Waiting
Login-Verarbeitung ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Cancer Research

En omfattande förfarande för att utvärdera Published: March 4, 2017 doi: 10.3791/55271

Abstract

Inspirerad av framgången med tidigare cancernano i kliniken, har forskare genererat ett stort antal nya formuleringar under det senaste decenniet. Emellertid har endast ett litet antal av nanoläkemedel godkänts för klinisk användning, medan huvuddelen av nanoläkemedel under klinisk utveckling har gett nedslående resultat. Ett stort hinder för en framgångsrik klinisk översättning av nya cancernano är bristen på en korrekt förståelse av deras in vivo-prestation. Denna artikel presenterar en rigoröst förfarande för att karakterisera uppförandet av nanoläkemedel i tumörbärande möss vid systemisk, vävnad, encelliga, och subcellulära nivåer in vivo via integrering av positronemissionstomografi-datortomografi (PET-CT), radioaktivitet kvantifieringsmetoder , flödescytometri, och fluorescensmikroskopi. Med hjälp av denna metod kan forskarna noggrant utvärdera nya nano formuleringar i relevanta musmodeller av delser. Dessa protokoll kan ha förmågan att identifiera de mest lovande cancernano med hög translationell potential eller för att underlätta optimering av cancernano för framtida översättning.

Introduction

Nanomedicin är att skifta paradigm för cancerbehandling utveckling 1. Inspirerad av den enorma kliniska betydelsen av tidigare cancernano, såsom liposome- och albuminbaserade nanotherapies 2, 3, har många nya formuleringar producerats under det senaste decenniet. Den senaste tidens analyser av kliniska översättning framgången för dessa cancernano visar att endast ett fåtal av dem har godkänts för klinisk användning 4, 5. Ett stort hinder för klinisk översättning av nya cancernano är deras begränsad förbättring av den terapeutiska index jämfört med direkt administrering av de fria terapeutiska föreningar 6. Som sådan, noggrann utvärdering av in vivo-prestation av nanoläkemedel vid systemisk, vävnad, och cellulära nivåer i prekliniska djurmodeller är mycket viktigt att identify de med optimala terapeutiska index för framtida kliniska översättning.

Nanomaterial kan vara radioaktivt för kvantitativ karakterisering i levande djur med positronemissionstomografi (PET) avbildning, som har utmärkt känslighet och reproducerbarhet bland alla kliniska avbildningsmetoder 7. Till exempel, 89 Zr-märkta långtidscirkulerande nanoläkemedel har karakteriserats i musmodeller för cancer 8, 9, 10, såväl som i andra sjukdomsmodeller 11. Dessutom kan blodhalveringstid och biofördelningen av de nanoläkemedel vara utvärderats i stor omfattning genom användning ex vivo-mätningar av radioaktivitet i enskilda vävnader 8. Därför tillåter radiomärkning för kvantitativ utvärdering av nano vid system och vävnadsnivåer.

Viktigare, radiolabeled nano allmänhet inte kan analyseras på encelliga eller subcellulära nivåer på grund av den begränsade rumsliga upplösningen av det radioaktiva signalen. Därför visar sig fluorescent märkning att vara en komplementär modalitet för utvärdering av nanopartiklar med optiska avbildningstekniker, såsom flödescytometri och fluorescensmikroskopi 12. För detta ändamål kan nanopartiklar märkta med radioisotoper och fluorescerande taggar kvantitativt utvärderas in vivo genom nukleär avbildning och ex vivo genom radioaktivitetsräkning, och de kan också i stor utsträckning kännetecknas på cellnivå genom optisk avbildning.

Tidigare har vi utvecklat modul rutiner för att införliva radioaktiva och fluorescerande markörer i olika nanopartiklar, inklusive high-density lipoprotein (HDL) 11, liposomer 9, 10, polymera nanopartiklar, antikroppsfragment, och nanoemulsions 10, 13. Dessa märkta nanopartiklar har tillåtit för kvantitativ karakterisering i relevanta djurmodeller på olika nivåer, som guidade optimering av dessa nanomaterial för sina specifika tillämpningar. I den aktuella studien, är syftet att använda liposomala nanopartiklar-den mest etablerade nanomedicin plattform 14 -som ett exempel för att demonstrera omfattande förfaranden för att generera en dubbelmärkt nanopartiklar och att noggrant karakterisera den i en klassisk syngen melanom B16-F10 musmodell 15 . Från resultaten, vi är övertygade om denna nanopartiklar karakterisering tillvägagångssätt kan anpassas för att utvärdera andra cancernano i relevanta musmodeller.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Förfarandet består av dubbla radioaktiva och fluorescerande märkning av nanopartiklar in vivo PET-CT, ex vivo mätningar biodistribution och ex vivo immunfärgning och flödescytometri analys. Alla djurförsök har godkänts av Institutional Animal Care och användning kommittén Memorial Sloan Kettering Cancer Center.

