La acumulación intratumoral heterogénea de liposomas se ha relacionado con un microambiente tumoral anormal. En este trabajo se presentan métodos para medir la microcirculación tumoral mediante imágenes de perfusión y presión elevada del líquido intersticial (IFP) utilizando un sistema robótico guiado por imágenes. Las mediciones se comparan con la acumulación intratumoral de liposomas, determinada mediante microtomografía computarizada volumétrica.
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Artículo de método
Las mediciones espaciales de perfusión, presión del fluido intersticial y liposomas acumulación en tumores sólidos
En este artículo
Resumen
Resumen
La acumulación intra-tumoral heterogénea de liposomas es un determinante crítico de su eficacia. Tanto la microcirculación tumor caótica y elevado IFP están vinculados a la distribución heterogénea intra-tumoral de los sistemas de administración de fármacos basados en la nanotecnología, tales como liposomas. En el presente estudio, la relación entre la microcirculación del tumor, IFP elevada, y la acumulación de las nanopartículas se investigó mediante la experimentación in vivo. Esto se logró mediante la evaluación de la microcirculación del tumor usando contraste dinámico mejorado tomografía computarizada (DCE-CT) y la medición de IFP tumor utilizando un nuevo sistema de colocación de la aguja robótica guiada por imagen conectado al escáner micro-CT. La acumulación intra-tumoral de los liposomas se determinó mediante una evaluación basada en imágenes CT de una formulación liposomal de nanopartículas que encapsulan de forma estable el agente de contraste iohexol (CT-liposomas). de formación de imágenes CT permite para co-localización de la distribución espacial dehemodinámica tumorales, IFP y la acumulación CT-liposoma en un modelo de ratón con xenoinjerto subcutáneo individual de cáncer de mama. Medidas condujeron al descubrimiento de que la perfusión y la fracción de volumen de plasma son fuertes mediadores de la distribución intra-tumoral de los liposomas. Además, los resultados sugieren que IFP juega un papel indirecto en la mediación de distribución de liposomas a través de la modulación de flujo de sangre.
Introducción
La medición de la acumulación intra-tumoral de los sistemas de administración de fármacos de nanopartículas puede proporcionar una herramienta importante para determinar si una concentración adecuada de fármaco citotóxico se ha alcanzado dentro del tumor. El desarrollo de sistemas de liposomas "imagen-poder" permite no invasiva y cuantitativa in vivo de detección del vehículo de suministro de fármacos usando técnicas de imagen como la tomografía por emisión de positrones (PET) 1, fluorescencia óptica 2, y la tomografía computarizada (TC) 3, 4 y la resonancia magnética (MRI) 5. Imaging se ha utilizado para determina....
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Protocolo
Todos los experimentos in vivo se realizaron bajo un protocolo aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Health Network.
1. Modelo animal
- Cultura entre 5 a 7 x 10 6 MDA-MB-231 células tumorales de adenocarcinoma de mama en DMEM junto con 10% de suero bovino fetal (FBS) y 100 veces la dilución de penicilina-estreptomicina.
- células de la cosecha cuando son 80% de confluencia usando una solución de tripsina-EDTA 0,05%. Después de 3 a 5 min neutralizar la tripsina-EDTA con un volumen de 3 veces de DMEM. Tomar una alícuota de 15 l de células y contar us....
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Resultados
El protocolo antes mencionado debe ceder CT-liposomas con una concentración de encapsulado de iohexol, diámetro de los liposomas, y el potencial zeta de 55 mg ml -1 significa, 91,8 ± 0,3 nm y -45,5 ± 2,5 mV, respectivamente. Figura 1a incluye imágenes de DCE-CT representante resultados, produciendo una serie temporal de datos volumétricos que muestran los cambios temporales en la acumulación intra-tumoral de iohexol. Selección de una ROI dentro del tumor produ.......
