L’accumulation intra-tumorale hétérogène de liposomes a été liée à un microenvironnement tumoral anormal. Ici, des méthodes sont présentées pour mesurer la microcirculation tumorale par imagerie de perfusion et une pression de fluide interstitiel élevée (IFP) à l’aide d’un système robotique guidé par l’image. Les mesures sont comparées à l’accumulation intratumorale de liposomes, déterminée à l’aide de l’imagerie volumétrique par micro-tomodensitométrie.
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Article de méthode
Mesures spatiales de Perfusion, la pression du liquide interstitiel et Liposomes Accumulation dans Solid Tumors
Dans cet article
Résumé
Résumé
L'accumulation intra-tumorale hétérogène de liposomes est un facteur déterminant de leur efficacité. Tant la microcirculation tumorale chaotique et élevée IFP sont liés à la distribution intra-tumorale hétérogène de systèmes de délivrance de médicaments basés sur les nanotechnologies comme les liposomes. Dans la présente étude, la relation entre la microcirculation de la tumeur, l' IFP élevée, et l' accumulation des nanoparticules a été étudiée par expérimentation in vivo. Cela a été accompli par l'évaluation de la microcirculation de la tumeur à l'aide de contraste dynamique améliorée tomodensitométrie (DCE-CT) et la mesure de l'IFP de la tumeur en utilisant un nouveau système de placement aiguille robotique guidée par l'image connectée au scanner micro-CT. L'accumulation intra-tumorale des liposomes a été déterminée par une évaluation d'une formulation liposomale de nanoparticules qui encapsule de façon stable l'iohexol d'agent de contraste (CT-liposomes) à base d'image TDM. imagerie CT a permis de co-localisation de la distribution spatiale deshémodynamique tumorales, l'IFP et l'accumulation CT-liposomes dans un modèle de xénogreffe sous-cutanée de souris individuelle du cancer du sein. Les mesures ont conduit à la découverte que la perfusion et la fraction volumique du plasma sont de puissants médiateurs de la distribution intra-tumorale des liposomes. De plus, les résultats suggèrent que l'IFP joue un rôle indirect dans la médiation de la distribution de liposomes grâce à la modulation du débit sanguin.
Introduction
La mesure de l'accumulation intra-tumorale des systèmes de délivrance de médicaments nanoparticulaires peut être un outil important pour déterminer si une concentration adéquate du médicament cytotoxique a été atteint à l'intérieur de la tumeur. Le développement de systèmes liposomiques " l' image-mesure" permet non invasive et quantitative in vivo de détection du véhicule de délivrance de médicaments en utilisant des modalités d'imagerie telles que la tomographie par émission de positons (PET) 1, la fluorescence optique 2, et la tomodensitométrie (CT) 3, 4 et l' imagerie par résonance magnétique (IRM)
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Protocole
Toutes les expériences in vivo ont été réalisées selon un protocole approuvé par le Comité institutionnel de protection et d' utilisation des animaux University Health Network.
1. Modèle animal
- La culture de 5 à 7 x 10 6 cellules MDA-MB-231 cellules d' adénocarcinome du sein de la tumeur dans du DMEM ainsi que 10% de sérum bovin fœtal (FBS) et 100x dilution de pénicilline-streptomycine.
- cellules de récolte quand ils sont confluentes à 80% en utilisant une solution de trypsine-EDTA 0,05%. Après 3-5 min neutraliser la trypsine-EDTA avec un volume 3x de DMEM. Prenez une aliquote de 15....
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Résultats
Le protocole mentionné ci - dessus devrait donner CT-liposomes avec une concentration encapsulée de iohexol, le diamètre moyen des liposomes, et le potentiel zêta de 55 mg ml -1, 91,8 ± 0,3 nm et -45,5 ± 2,5 mV, respectivement. Figure 1a comprend représentant imagerie DCE-CT les résultats, ce qui donne une série chronologique des données volumétriques qui montrent les changements temporels dans l'accumulation intra-tumorale de l'iohexol. Sélection d.......