1. Framställning av Dual-märkta liposomer

OBS: Syngena B16 melanomtumörer kan induceras genom att injicera 300.000 B16-F10-celler in i de bakre flankerna hos C57BL / 6-möss under anestesi från att andas in 2% -isoflurane innehållande syre. Använda sterila reagens och verktyg i en steril arbetsyta under kirurgi. Efter operation, noggrant följa djuren tills deras återhämtning från anestesi. Sätt djuren tillbaka i sina burar endast när de återfår fullt medvetande och rörlighet. Hysa dem i sterila rum för djur med xenotransplanterat tumörer. Tumörer med en storlek300 mm 3 är idealiska för nanopartiklar karakterisering på grund av deras uttalade förbättrade permeabilitet och retention effekter (EPR), vilket kan öka nanopartiklar ackumulering. De detaljerade protokoll nedan.

  1. I en rundbottnad kolv, lös upp en blandning av 20 mg av lipider i 2 ml kloroform innehållande 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phophocholine (DPPC), kolesterol, 1,2-disearoyl- sn-glycero 3-fosfoetanolamin-poly (etylenglykol) 2000 (DSPE-PEG2000), DSPE-deferoxamin (DSPE-DFO) 8, och 1,1-diododecyl-3,3,3,3-tetramethylindodicarbocyanine-5,5-disulfonsyra ( DiIC12 [5] -DS) vid molförhållanden av 61,3%, 33,4%, 5, 0,2% och 0,1%, respektive.
    OBS: Detta lipidkompositionen är mycket lik den liposomala formuleringen av doxorubicin som för närvarande används i kliniken 2. De resulterande liposomerna från vårt förfarande kommer att nära efterlikna prestanda hos den kliniska nanomedic in vivoine.
  2. Använda en rotationsindunstare för att avlägsna det organiska lösningsmedlet och bilda en tunn lipidfilm vid rumstemperatur. Tillsätt 20 ml PBS och sonikeras under 30 min för att alstra liposomala nanopartiklar genom att använda en 3,8-mm sonikering spets och en amplitud av 30 W, med tillräcklig kylning på is.
  3. Centrifugera liposomlösningen vid 4000 xg under 10 minuter för att avlägsna aggregaten och tvätta de nanopartiklar med PBS med användning av centrifugeringsfiltrering (molekylviktsgräns (MWCO:. 100 kDa) för att avlägsna fria lipider och kvarvarande organiskt lösningsmedel Koncentrat liposomerna, vilket kommer att stanna kvar i den övre kammaren, och överföra dem till ett nytt rör. liposomerna kan förvaras i ett kylskåp i PBS under upp till en vecka innan de efterföljande stegen.
  4. För kvalitetskontroll, karakterisera liposomerna genom dynamisk ljusspridning (DLS). Specifikt, blanda 50 mikroliter av liposomer med 950 mikroliter av PBS, och sedan överföra blandningen i storleks kyvetten. Placera kuvetten i analysatorn och mäta partikelstorlekar och deras storleksfördelning. De partikelstorlekar och deras storleksfördelning (polydispersitetsindex (PDI)) förväntas bli 90-120 nm och 0,1-0,2 respektive.
  5. För radiomärkning, blanda de renade liposomerna, motsvarande 2 mg av lipider, i PBS vid ett pH mellan 6,9 och 7,1 med 1 mCi 89 Zr-oxalat vid 37 ° C under 2 h i en 1,5-ml rör, (total volym: ~ 100 | il). Avlägsna det fria, oreagerade 89 Zr genom centrifugalfiltrering (MWCO = 100 kDa), liknande steg 1,3. Tvätta retentatet med steril PBS och späd det till den önskade volymen. Det radiokemiska utbytet bör vara 80-95%.
    VARNING! Att arbeta med radioaktivt material är hårt reglerad. Institutionerna måste certifierade och ge de nödvändiga faciliteter, personalutbildning och strikt övervakning av radioaktivitet användning. Forskare måste få adekvat utbildning och bär personlig skyddsutrustning och dosimetri ringar / emblem vid hantering av radioaktivitet.
  6. 10. Radiokemiska renhet lägre än 95% tyder på otillräcklig tvättning i steg 1,5.
  7. Efter radiomärkning, bestämma storleken på nanopartiklarna genom dynamisk ljusspridning. Storleken och PDI förväntas vara inom samma intervall som mätningarna i steg 1,4 10.
    OBS: Om radioaktiva proverna inte är tillåtna i flödescytometern eller fluorescensmikroskop, kan icke-radioaktivt nat Zr-oxalat användas för att märka liposomer i steg 1,5. Dessa icke-radioaktiva liposomer har identiska egenskaper till sina radioaktiva analoger. En återgivning av detta förfarande tillhandahålls i figur 2.

