En este trabajo describimos el método de imágenes basado en microscopía fluorescente confocal fibrosa (FCFM), que proporciona un modo innovador para comprender los fenómenos fisiológicos a nivel celular y subcelular en sujetos animales.
Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Artículo de método
Inducida por la quimioterapia Vascular Toxicidad - En tiempo real
En este artículo
Resumen
Resumen
Ciertas clases de quimioterapia pueden ejercer cambios vasculares agudos que pueden progresar en condiciones a largo plazo que pueden predisponer al paciente a un mayor riesgo de morbilidad vascular. Sin embargo, aunque la evidencia clínica de montaje, hay una escasez de estudios claros de toxicidad vascular y por lo tanto la etiología de un grupo heterogéneo de trastornos cardiovasculares vasculares / queda por esclarecer. Además, el mecanismo que puede ser la base de toxicidad vascular puede diferir completamente de los principios de la cardiotoxicidad inducida por la quimioterapia, que se relaciona para dirigir la lesión de los miocitos. Hemos establecido un tiempo real, vivo plataforma de imágenes molecular para evaluar el potencial de toxicidad vascular aguda de terapias contra el cáncer.
Hemos puesto en marcha una plataforma de in vivo, de alta resolución de imagen molecular en ratones, adecuado para la visualización de la vasculatura dentro de los órganos confinados y blo de referenciavasos DO dentro de los mismos individuos, mientras que cada individuo sirven como su propio control. Paredes de los vasos sanguíneos se deterioran después de la administración de doxorrubicina, lo que representa un mecanismo único de la toxicidad vascular que puede ser el evento temprano en la lesión de órganos diana. En esto, el método de creación de imágenes basada Fibered microscopía confocal de fluorescencia (FCFM) se describe, que proporciona un modo innovador para entender los fenómenos fisiológicos a nivel celular y subcelular en sujetos animales.
Introducción
La evidencia clínica indica que varias clases de quimioterapias producen una variedad de patologías vasculares manifestados por el fenómeno de Raynaud, hipertensión, con infarto de miocardio, ataque cerebrovascular y hepática veno-occlusivedisease 1,2. "Fármacos antiangiogénicos 'accidental'" es un término bastante nuevo, que describe agentes quimioterapéuticos convencionales que actúan como posibles inhibidores de la angiogénesis, aunque no desarrollaron originalmente para este propósito 3-5 pero diseñados para eliminar células tumorales mediante la imposición de tan poco "garantía daño "a las células normales como sea posible 3. Varios quimioterapias se han implicado como vasculo-tóxicos como se ha observado en estudios clínicos utilizando biomarcadores séricos. Entre ellos están los agentes (como la ciclofosfamida), compuestos de platino (como cisplatino) y antraciclinas 1,2,5-7 alquilantes.
Complicaciones cardiovasculares agudas pueden ocurrir como result de la toxicidad vascular inducida por la quimioterapia. Ellos pueden progresar en condiciones crónicas como la aterosclerosis y representan mayor riesgo de morbilidad vascular tarde. Sin embargo, a pesar de la creciente evidencia clínica, hay una escasez de estudios designados enfatizando el mecanismo de toxicidad vascular y, por tanto, mayor esclarecimiento de la patogenia exacta que infligen se justifica.
Un reto importante en el descubrimiento del mecanismo de toxicidad vascular inducida por la quimioterapia se deriva de la complejidad de la investigación de la función vascular en vivo. Se describe en este documento una plataforma de alta resolución en imagen molecular in vivo en ratones que permite capturar el flujo sanguíneo y características del buque. Esta plataforma facilita la detección de efectos vasculares directos inducidos por el tratamiento: en tiempo real, así como después de ellos durante un período de tiempo dentro de los mismos individuos.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Protocolo
Declaración de Ética: Todos los experimentos fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales institucional. Cuidado de los animales estaba de acuerdo con las directrices institucionales. Ratones ICR hembra (7-8 semanas de edad; 25 - 30 g) fueron alojados en aparatos de aire acondicionado, luz controlada instalaciones de los animales de la Facultad Sackler de Medicina en la Universidad de Tel-Aviv. Al término, los animales fueron sacrificados con una sobredosis de anestesia.