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Discusión
Los métodos para la medición basada en imágenes presentadas en este documento permiten la determinación de la distribución espacial de las propiedades de la microcirculación del tumor, IFP, y la acumulación CT-liposoma. Los anteriores intentos de relacionar estas propiedades se han basado en la realización de mediciones a granel a través de múltiples animales portadores de tumores y por lo tanto carecen de la sensibilidad a dilucidar los mecanismos responsables de la heterogeneidad en la acumulación intra-tumoral que co.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar
Agradecimientos
Los autores desean agradecer al Dr. Javed Mahmood por su ayuda en el cultivo de células MDA-MB-231 y la implantación de los xenoinjertos MDA-MB-231, a Linyu Fan por preparar los liposomas CT. Shawn Stapleton agradece el financiamiento del Programa de Becas de Posgrado para Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería y la Iniciativa Estratégica de la Fundación Terry Fox para la Excelencia en la Investigación de Radiación para el Siglo XXI (EIRR21) en CIHR. Este estudio fue apoyado por subvenciones del Programa Terry Fox New Frontiers (020005) y los Institutos Canadienses de Investigación en Salud (102569).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| MDA-MB-231 adenocarcinoma de mama metastásico células tumorales | ATCC | HTB-26 | |
| Medio de águila modificado de Dulbecco (DMEM) | Life Technologies | 11965-092 | |
| Suero fetal bovino (FBS) | Sigma-Aldrich | F1051 | |
| HyClone Penicilina-estreptomicina 100x Solución | GE Healthcare Life Sciences | SV30010 | |
| Tripsina-EDTA (0,05%), rojo fenol | ThermoFisher Scientific | 25300-054 | |
| 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC) | Avanti Lipids Inc., EE. UU. | 850355P | |
| Colesterol (CH) | Avanti Lipids Inc., EE. UU. | 700000P | |
| 1,2-distearolel-sn-glicero-3-fosfoetanolamina-N-poli(etilenglicol) 2000 (DSPE-PEG2000) | Avanti Lipids Inc., EE. UU. | 880128P | |
| Omnipaque (Iohexol) 300 mg de yodo/ml | GE Healthcare, CA | ||
| Membranas de policarbonato Track-Etch de tamaño de poro de 80 nm | Whatman Inc., EE. UU | ||
| Membranas de policarbonato Track-Etch de tamaño de poro de 200 nm | Whatman Inc., EE. UU | ||
| . Extrusora Lipex de 10 m | Nothern Lipids Inc, CA | ||
| Bolsa de diálisis de corte de peso molecular (MWCO) de 8 kDa | Spectrum Labs, EE. UU. | ||
| 750,000 Columna de flujo tangencial de corte de peso molecular nómico (NMWC); | Cartucho de ultrafiltración MidGee, GE Healthcare, CA | ||
| Bomba peristáltica | Watson Marlow Inc., EE. UU | ||
| Espectrómetro UV | Helios γ, Spectronic Unicam, Analizador | ||
| tamaño de partícula USA 90Plus | Brookhaven, Holtsville, EE. UU | ||
| . Sistema eXplore Locus Ultra micro-CT | GE Healthcare, CA | Manipulado con el software CT-Console | |
| Reconstrucción basada en GPU AxRecon | Catéter Acceleware Corp. CA | ||
| 27 G SURFLO Winged Infusion | Set Terumo Medical Products, EE. UU | SV*27EL | |
| PE20 | Becton Dickinson, EE. UU | 427406 | |
| Punta de bolígrafo 25 G y veces; 3.5′ ′ Aguja espinal Whitacre | Becton Dickinson, EE. UU | 405140 | Aguja IFP |
| P23XL transductor de presión | Harvard Apparatus, CA | P23XL | |
| PowerLab 4/35, Bridge Amp, con LabChart Pro 7.0 | ADInstruments Pty Ltd., USA | PL3504, FE221 | Sistema de adquisición y software de adquisición IFP |
| CT-Sabre Small Animall Intervention system (CT-IFP Robot) | Parallax Innovations, CA | Manipulado con el robot CT-IFP Software de control | |
| de alineación de | Personalizado Software Matlab Software | ||
| de análisis DCE-CT | Software Matlab personalizado | ||
| Matlab 2013b | Mathworks, Estados Unidos |
Referencias
- 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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Reimpresiones y permisos