2. In vivo PET-CT och biofördelningen av Dual-märkta liposomer

  1. Injicera cirka 100 mikroliter av dubbelmärkta liposomer wed ca 300 pCi av radioaktivitet i fastspända melanom möss (C57BL / 6, hona, 10 - 16 veckor gamla) genom sina svansvenerna vid ca 10 mCi 89 Zr / kg kroppsvikt.
  2. För att bestämma halveringstiden, dra blod från svansvenen från sövda djur under 2% isofluran innehåller syre med hjälp av 28-G insulinsprutor. Samla upp blod (10-20 mikroliter) i förväg vägda rören vid 2 min, 15 min, 1 h, 4 h, 8 h, 24 h, och 48 h efter injektion. Väg blodet genom skillnaden, bestämma radioaktivitet innehåll med hjälp av en gammaräknare och beräkna koncentrationen radioaktivitet som procent av injicerad dos per gram (% ID / g).
    OBS: Utför proceduren i ett rum utrustat med ett anestesisystemet, återhämtning burar, värme, och en biologiskt huva. Se till att djuren återhämta sig helt och få normal rörlighet efter förfarandet vid överföring av dem från återställnings burar till att hålla burar. Hus tumörbärande djur i rum avsedda för djur som administrerats medradioaktivt material.
  3. 24 eller 48 h efter injektion av den liposomer, bild mössen i en liten djur MicroPET-CT-scannern 10. Placera sövda djur horisontellt på sin mage och hålla den sövd. Administrera 2% isofluran-syre genom en noskon. Applicera oftalmologiska salva till ögonen innan skanningen för att hindra dem från att torka.
  4. Utför en hela kroppen PET statisk scan inspelning åtminstone 50 miljoner sammanfallande händelser, med en ungefärlig varaktighet av 15 minuter. Ställ in energi och slump tidsfönster på 350-700 keV och 6 ns, respektive. Efteråt utför en 5-min datortomografi (CT) scan. Ställa in röntgenröret till en spänning av 80 kV och en ström på 500 | jA; datortomografi använder 120 rotations steg för totalt 220 grader, med ungefär 145 ms per ram 10.
  5. Efter PET-datortomografi omedelbart offra mössen genom kvävning med koldioxid och bekräfta dödsfallen från pinching tassarna hos djuren. När bekräftas utföra cervical dislokationer.
  6. Ta bort blodet i musvävnader genom att först skära upp det högra förmaket och sedan injicera 20 ml PBS i den vänstra ventrikeln, och därefter samla in de relevanta vävnader såsom tumörer, lever, mjälte, lunga, njure, muskler och andra 16.
  7. Väg vävnaderna, mäta deras radioaktivitet innehåll genom gammaräkning 8, 9, och beräkna vävnads radioaktivitet ackumulering som en procentandel av den injicerade dosen per gram (% ID / g).

3. Ex Vivo Flödescytometri och immunfärgning

OBS: Injicera omkring 100 mikroliter av fluorescerande liposomer in i melanom möss genom deras svansven i en dos av 0,5 mg färgämne per kg kroppsvikt. Om radioaktiva proverna inte är tillåtna i flödescytometern och fluorescensmikroskop, måste icke-radioaktiva liposomer användas.