1. fibred confocal microscopía de fluorescencia de calibración (FCFM)
- Encienda el dispositivo.
- Conecte la microsonda (mini0 / 30).
- Calibrar el dispositivo de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
2. Los ratones Preparación for Imaging
- Anestesiar por una inyección subcutánea de tanto Ketaset (100 mg / kg) y XYL-M2 (6 mg / kg). Confirme anestesia adecuada por falta de respuesta a los pies de pellizcar.
- Incisión en la piel debajo de la ingle con el fin de revelar los vasos arteriales femorales. Mantenga el lugar de la incisión húmeda con solución salina después de la incisión.
- Calentar la cola usando una bolsa (o un guante) lleno de agua tibia (no demasiado caliente al tacto) por aproximadamente 30 segundos. Preparar un (IV) de derivación intravenosa para la administración del FITC dextrano (un agente de contraste) y de solución salina o de agente quimioterapéutico, mediante la inserción de una aguja (30 G, 1/2 pulgadas) en la vena de la cola y fijación de una jeringa de 1 ml a ella . Asegúrese de que la vena está abierto mediante la inyección de solución salina.
NOTA: Una administración IV de FITC dextrano (de alto peso molecular; 100 l; 10 mg / ml; 2.000 kDa) facilita la visualización de la microvasculatura femoral por FCFM. La doxorrubicina (100 l; 8 mg / kg, adriamicina) o solución salina también se administran más tarde IV en la vena de la cola pre-calentado. - Pasa el raton supina en un escenario de poliestireno. Asegure el ratón a la almohadilla y mantener la posición con cinta adhesiva quirúrgica.
NOTA: El microscopio confocal fibrado utilizado en este estudio se compone de dos unidades: (1) microsonda (mini0 / 30). (2) unidad de escaneo láser (LSU-488; 488 nm de longitud de onda).
- Realice todas las temporales vueltas análisis utilizando el láser de longitud de onda nm 488 LSU.
NOTA: El detector detecta la unidad principal filtrada (500-650 nm) de fluorescencia emitida. Las imágenes adquiridas se reconstruyen después y visualizan a una velocidad de 12 cuadros / seg. - Desconecte cuidadosamente la jeringa de la aguja y coloque una nueva jeringa que contiene FITC dextrano. Administrar (IV) 100 l de FITC dextrano.
- Cambie la microsonda (mini0 / 30) a un campo adecuado de visión y fijar que, tras el ajuste al eje z, con el fin de obtener la imagen correspondiente. Espere a que la señal inicial a desvanecerse hasta que una señal clara y enfocada es visible.
- Grabar un flujo de sangre de referencia para un período de estabilización de corto (~ 30 seg). A continuación, conecte a la aguja otra jeringa, contiene doxorrubicina o solución salina. IV administrar 100 l doxorrubicina o solución salina.
- Monitorear el flujo de inyectado FITC-dextrano continuamente durante 20 min. En el software FCFM-asociado, utilice el botón de diámetro en la regla superior con el fin de medir los vasos sanguíneos y clasificarlas como pequeños (<15 micras) o grandes (> 15 micras).
