumorale Akkumulation von Liposomen ist eine kritische Determinante für ihre Wirksamkeit. Sowohl die chaotische Tumormikrozirkulation und IFP erhöht sind die heterogene intratumorale Verteilung der Nanotechnologie-basierten Wirkstoffabgabesysteme, wie Liposomen verknüpft. In der vorliegenden Studie wird der Zusammenhang zwischen Tumormikrozirkulation, erhöhte IFP und die Akkumulation von Nanopartikeln wurde durch In - vivo - Experimente untersucht. Dies wurde durch die Auswertung der Tumormikrozirkulation erreicht dynamischen Kontrast mit verstärkten Computertomographie (DCE-CT) und die Messung von Tumor IFP ein neuartiges bildgeführte Roboternadelplatzierung System mit dem Mikro-CT-Scanner. Die intratumorale Akkumulation von Liposomen wurde durch CT bildbasierte Beurteilung eines Nanopartikels liposomale Formulierung bestimmt, dass das Kontrastmittel Iohexol (CT-Liposomen) stabil verkapseln. CT-Bildgebung für die Co-Lokalisation der räumlichen Verteilung erlaubt derTumor Hämodynamik, IFP und CT-Liposom-Akkumulation in einer einzelnen subkutanen Xenotransplantat-Mausmodell von Brustkrebs. Messungen führten zu der Entdeckung, dass die Perfusion und Plasmavolumenanteil sind starke Mediatoren der intratumoralen Verteilung von Liposomen. Darüber hinaus legen die Ergebnisse nahe, dass das IFP eine indirekte Rolle spielt bei der Vermittlung von Liposomen Verteilung durch den Blutfluss zu modulieren.
Einleitung
Die Messung der intratumoralen Anreicherung von Nanopartikel-Drug-Delivery-Systeme können ein wichtiges Instrument, um zu bestimmen liefern, wenn eine ausreichende Konzentration von zytotoxischen Medikament innerhalb des Tumors erreicht. Die Entwicklung von "Bild-fähig" liposomale Systeme ermöglicht nicht-invasive und quantitative in vivo - Nachweis des Lieferfahrzeugs Medikament Bildgebungsverfahren wie die Positronen - Emissions - Tomographie (PET) 1, optische Fluoreszenz 2 und Computertomographie (CT) 3, 4 und Magnetresonanztomographie (MRI) 5. Imaging wurde verwendet , um die Pharmakokinetik und Bioverteilung v....
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Protokoll
Alle in - vivo - Experimente wurden unter einem Protokoll , das von der University Health Network Institutional Animal Care und Use Committee genehmigt durchgeführt.
1. Tiermodell
- Kultur zwischen 5 bis 7 x 10 6 MDA-MB-231 Brust - Adenokarzinom - Tumorzellen in DMEM mit 10% fötalem Rinderserum (FBS) und 100 - facher Verdünnung von Penicillin-Streptomycin.
- Ernten Sie die Zellen, wenn sie 80% konfluent mit einer 0,05% Trypsin-EDTA-Lösung. Trypsin-EDTA mit einem 3-fach Volumen DMEM Nach 3-5 min neutralisieren. Nehmen Sie ein 15-ul-Aliquot von Zellen und zählen eine Zählkammer. Zentrif....
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Ergebnisse
Die oben erwähnte Protokoll sollte CT-Liposomen mit einer gekapselten Konzentration von Iohexol, bedeuten Liposom Durchmesser und Zeta - Potential von 55 mg ml -1, 91,8 ± 0,3 nm und -45,5 ± 2,5 mV dar. 1a enthält repräsentative DCE-CT - Bildgebung ergeben Ergebnisse, eine Zeitreihe von volumetrischen Daten ergibt, die die zeitlichen Änderungen in intratumorale Anhäufung von Iohexol zeigen. Eine ROI innerhalb des Tumors Auswählen ergibt eine TIC , die unter Ver.......