  1. Offra mössen 24 h efter injektion, såsom i steg 2,5, och samla tumörerna, vilka måste lagras i kall PBS.
  2. För flödescytometri, följ dessa steg 17:
    1. Förbereda en enzymcocktail bestående av en blandning av renat kollagenas I och II (4 U / ml), hyaluronidas (60 U / ml) och DNas I (60 U / ml) i flödescytometri buffert (PBS med 0,5% BSA och 1 mM EDTA).
    2. Blanda 100 mg tumörvävnad med 200 mikroliter av enzym cocktail buffert i en 1,5-ml rör och tärna vävnaden till små bitar med fina saxar. Lägga till ytterligare 1,3 ml av enzym cocktail i röret och överför dess innehåll till en 6-brunnar.
    3. Skaka 6-brunnar på en horisontell skakanordning placerad inuti en ugn vid 37 ° under 60 min vid 60 rpm.
    4. Tvätta vävnadshomogenat med flödescytometri buffert 3 gånger för att erhålla en enkelcellsuspension.
    5. Färga cellerna med en cocktail av antikroppar som är specifika för biomarkörer inklusive CD45, CD11b, Ly6C, CD11c,CD64, CD3, MHCII, och CD31 (1: 200 utspädning för alla antikroppar, klon information ges i material kalkylblad). Identifiera relevanta celltyper och bestämma deras genomsnittliga fluorescensintensiteten (MFI) av DiIC12 (5) -DS i varje cellpopulation med en lämplig flödescytometri analysprogram.
  3. För immunfärgning, så här:
    1. Placera en tumör i en kassett fylld med optimal skär medium (oktober) och frysa det på torr is.
    2. Gör 6-im frysta snitt från tumörvävnad och placera dem på histologi glas; sektionerna bör omfatta största tvärsnitt av tumören, som ger den mest representativa uppgifter om vävnaden.
    3. Färga biomarkörer (t.ex. CD31 för endotelceller) av intresse med motsvarande antikroppar (t.ex. anti-CD31, klon MEC13.3). Fäst sektionerna med paraformaldehyd; blockera dem med serum som matchar arten ursprung sekundära antikroppar; incubåt med primära antikroppar för 12 h vid 4 ° C och sedan med sekundära antikroppar under 2 h; och slutligen, tvätta med PBS och täck med täckglas. Bild de färgade objektglasen med en Leica upprätt konfokal SP5 mikroskop 13, 16.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 1 visar en översikt över förfarandet. Figur 2 visar den schematiska syntesförfarandet för de dubbelmärkta liposomer beskrivs i steg 1 10. Figur 3 visar en representativ PET-CT bilden (Figur 3a), radioaktivitet kvantifiering av PET imaging (figur 3b), blod halveringstid (figur 3c), och biodistribution (figur 3d) av radioaktiva nanopartiklar, som beskrivs i steg 2. I figur 3a liposomerna ansamlas mycket i tumören, vilket bekräftas av kvantifieringen av bild resultaten i figur 3b. Vidare liposomer visar en blodhalveringstid på ca 10 h i figur 3c. Ex vivo biodistribution bekräftar den höga tumör ansamling av liposomer. Slutligen, Figur 4 ger en typisk grind procedure att identifiera relevanta celler i en tumör för analysen encelliga nivå av nanopartikel ackumulering (fig 4a och b), som visar den förmånliga ackumulering av nanopartikeln i tumörassocierade makrofager (TAM). En representativ konfokalmikroskopi bild visar också överlappningen mellan nanopartiklar och endotelceller (Figur 4C).

Figur 1
Figur 1. Schematisk översikt av in vivo nanomedicin Karakterisering ordningen. Detta förfarande omfattar märkning av nanopartiklar med både radioaktiva och fluorescerande taggar; karakterisering av radiomärkta nanopartiklar med PET-CT mätningar blod halveringstid och biofördelning utvärderingar; och encelliga och sub-cellulär analys av fluorescerande nanopartiklar genom flödescytometri och jagmmunostaining, respektive. Teknikerna, från vänster till höger, ge ökad spatial upplösning av nanopartiklar in vivo ansamling. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2. Syntes ordningen för Dual-märkta liposomer. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3. Representativa resultat in vivo karakterisering av radioaktivt märkt nanopartiklar. (a) PET-CT-bilder av en Tumor bärande mus efter nanopartiklar injektion och (b) PET-härledda upptagsvärden i flera vävnader (n = 3). (c) Blod radioaktivitet halveringstiden för en radiomärkt nanopartikel, samt (d) Dess biodistribution vid 24 h efter injektion (n = 3). Felstaplarna är standardavvikelsen. Modifierad från referens 8, med tillstånd. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 4
Figur 4. Representativa resultat av in vivo karakterisering av fluorescerande nanopartiklar. (a) Ett typiskt flödescytometri grindningsförfarande för att identifiera tumörassocierade immunceller, tumörceller och endotelceller (EC), samt (b) kvantifiering av nanoparticle ackumulering i dessa celler 8. En representativ bild av 3 biologiska upprepningar. (c) Representant immunofluorescens bild som visar särskild inriktning på en RGD-konjugerad nanoemulsion till endotelceller i tumörer 13. Modifierad från referenser 8 och 13, med tillstånd. Tumörassocierade makrofager (TAM). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiska steg i protokollet:

Den höga kvaliteten på dubbelmärkta liposomer är nyckeln till att producera jämna resultat över en lång tidsperiod. Fria fluorescerande färgämnen eller 89 Zr-joner kan generera helt olika inriktningsmönster och måste tas bort helt under reningssteget. Dessutom, om immunförsvaret markant påverkar experimentell cancer nanomedicin prestanda bör användningen av immun musmodeller vara att föredra, såsom B16-F10 melanommodell i C57BL / 6 möss, som användes i hela detta protokoll. Om tumören mikromiljö eller en speciell kombination av genetiska mutationer är en viktig faktor, skulle patientgenererade tumör xenograft-modeller vara idealiska val.

Modifiering och felsökning:

Vårt förfarande ger en enkel och tillförlitligt sätt att utvärdera in vivo av nano i tumörbärande enDJUR. Detta förfarande fungerar som en ryggrad för att bygga specifika experiment för att karakterisera cancernanoläkemedel för olika tillämpningar. Till exempel kan forskarna avgöra kvantitativa in vivo farmakokinetiken av nanomaterial när PET-datortomografi utförs vid flera tidpunkter på samma djur 17; de kan samla biodistributionen information om de nanomaterial genom att analysera andra vävnader, såsom tjocktarm, tunntarm, bukspottkörtel, hjärna, hud, bräss, mage, eller spottkörtlarna, som visas i andra publikationer 18, 19, 20, 21; eller de kan utvärdera encelliga och subcellulära specificitet nano i andra valutor än tumörer relevanta vävnader genom att tillämpa denna flödescytometri och immunfärgning protokoll.

Begränsningar av tekniken:

Detta protokoll requires vissa specialiserade forskningsinfrastruktur inklusive radiokemi och avbildningsmöjligheter-och teknisk expertis inom radiomärkning, små djur avbildning, och immunologi. Därför skulle det vara ideal utföras av ett multidisciplinärt team av forskare med expertis inom de berörda områdena. Vår egen erfarenhet visar att det optimala utförandet av detta förfarande kräver noggrann planering och effektivt samarbete.

Det är värt att notera att särskilda regler och föreslagna agenter i detta manuskript är bäst lämpade för radiomärkning av lipidbaserade nanopartiklar. Däremot kan begreppet dubbelmärkta nanopartiklar användas för att karakterisera andra nanopartikelformuleringar som är, till exempel, baserat på guldnanokristaller, polymerer, eller ens viruspartiklar. I dessa fall kommer olika strategier för märkning krävas. Det är viktigt att betona de många olika radioaktiva isotoper som används i biomedicinsk avbildning, inklusive 89 Zr, 18 64 Cu, 68 Ga, och 123 jag, för att bara nämna några 7. Valet av radioisotop måste göras baserat på de specifika egenskaperna hos nanomaterial under utredning, främst dess blodcirkulation halveringstid, för att möjliggöra fullständig karakterisering vid senare tidpunkter. Men andra faktorer, såsom märkning kemi eller isotop tillgänglighet, kan påverka det slutliga valet. För denna studie var 89 Zr valdes eftersom dess långa fysikalisk halveringstid (t 1/2 = 78,4 h) är jämförbar med halveringstiden i blod av liposomer. Notera, kan detta protokoll också utföras med andra isotoper, såsom 99mTc, 111In, eller 125 I, som är kommersiellt tillgängliga och lämpliga för avbildning med single-photon emission computed tomography (SPECT). På liknande sätt var DilC valdes på grund av dess höga hydrofobicitet och därför hög laddningseffektivitet i liposomer. Andra fluorescerande färger med ogynnsamma fysikalisk properties kan direkt konjugeras till fosfolipiderna 17.