- La eutanasia a los animales con una sobredosis de anestesia.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Resultados
En las imágenes continua vivo en tiempo real
El aparato de formación de imágenes se utiliza aquí es una alta definición, microscopio confocal fibrado, equipado con una sonda que permite la visualización de la vasculatura y su respuesta a diversos estímulos como la quimioterapia. Este método es mínimamente invasivo ya que si bien puede facilitar la obtención de imágenes de vasos profundos o de órganos, que requiere una pequeña incisión para la sonda. Los haces de sonda constan ...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Discusión
La evaluación de la toxicidad vascular inducida por la quimioterapia es un reto debido a la dificultad en la visualización de la dinámica del sistema vascular en respuesta a un estímulo en tiempo real. Numerosos estudios clínicos han implicado que varias quimioterapias causan daño vascular directo, sin embargo, el mecanismo y las características de su toxicidad aún no se ha dilucidado. Hemos establecido un tiempo real, vivo plataforma de imágenes molecular en para evaluar la potencial toxicidad de la q...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| anestesia general | Fort Dodge Animal Health, IA, EE. UU. y Biove Laboratories, Francia | 100 mg/kg ketaset y 6 mg/kg XYL-M2 | |
| crema depilatoria (Veet) | ReckittBenckiser, Bristol, Reino Unido | ||
| 30 G, aguja de 1/2 pulgada unida a una jeringa | |||
| FITC dextrano (10 mg/ml; MW 2.000 kDa) | Sigma | FD2000S | 100 μ l volumen |
| Doxorrubicina | Teva, Israel | 8 mg/kg, Adriamicina | |
| paclitaxel | Taro, Israel | 1,2 mg/kg, Medexel | |
| solución salina |
Referencias
- Chow, A. Y., et al. Anthracyclines cause endothelial injury in pediatric cancer patients: a pilot study. J Clin Oncol. 24 (6), 925-928 (2006).
- Nuver, J., et al. Acute chemotherapy-induced cardiovascular changes in patients with testicular cancer. J Clin Oncol. 23 (36), 9130-9137 (2005).
- Vos, F. Y., et al. Endothelial cell effects of cytotoxics: balance between desired and unwanted effects. Cancer Treat Rev. 30 (6), 495-513 (2004).
- Kerbel, R. S., et al. 'Accidental' anti-angiogenic drugs. anti-oncogene directed signal transduction inhibitors and conventional chemotherapeutic agents as examples.Eur. J Cancer. 36 (10), 1248-1257 (2000).
- Soultati, A., et al. Endothelial vascular toxicity from chemotherapeutic agents: preclinical evidence and clinical implications. Cancer Treat Rev. 38 (5), 473-483 (2012).
- Tempelhoff, G. F., et al. Blood coagulation during adjuvant epirubicin/cyclophosphamide chemotherapy in patients with primary operable breast cancer. J Clin Oncol. 14 (9), 2560-2568 (1996).
- Ben Aharon, I., et al. Doxorubicin-induced vascular toxicity--targeting potential pathways may reduce procoagulant activity. PLoS One. 8 (9), e7515(2013).
- Laemmel, E., et al. Fibered confocal fluorescence microscopy (Cell-viZio) facilitates extended imaging in the field of microcirculation. A comparison with intravital microscopy. J Vasc Res. 41 (5), 400-411 (2004).
- Al-Gubory, K. H., Houdebine, L. M. In vivo imaging of green fluorescent protein-expressing cells in transgenic animals using fibred confocal fluorescence microscopy. Eur J Cell Biol. 85 (8), 837-845 (2006).
- Bar-Joseph, H., et al. In vivo bioimaging as a novel strategy to detect doxorubicin-induced damage to gonadal blood vessels. PLoS One. 6 (9), e23492(2011).
- Kaushal, V., Kaushal, G. P., Mehta, P. Differential toxicity of anthracyclines on cultured endothelial cells. Endothelium. 11 (5-6), 253-258 (2004).
- Kim, E. J., et al. Doxorubicin-induced platelet cytotoxicity: a new contributory factor for doxorubicin-mediated thrombocytopenia. J Thromb Haemost. 7 (7), 1172-1183 (2009).
- Walsh, J., Wheeler, H. R., Geczy, C. L. Modulation of tissue factor on human monocytes by cisplatin and adriamycin. Br J Haematol. 81 (4), 480-488 (1992).
- Kotamraju, S., et al. Doxorubicin-induced apoptosis in endothelial cells and cardiomyocytes is ameliorated by nitrone spin traps and ebselen. Role of reactive oxygen and nitrogen species. J Biol Chem. 275 (43), 33585-33592 (2000).
- Vasquez-Vivar, J., et al. Endothelial nitric oxide synthase-dependent superoxide generation from adriamycin. Biochemistry. 36 (38), 11293-11297 (1997).
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Reimpresiones y permisos