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Diskussion
Die Verfahren zur bildbasierten Messung ermöglichen hierin präsentierten Bestimmung der räumlichen Verteilung der Tumormikro Eigenschaften, IFP, und CT-Liposom-Akkumulation. Frühere Versuche , diese Eigenschaften zu beziehen sind auf die Durchführung Massenmessungen über mehrere tumortragenden Tiere verlassen und fehlt daher die Empfindlichkeit Mechanismen für die Heterogenität der intratumoralen Anreicherung verantwortlich zu erläutern , die für die Nanogröße Drug - Delivery - Systemen beobachtet hat 15 geme.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts offenzulegen
Danksagungen
Die Autoren danken Dr. Javed Mahmood für die Unterstützung bei der Kultivierung von MDA-MB-231-Zellen und der Implantation der MDA-MB-231-Xenotransplantate, Linyu Fan für die Vorbereitung der CT-Liposomen. Shawn Stapleton ist dankbar für die Finanzierung durch das Natural Sciences and Engineering Research Postgraduate Scholarships Program und die Terry Fox Foundation Strategic Initiative for Excellence in Radiation Research for the 21st Century (EIRR21) am CIHR. Diese Studie wurde durch Zuschüsse des Terry Fox New Frontiers Program (020005) und der Canadian Institutes of Health Research (102569) unterstützt.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| MDA-MB-231 metastasierende Tumorzellen des Adenokarzinoms der Brust | ATCC | HTB-26 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Life Technologies | 11965-092 | |
| Fötales Rinderserum (FBS) | Sigma-Aldrich | F1051 | |
| HyClone Penicillin-Streptomycin 100x Lösung | GE Healthcare Life Sciences | SV30010 | |
| Trypsin-EDTA (0,05%), Phenolrot | ThermoFisher Scientific | 25300-054 | |
| 1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholin (DPPC) | Avanti Lipids Inc., USA | 850355P | |
| Cholesterin (CH) | Avanti Lipids Inc., USA | 700000P | |
| 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamin-N-poly(ethylenglykol) 2000 (DSPE-PEG2000) | Avanti Lipids Inc., USA | 880128P | |
| Omnipaque (Iohexol) 300 mg Jod/ml | GE Healthcare, CA | ||
| 80 nm Porengröße Track-Etch Polycarbonat Membranen | Whatman Inc., USA | ||
| 200 nm Porengröße Track-Etch Polycarbonat Membranen | Whatman Inc., USA | ||
| 10 m Lipex Extruder | Nothern Lipids Inc., Kalifornien | ||
| Dialysebeutel Molekulargewichts-Cut-Off (MWCO) von 8 kDa | Spectrum Labs, USA | ||
| 750.000 Molekulargewichts-Cut-Off (NMWC) Tangentialfluss-Säule | MidGee Ultrafiltrationspatrone, GE Healthcare, CA | ||
| Schlauchpumpe | Watson Marlow Inc., USA | ||
| UV-Spektrometer | Helios γ, Spectronic Unicam, USA | ||
| 90Plus Partikelgrößen-Analysator | Brookhaven, Holtsville, USA | ||
| eXplore Locus Ultra Mikro-CT-System | GE Healthcare, CA | Manipuliert mit CT-Konsolensoftware | |
| AxRecon GPU-basierte Rekonstruktion | Acceleware Corp. CA | ||
| 27 G Katheter SURFLO Winged Infusion Set | Terumo Medical Products, USA | SV*27EL | |
| PE20 Polyethylenschlauch | Becton Dickinson, USA | 427406 | |
| Stiftspitze 25 G × 3,5′ ″ Whitacre Spinalnadel | Becton Dickinson, USA | 405140 | IFP-Nadel |
| P23XL Druckmessumformer | Harvard Apparatus, CA | P23XL | |
| PowerLab 4/35, Bridge Amp, mit LabChart Pro 7.0 | ADInstruments Pty Ltd., USA | PL3504, FE221 | IFP Erfassungssystem und Erfassungssoftware |
| CT-Sabre Small Animall Intervention System (CT-IFP Roboter) | Parallax Innovations, CA | Manipuliert mit CT-IFP Roboter Steuerungssoftware | |
| CT-IFP Roboterausrichtungssoftware | Benutzerdefiniert Matlab-Software | ||
| DCE-CT-Analyse-Software | Benutzerdefinierte Matlab-Software | ||
| Matlab 2013b | Mathworks, USA |
Referenzen
- Seo, J. W., Zhang, H., Kukis, D. L., Meares, C. F., Ferrara, K. W. A novel method to label preformed liposomes with 64Cu for positron emission tomography (PET) imaging. Bioconjugate chemistry. 19 (12), 2577-2584 (2008).
- Huang, H., Dunne, M., Lo, J., Jaffray, D., Allen, C.
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Nachdrucke und Genehmigungen