Betydelsen av de tekniker:

Detta förfarande ger hög translationell potential när anpassad för att utvärdera nano i kliniska studier. De 4 viktigaste teknikerna-nämligen, PET-CT, radioaktivitet mätning, flödescytometri och immunhistokemi-rutinmässigt används för onkologiska diagnos hos patienter. Därför kan denna prekliniska förfarande lätt översättas till utvärdera nano in vivo i klinisk fas. Vidare gäller att ju större storleken av mänskliga organ, jämfört med möss möjliggör mer exakt analys av PET-CT imaging 22, som kan ersätta den invasiva biopsi baserade radioaktivitet mätning av nanomedicin ackumulering. I den här inställningen, icke-invasiva, imaging-styrda protokoll kan utvecklas för att skikta patienterna och hjälpa homogenisera patienten resultatet 10. Developing radioaktiva nanomaterial fortfarande kräver en betydande investeringar i infrastruktur. Alternativt icke-radioaktiva avbildningstekniker som baseras på magnetisk resonanstomografi (MRT) har snabbt utvecklas under det senaste decenniet. Till exempel, magnetisk partikel imaging (MPI) använder små järnoxid nanopartiklar (10-20 nm) och kan ge mycket mer kvantitativ utvärdering av nano märkta med järnoxid nanopartiklar in vivo än de nuvarande MR-tekniker 23. Klinisk översättning av MPI skulle tillåta fler forskare att använda robust in vivo avbildningstekniker för att utvärdera cancernano in vivo.

Framtida tillämpningar:

När forskare behärska dessa protokoll, kan de tillämpa de förfaranden för att karakterisera de fluorescerande och radioaktiva dubbelmärkta, nya material, inklusive peptider, proteiner, antikroppar, antikroppsfragment, och så vidare. dessa förfarandenkan hjälpa forskarna att noggrant utvärdera nya biomedicinska material in vivo och att identifiera dem med stor translationell potential.

Sammanfattningsvis vill vi införa en omfattande nanomedicin karakterisering förfarande som kan ge systemisk, vävnad, encelliga, och subcellulär nivå nanomedicin ansamling information. För närvarande, de flesta cancernano fortfarande inte i fas I kliniska prövningar på grund av deras suboptimala farmakokinetik, biofördelningar och toxicitetsprofiler. Å andra sidan, den stora heterogeniteten av terapi som svar på nanomedicin mandat en följeslagare imaging strategi för att välja patienter som får särskilt gynnas av dessa experimentella nano. Vi tror att antagandet av detta förfarande kan hjälpa samhället att identifiera lovande nano med hög translationell potential i prekliniska djurmodeller och med rätt modifikation kan också hjälpa kliniskaforskare att identifiera patienter som är mottagliga för nanotherapy.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DPPC Avantilipids 850355
Cholesterol Sigma-Aldrich C8667
DSPE-PEG2000 Avantilipids 880120P
DSPE-DFO Home made 110634 Perez-Medina et al., JNM, 2014
DiIC12[5]-DS AAT Bioquest 22051
Centrifugal filter Vivaproducts VS2061
Rotary evaporator Buchi R-100
Radio-HPLC Shimadzu HPLC with 2 LC-10AT pumps N/A
89Zr-oxalate MSKCC Synthesized in house TR19/9 variable beam cyclotron (Ebco Industries Inc.)
Micro PET-CT Siemens Inveon Micro-PET/CT
Gamma counter PerkinElmer 2470-0150
Flow cytometry BD Biosciences Fortessa Any multi-parametric flow cytometry analyzers would suffice
C57BL/6 mice Jackson Laboratories
B16-YFP melanoma cells Home made N/A Salmon et al., Immunity, 2016
Ly6C (clone HK1.4)--APC-Cy7 128025 Biolegend
MHCII (M5/114/152)--APC 107613 Biolegend
CD45 (30-F11)--BV510 103137 Biolegend
CD64 (X54-5/7.1)--PE-Cy7 139313 Biolegend
CD11b (M1/70)--BV605 101237 Biolegend
CD3 (17A2)--BV711 100241 Biolegend
CD31 (13.3)--PE 561073 Biolegend
CD11c (M418)--PerCP-Cy5.5 117327 BD Biosciences
CD31 (13.3) no fluorophore 550274 BD Biosciences