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Discussion
Les méthodes de mesure à base d'images présentées ici permettent la détermination de la distribution spatiale des propriétés de la microcirculation de la tumeur, l'IFP et l'accumulation CT-liposome. Les tentatives précédentes pour rapporter ces propriétés se sont appuyés sur la réalisation de mesures en vrac à travers les animaux porteurs de tumeurs multiples et manquent donc de la sensibilité pour élucider les mécanismes responsables de l' hétérogénéité de l'accumulation intra-tumorale qui a souvent.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à révéler
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier le Dr Javed Mahmood pour son aide dans la culture des cellules MDA-MB-231 et l’implantation des xénogreffes MDA-MB-231, Linyu Fan pour la préparation des liposomes CT. Shawn Stapleton est reconnaissant du financement du Programme de bourses d’études supérieures pour la recherche en sciences naturelles et en génie et de l’Initiative stratégique pour l’excellence en recherche sur le rayonnement au 21e siècle (EIRR21) de la Fondation Terry Fox des IRSC. Cette étude a été financée par des subventions du programme Nouvelles frontières Terry Fox (020005) et des Instituts de recherche en santé du Canada (102569).
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| MDA-MB-231 cellules tumorales métastatiques de l’adénocarcinome du sein. | ATCC | HTB-26 | |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) ; | Life Technologies | 11965-092 | |
| Sérum de veau fœtal (FBS) | Sigma-Aldrich | F1051 | |
| HyClone Pénicilline-Streptomycine 100x Solution | GE Healthcare Life Sciences | SV30010 | |
| Trypsine-EDTA (0,05 %), rouge de phénol | ThermoFisher Scientific | 25300-054 | |
| 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) | Avanti Lipids Inc., États-Unis | 850355P | |
| Cholestérol (CH) | Avanti Lipids Inc., États-Unis | 700000P | |
| 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-poly(ethylene glycol) 2000 (DSPE-PEG2000) | Avanti Lipids Inc., États-Unis | 880128P | |
| Omnipaque (Iohexol) 300 mg d’iode/ml ; | GE Healthcare, CA | ||
| Membranes en polycarbonate Track-Etch 80 nm pour pores | Whatman Inc., USA | ||
| Membranes en polycarbonate Track-Etch pour 200 nm | Whatman Inc., USA | ||
| 10 m Extrudeuse Lipex. | Nothern Lipids Inc, CA | ||
| Sac de dialyse Molecular Weight Cut Off (MWCO) de 8 kDa | Spectrum Labs, États-Unis. | ||
| Colonne d’écoulement tangentielle de 750 000 poids moléculaire nominal coupé (NMWC) ; | Cartouche d’ultrafiltration MidGee, GE Healthcare, CA | ||
| Pompe péristaltique ; | Watson Marlow Inc., | ||
| Helios &gamma ;, Spectronic Unicam, ; Analyseur | |||
| 90Plus ; | Brookhaven, Holtsville, États-Unis | ||
| Système micro-CT eXplore Locus Ultra ; | GE Healthcare, CA | Manipulé à l’aide du logiciel CT-Console | |
| AxRecon Reconstruction basée sur GPU | ; Acceleware Corp. CA | ||
| 27 G Cathéter SURFLO Winged Infusion Set | Terumo Medical Products, USA | SV*27EL | |
| PE20 tube en polyéthylène | Becton Dickinson, USA | 427406 | |
| Pointe du stylo 25 G × ; 3.5&prime ; et prime ; Aiguille spinale Whitacre ; | Becton Dickinson, USA | 405140 | Aiguille IFP |
| P23XL ; transducteur de pression ; | Harvard Apparatus, CA | P23XL | |
| PowerLab 4/35, Bridge Amp, avec LabChart Pro 7.0 | ADInstruments Pty Ltd., USA | PL3504, FE221 | Système d’acquisition IFP et logiciel d’acquisition |
| CT-Sabre Small Animall Intervention system (CT-IFP Robot) | Parallax Innovations, CA | Manipulé à l’aide du robot CT-IFP Logiciel de contrôle | |
| Logiciel d’alignement de robot CT-IFP Personnalisé | Logiciel Matlab Logiciel | ||
| d’analyse DCE-CT | Logiciel Matlab personnalisé | ||
| Matlab 2013b | Mathworks, États-Unis |
Références
- 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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Réimpressions et autorisations