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Peer, D., et al. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nat Nanotechnol. 2, 751-760 (2007).
  2. Barenholz, Y. Doxil(R)--the first FDA-approved nano-drug: lessons learned. J Control Release. 160, 117-134 (2012).
  3. Green, M. R., et al. Abraxane, a novel Cremophor-free, albumin-bound particle form of paclitaxel for the treatment of advanced non-small-cell lung cancer. Ann Oncol. 17, 1263-1268 (2006).
  4. Juliano, R. Nanomedicine: is the wave cresting? Nat Rev Drug Discov. 12, 171-172 (2013).
  5. Ledford, H. Bankruptcy filing worries developers of nanoparticle cancer drugs. Nature. 533, 304-305 (2016).
  6. Venditto, V. J., Szoka, F. C. Jr Cancer nanomedicines: so many papers and so few drugs! Adv Drug Deliv Rev. 65, 80-88 (2013).
  7. Dunphy, M. P., Lewis, J. S. Radiopharmaceuticals in preclinical and clinical development for monitoring of therapy with PET. J Nucl Med. (50 Suppl 1), (2009).
  8. Perez-Medina, C., et al. PET Imaging of Tumor-Associated Macrophages with 89Zr-Labeled High-Density Lipoprotein Nanoparticles. J Nucl Med. 56, 1272-1277 (2015).
  9. Perez-Medina, C., et al. A modular labeling strategy for in vivo PET and near-infrared fluorescence imaging of nanoparticle tumor targeting. J Nucl Med. 55, 1706-1711 (2014).
  10. Perez-Medina, C., et al. Nanoreporter PET predicts the efficacy of anti-cancer therapy. Nature communications. , (2016).
  11. Tang, J., et al. Inhibiting macrophage proliferation suppresses atherosclerotic plaque inflammation. Science advances. , (2015).
  12. Priem, B., Tian, C., Tang, J., Zhao, Y., Mulder, W. J. Fluorescent nanoparticles for the accurate detection of drug delivery. Expert Opin Drug Deliv. 12, 1881-1894 (2015).
  13. Gianella, A., et al. Multifunctional nanoemulsion platform for imaging guided therapy evaluated in experimental cancer. ACS Nano. 5, 4422-4433 (2011).
  14. Torchilin, V. P. Recent advances with liposomes as pharmaceutical carriers. Nat Rev Drug Discov. 4, 145-160 (2005).
  15. Salmon, H., et al. Expansion and Activation of CD103(+) Dendritic Cell Progenitors at the Tumor Site Enhances Tumor Responses to Therapeutic PD-L1 and BRAF Inhibition. Immunity. 44, 924-938 (2016).
  16. Perez-Medina, C., et al. In Vivo PET Imaging of HDL in Multiple Atherosclerosis Models. JACC Cardiovasc Imaging. 9, 950-961 (2016).
  17. Duivenvoorden, R., et al. A statin-loaded reconstituted high-density lipoprotein nanoparticle inhibits atherosclerotic plaque inflammation. Nature communications. 5, 3065 (2014).
  18. Carney, B., et al. Non-invasive PET Imaging of PARP1 Expression in Glioblastoma Models. Mol Imaging Biol. , (2015).
  19. Salinas, B., et al. Radioiodinated PARP1 tracers for glioblastoma imaging. EJNMMI Res. 5, 123 (2015).
  20. Carlucci, G., et al. Dual-Modality Optical/PET Imaging of PARP1 in Glioblastoma. Mol Imaging Biol. 17, 848-855 (2015).
  21. Tang, J., et al. Immune cell screening of a nanoparticle library improves atherosclerosis therapy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. , (2016).
  22. Scott, A. M., Wolchok, J. D., Old, L. J. Antibody therapy of cancer. Nat Rev Cancer. 12, 278-287 (2012).
  23. Goodwill, P., et al. X-space MPI: magnetic nanoparticles for safe medical imaging. Adv Mater. 24, 3870-3877 (2012).

Tags

Cancer Research nanomedicin PET radiomärkning flödescytometri liposomer molecular imaging melanom immun musmodeller
En omfattande förfarande för att utvärdera<em&gt; In Vivo</em&gt; Prestanda av cancer nano
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tang, J., Pérez-Medina, C.,More

Tang, J., Pérez-Medina, C., Zhao, Y., Sadique, A., Mulder, W. J. M., Reiner, T. A Comprehensive Procedure to Evaluate the In Vivo Performance of Cancer Nanomedicines. J. Vis. Exp. (121), e55271, doi:10.3791/55271 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter