Name: מדידות מרחבים של זלוף, לחצו נוזלי ביניים ו ליפוזומים צבירה בגידולים מוצקים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min
Description: חקור את הקשר בין צבירת ננו-תרופות בגידולים לבין מאפייני מיקרו-סביבת הגידול, כולל זרימת דם ולחץ נוזלי ביניים. שיטה זו מאפשרת מיפוי מרחבי מדויק של התפלגות חלקיקים בגידולים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים רוצים להודות לד"ר ג'אווד מחמוד על הסיוע בתרבית תאי MDA-MB-231 והשתלת הקסנוגרפטים MDA-MB-231, Linyu Fan על הכנת ה-CT-ליפוזומים. שון סטייפלטון אסיר תודה על המימון מתוכנית המלגות לתואר שני במדעי הטבע וההנדסה והיוזמה האסטרטגית של קרן טרי פוקס למצוינות במחקר קרינה למאה ה-21 (EIRR21) ב-CIHR. מחקר זה נתמך על ידי מענקים מתוכנית הגבולות החדשים של טרי פוקס (020005) והמכונים הקנדיים לחקר הבריאות (102569).

<ol><li>Seo, J. W., Zhang, H., Kukis, D. L., Meares, C. F., Ferrara, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+method+to+label+preformed+liposomes+with+64Cu+for+positron+emission+tomography+%28PET%29+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjugate+chemistry%22%5BJournal%5D)">A novel method to label preformed liposomes with 64Cu for positron emission tomography (PET) imaging.</a> Bioconjugate chemistry. 19 (12), 2577-2584 (2008).</li>
<li>Huang, H., Dunne, M., Lo, J., Jaffray, D., Allen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+Computed+Tomography-+and+Optical+Image-Based+Assessment+of+Liposome+Distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Comparison of Computed Tomography- and Optical Image-Based Assessment of Liposome Distribution.</a> Molecular Imaging. 12 (3), 148-160 (2013).</li>
<li>Stapleton, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+mathematical+model+of+the+enhanced+permeability+and+retention+effect+for+liposome+transport+in+solid+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">A mathematical model of the enhanced permeability and retention effect for liposome transport in solid tumors.</a> PloS one. 8 (12), e81157(2013).</li>
<li>Zheng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+multimodal+nano+agent+for+image-guided+cancer+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A multimodal nano agent for image-guided cancer surgery.</a> Biomaterials. 67, 160-168 (2015).</li>
<li>Zheng, J., Liu, J., Dunne, M., Jaffray, D. A., Allen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+performance+of+a+liposomal+vascular+contrast+agent+for+CT+and+MR-based+image+guidance+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutical+research%22%5BJournal%5D)">In vivo performance of a liposomal vascular contrast agent for CT and MR-based image guidance applications.</a> Pharmaceutical research. 24 (6), 1193-1201 (2007).</li>
<li>Harrington, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effective+targeting+of+solid+tumors+in+patients+with+locally+advanced+cancers+by+radiolabeled+pegylated+liposomes%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Effective targeting of solid tumors in patients with locally advanced cancers by radiolabeled pegylated liposomes.</a> Clinical Cancer Research. 7 (2), 243-254 (2001).</li>
<li>Stapleton, S., Allen, C., Pintilie, M., Jaffray, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+perfusion+imaging+predicts+the+intra-tumoral+accumulation+of+liposomes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Tumor perfusion imaging predicts the intra-tumoral accumulation of liposomes.</a> J Control Release. 172 (1), 351-357 (2013).</li>
<li>Lammers, T., Kiessling, F., Hennink, W. E., Storm, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotheranostics+and+image-guided+drug+delivery%3A+current+concepts+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Pharm%22%5BJournal%5D)">Nanotheranostics and image-guided drug delivery: current concepts and future directions.</a> Mol. Pharm. 7, 1899-1912 (2010).</li>
<li>Stapleton, S., Milosevic, M. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aStapleton%2C+S+%22Cancer+Targeted+Drug+Delivery%22">Cancer Targeted Drug Delivery</a>. , Springer. 241-272 (2013).</li>
<li>Blanco, E., Shen, H., Ferrari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Principles+of+nanoparticle+design+for+overcoming+biological+barriers+to+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+biotechnology%22%5BJournal%5D)">Principles of nanoparticle design for overcoming biological barriers to drug delivery.</a> Nature biotechnology. 33 (9), 941-951 (2015).</li>
<li>Heldin, C. H., Rubin, K., Pietras, K., Ostman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+interstitial+fluid+pressure+-+an+obstacle+in+cancer+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Cancer%22%5BJournal%5D)">High interstitial fluid pressure - an obstacle in cancer therapy.</a> Nat Rev Cancer. 4 (10), 806-813 (2004).</li>
<li>Chauhan, V. P., Stylianopoulos, T., Boucher, Y., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delivery+of+molecular+and+nanoscale+medicine+to+tumors%3A+transport+barriers+and+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+review+of+chemical+and+biomolecular+engineering%22%5BJournal%5D)">Delivery of molecular and nanoscale medicine to tumors: transport barriers and strategies.</a> Annual review of chemical and biomolecular engineering. 2, 281-298 (2011).</li>
<li>Bax, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+image-guided+robotic+needle+positioning+system+for+small+animal+interventions%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+physics%22%5BJournal%5D)">3D image-guided robotic needle positioning system for small animal interventions.</a> Medical physics. 40 (1), 011909(2013).</li>
<li>Stapleton, S., Milosevic, M., Tannock, I. F., Allen, C., Jaffray, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+intra-tumoral+relationship+between+microcirculation%2C+interstitial+fluid+pressure+and+liposome+accumulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">The intra-tumoral relationship between microcirculation, interstitial fluid pressure and liposome accumulation.</a> Journal of Controlled Release. 211, 163-170 (2015).</li>
<li>Stapleton, S., Allen, C., Pintilie, M., Jaffray, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+perfusion+imaging+predicts+the+intra-tumoral+accumulation+of+liposomes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Tumor perfusion imaging predicts the intra-tumoral accumulation of liposomes.</a> J Control Release. 172 (1), 351-357 (2013).</li>
<li>Brix, G., Zwick, S., Kiessling, F., Griebel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacokinetic+analysis+of+tissue+microcirculation+using+nested+models%3A+multimodel+inference+and+parameter+identifiability%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+physics%22%5BJournal%5D)">Pharmacokinetic analysis of tissue microcirculation using nested models: multimodel inference and parameter identifiability.</a> Medical physics. 36 (7), 2923-2933 (2009).</li>
<li>Brix, G., Griebel, J., Kiessling, F., Wenz, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracer+kinetic+modelling+of+tumour+angiogenesis+based+on+dynamic+contrast-enhanced+CT+and+MRI+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22European+journal+of+nuclear+medicine+and+molecular+imaging%22%5BJournal%5D)">Tracer kinetic modelling of tumour angiogenesis based on dynamic contrast-enhanced CT and MRI measurements.</a> European journal of nuclear medicine and molecular imaging. 37 (1), 30-51 (2010).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף

השיטות למדידות מבוסס תמונה המוצגת כאן לאפשר קביעת הפריסה המרחבית של מאפייני מייקרו גידול, IFP, וצבירת CT-liposome. ניסיונות קודמים להתייחס נכסים אלה הסתמכו על ביצוע מדידות בתפזורת על פני בעלי חיים רבים נושאות גידול ולכן הם חסרים את הרגישות להבהיר מנגנוני אחראי ההטרוגניות הצטברות תוך tumoral כי נצפו נפוצה למערכות אספקת סמים בגודל ננו 15. DCE-CT מספק כלי למדידת וריאציות התוך tumoral בנכסים של מיקרו הגידול, CT נפח מספק תיאור מדויק של קינטיקה בתצהיר CT-liposome, ומערכת רובו...

מדידת הצטברות תוך tumoral של מערכות אספקת סמי ננו-חלקיקים עשויה לספק כלי חשוב כדי לקבוע אם ריכוז נאות של תרופה ציטוטוקסיות הושג בתוך הגידול. הפיתוח &quot;שניתן להגדיר תמונה&quot; מערכות liposomal מאפשר פולשני כמותית איתור vivo של רכב משלוח סמים באמצעות שיטות הדמיה כגון טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) 1, אופטית קרינה 2, ו טומוגרפיה ממוחשבת (CT) 3, 4 ו דימות בתהודה מגנטית (MRI) 5. הדמיה נעשה שימוש כדי לקבוע את פרמקוקינטיקה biodistribution של מערכות שיגור ליפוזום וכדי לחשוף את היקף ההטרוגניות בין סובייקט התוך tumoral בצבירת nanoparticle 6,7. עם זאת, הדמיה של חלקיקים לבדה אינה לזהות את החסמים הביולוגיים שתרמו ההצטברות וההפצה המסכנות שלהם. ידע זה הוא בעל חשיבות עליונה אל rפיתוח ational של ניסוחים יעילים יותר, ואסטרטגיות לשיפור הצטברות תוך tumoral 8. הוכח כי אסטרטגיות טיפוליות ניתן ליישם לווסת מחסומים ביולוגיים ספציפיים וכתוצאה מכך התחבורה nanoparticle משופרת 9. בנוסף, ניסוחי nanoparticle פותחו כדי להתגבר על מחסום תחבורה ביולוגי ספציפי במיוחד 10. בשני התרחישים, מדידות של מחסומים ביולוגיים יכולות לשמש כדי להנחות את שימוש אסטרטגית משלוח סמי ננו-חלקיקים מתאימה. מייקרו גידול הגבוה IFP הם האמינו להיות שני גורמי מפתח של הצטברות תוך tumoral של חלקיקים, כגון ליפוזומים, בגידולים מוצקים 9,11. עם זאת, חסמים אחרים לתרום הצטברות ליפוזום עניה כוללים תאי מטריקס צפופה, כלי דם בלתי חדירים, ולחץ רקמה מוצק 12. חסמים אלה קשורים על זמני spatioבאופן, עם זרימת דם לא תקינה ובלחץ נוזל ביניים גבוה להיות שני גורמים חשובים נהיגת המסירה extravasation הראשונית של חלקיקים. כפי שנאמר קודם לכן, הקמת מערכת היחסים בין מייקרו הגידול, IFP הגבוהה, ואת הצטברות תוך tumoral של ליפוזומים הכרחי עבור פרשנות נכונה של נתוני הדמית liposome. בזאת שיטות כמותיות למדוד את הקשר בין מיקרו הגידול, IFP גבוהות, וצבירת ננו-חלקיקים בתוך גידולים מוצקים מוצגים. מטרה זו מושגת על ידי ביצוע מדידות-מקומי שיתוף של הפצה התוך tumoral של חומר ניגוד ליפוזום CT באמצעות הדמיית CT נפחית, מיקרו הגידול באמצעות ניגודיות דינמי משופר הדמיה טומוגרפיה ממוחשבת, ו IFP הגידול באמצעות מערכת מיקום המחט רובוטית מונחי תמונה, כינה 13 רובוט CT-IFP.

<table><tbody><tr><td>MDA-MB-231 תאי גידול אדנוקרצינומה שד גרורתיים&nbsp;</td><td>ATCC</td><td>HTB-26</td><td></td></tr><tr><td>מדיום הנשר השונה של דולבקו (DMEM)&nbsp;</td><td>Life Technologies</td><td>11965-092</td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי (FBS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F1051</td><td></td></tr><tr><td>HyClone פניצילין-סטרפטומיצין 100x Solution</td><td>GE Healthcare Life Sciences</td><td>SV30010</td><td></td></tr><tr><td>טריפסין-EDTA (0.05%), פנול אדום</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>25300-054</td><td></td></tr><tr><td>1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC)</td><td>Avanti Lipids Inc., ארה"ב</td><td>850355P</td><td></td></tr><tr><td>כולסטרול (CH)</td> <td>Avanti Lipids Inc., ארה"ב</td><td>700000P</td><td></td></tr><tr><td>1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-poly (אתילן גליקול) 2000 (DSPE-PEG2000)</td> <td>Avanti Lipids Inc., ארה"ב</td><td>880128P</td><td></td></tr><tr><td>Omnipaque (Iohexol) 300 מ"ג יוד/מ"ל&nbsp;</td><td>GE Healthcare, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>80 ננומטר גודל נקבוביות ממברנות פוליקרבונט Track-Etch</td><td>Whatman Inc., ארה"ב</td><td></td><td></td></tr><tr><td>200 ננומטר גודל נקבוביות ממברנות פוליקרבונט Track-Etch</td><td>Whatman Inc., ארה"ב</td><td></td><td></td></tr><tr><td>10 מ 'Lipex Extruder&nbsp;</td><td>Nothern Lipids Inc, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>שקית דיאליזה חיתוך משקל מולקולרי (MWCO) של 8</td><td>kDa Spectrum Labs, ארה"ב&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>750,000 עמודת זרימה משיקה&nbsp</td><td>מחסנית אולטרה-סינון MidGee, GE Healthcare, משאבה</td> פריסטלטית CA<td></td><td></td></tr>&<tr><td>nbsp;</td><td>Watson Marlow Inc., ארה"ב</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ספקטרומטר UV</td><td>Helios &gamma;, Spectronic Unicam,&nbsp; מנתח גודל חלקיקים ארה"ב</td><td></td><td></td></tr><tr><td>90Plus&nbsp;</td><td>ברוקהייבן, הולטסוויל, ארה"ב</td><td></td><td></td></tr><tr><td>eXplore מערכת מיקרו-CT Locus Ultra&nbsp;</td><td>GE Healthcare, קליפורניה</td><td></td><td>עברה מניפולציה באמצעות תוכנת CT-Console</td></tr><tr><td>שחזור מבוסס GPU של AxRecon</td><td>&nbsp; Acceleware Corp. CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>27 G צנתר SURFLO סט עירוי מכונף</td><td>Terumo Medical Products, ארה"ב</td><td>SV*27EL</td><td></td></tr><tr><td>PE20 צינורות פוליאתילין</td><td>Becton Dickinson, ארה"ב</td><td>427406</td><td></td></tr><tr><td>קצה עט 25 גרם ופעמים; 3.5&prime; ופריים; מחט עמוד השדרה וויטאקר&nbsp;</td><td>בקטון דיקינסון, ארה"ב</td><td>405140</td><td>מחט IFP</td></tr><tr><td>P23XL&nbsp; מתמר לחץ&nbsp;</td><td>מכשירי הרווארד, CA</td><td>P23XL</td><td></td></tr><tr><td>PowerLab 4/35, מגבר גשר, עם LabChart Pro 7.0</td><td>ADInstruments Pty Ltd., ארה"ב</td><td>PL3504, FE221</td><td>IFP מערכת רכישה ותוכנת רכישה</td></tr><tr><td>CT-Sabre מערכת התערבות קטנה של בעלי חיים (CT-IFP רובוט</td>) <td>Parallax Innovations, CA</td><td></td><td>מניפולציה באמצעות תוכנת בקרת רובוט CT-IFP</td></tr><tr>תוכנת <td></td><td></td><td>יישור רובוט מותאם</td><td>אישית תוכנת Matlab</td></tr><tr>תוכנת <td></td><td></td><td>ניתוח DCE-CT</td><td>תוכנת Matlab מותאמת אישית Matlab</td></tr><tr><td>2013b</td><td>Mathworks, ארה"ב</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

מדידות מרחבים של זלוף, לחצו נוזלי ביניים ו ליפוזומים צבירה בגידולים מוצקים

Spatial Measurements of Perfusion, Interstitial Fluid Pressure and Liposomes Accumulation in Solid Tumors

הצטברות תוך tumoral הטרוגנית של ליפוזומים היא קובע קריטי של יעילותם. הן מייקרו הגידול כאוטי מוגבה IFP צמודות הפצת תוך tumoral הטרוגנית של מערכות אספקת סמים המבוסס על ננוטכנולוגיה כגון ליפוזומים. במחקר הנוכחי, הקשר בין מיקרו הגידול, IFP גבוהות, וצבירת חלקיקים נחקר באמצעות ניסויים vivo. דבר זה הושג על ידי הערכה של מיקרו הגידול באמצעות ניגודיות דינמי משופר טומוגרפיה ממוחשבת (DCE-CT) ומדידה של IFP הגידול באמצעות מערכת מיקום המחט רובוטית הרומן מונחי תמונה מחובר לסורק מיקרו-CT. הצטברות התוך tumoral של ליפוזומים נקבעה על ידי CT מבוסס תמונת הערכת ניסוח liposomal nanoparticle ביציבות לתמצת את iohexol חומר ניגוד (CT-ליפוזומים). הדמיית CT אפשרה שיתוף לוקליזציה של הפריסה המרחבית שלופרמטרים המודינמיים הגידול, IFP וצבירת CT-ליפוזום במודל העכבר xenograft תת עורית בודדים של סרטן השד. מדידות הובילו לגילוי כי זלוף שברי נפח פלזמה הם מתווכים חזקים של התפלגות התוך tumoral של ליפוזומים. יתר על כן, תוצאות המחקר מצביע בבירור IFP ממלא תפקיד עקיף בתיווך הפצת liposome באמצעות ויסות זרימת דם.

הפרוטוקול הנ&quot;ל אמור להניב CT-ליפוזומים עם ריכוז במארז של iohexol, אומר קוטר liposome, ואת הפוטנציאל זטא של 55 מ&quot;ג מ&quot;ל -1, 91.8 ± 0.3 ננומטר -45.5 ± 2.5 mV, בהתאמה. איור 1 א כולל הדמיה DCE-CT נציג תוצאות, מניב סדרה עתית של נתוני נפח המציגים את השינויים הזמניים בצבירת תוך tumoral של iohexol. בחירת ROI בתוך הגידול מניב TIC שניתן לכמת באמצעות שיטות מידול הקינטית נותב כדי לקבל אומדנים של זלוף, חדירות כלי הדם, ש...

הצטברות תוך-גידולית הטרוגנית של ליפוזומים נקשרה למיקרו-סביבה לא תקינה של הגידול. כאן מוצגות שיטות למדידת מיקרו-סירקולציה של הגידול על ידי הדמיית זלוף ולחץ נוזל אינטרסטיציאלי מוגבר (IFP) באמצעות מערכת רובוטית מונחית תמונה. המדידות מושווים להצטברות תוך-גידולית של ליפוזומים, הנקבעת באמצעות הדמיית מיקרו-CT נפחית.

The heterogeneous intra-tumoral accumulation of liposomes is a critical determinant of their efficacy. Both the chaotic tumor microcirculation and ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא לקשר בין הצטברות של ננו-טיפולים בתוך הגידול לבין תכונות הסביבה המיקרוסקופית של הגידול, כולל מיקרו-סירקולציית הגידול והלחץ התוך-רקמתי המוגבר, או IFP. שיטה זו מאפשרת לנו לענות על שאלות חשובות בנוגע לננו-תרופות. שאלות כגון: מה גורם לספיגה הטרוגנית של ננו-חלקיקים בתוך גידול?היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת מיפוי מרחבי משותף של תכונות מיקרו-סביבת הגידול וההתפלגות הפנים-גידולית של ננו-חלקיקים. לאחר אישור רמת ההרדמה המתאימה באמצעות topenge, יש למרוח פומדה על עיני העכבר ולהדביק את גפיו של בעל החיים במצב שכיבה על הבטן על לוח פלסטיק דק. לאחר מכן, יש להחדיר קטטר מותאם במידה 27-gauge המחובר לקטע של 20 סנטימטרים של צינור PE10 לווריד הזנב הלטרלי (הצידי) ולהבטיח את הצינור באמצעות מספר חתיכות סרט הדבקה.כעת, מלאו מזרק של 1 מיליליטר עם לפחות 200 µL של ליפוזומים לטומוגרפיה ממוחשבת (CT), ומזרק נוסף של 1 מיליליטר עם לפחות 150 µL של תערובת של iohexol חופשי עם סליין ביחס של 9:1 לפי נפח. הניחו את המזרק עם הליפוזומים ל-CT במזרק חשמלי (syringe pump) וחברו את הקטטר למזרק, כאשר קצב ההזרקה מוגדר ל-600 µL לדקה, שווה ל-10 µL לשנייה. לאחר מכן, הניחו את העכבר על מיטת סורק ה-micro CT והשתמשו במערכת מיקום הלייזר כדי לדייק את מיקום הגידול, כך שיהיה באותה אוריינטציה בקירוב בכל סריקה.בשימוש בתוכנת קונסולת סורק ה-CT עבור כל פרוטוקול דימות רלוונטי, בחרו ב-bright dark מהתפריט הנפתח ולחצו על כפתור הסריקה כדי להתחיל את הכיול ולאתחל את המערכת. כדי לקבל micro CT אנטומי נפחי של הגידול לפני הזרקת חומר ניגוד, בדקו תחילה את מחוון תוכנת קונסולת סורק ה-CT כדי לוודא שמנגנוני הבטיחות של סורק ה-CT שוחררו. לאחר מכן, בחרו בסריקה המשתמשת באנרגיית קרני רנטגן של 80 kilovolts, זרם שפופרת של 70 milliamps ולוכדת 1,000 היטלי תמונה.לאחר מכן, התחילו את הסריקה. עם סיום הסריקה, הגדירו את המשאבה להזרקת כ-150 µL של תמיסת הליפוזומים ולחצו על כפתור ההפעלה כדי להזריק את הבולוס של ליפוזומי CT בריכוז של 55 mg יוד ל-mL של תמיסה. שטפו ידנית את הקתטר עם 50 µL של סליין כדי להבטיח שכל כמות חומר הליפוזומים הוזרקה ושהקתטר התנקה.לאחר 10 דקות, בצעו סריקה אנטומית שנייה של הגידול, כפי שהודגם כעת. כדי לבצע DCE-CT, הכניסו מזרק עם תמיסת iohexol חופשית למשאבת המזרקים והגדירו את המשאבה להזרקת 100 µL של iohexol באותו קצב הזרקה. נפחי הזרקה אלו גבוהים מהסטנדרט של 200 µL, אך בעלי החיים מנוטרים במהלך ההתאוששות ולא נצפו תופעות לוואי.לאחר מכן, בלוח הבקרה של סורק ה-CT, בחרו בסריקה דינמית של חמש דקות תוך שימוש באנרגיית רנטגן של 80 kilovolts ובזרם שפופרה של 90 milliamps, כפי שהודגם זה עתה, אשר לוכדת 416 היטל תמונה בכל שנייה אחת במהלך 30 השניות הראשונות, ולאחריהן 416 היטל תמונה בכל 10 שניות. לכדו חמש שניות של נתוני DCE-CT, ולאחר מכן הפעילו את משאבת ההזרקה. בסיום הסריקה, בצעו סריקת micro CT אנטומית נפחית שלישית.לאחר 48-70 שעות,וצרו תמונות CT אנטומיות של הליפוזומים תוך שימוש בהגדרות הנפחיות שהודגמו כעת. כדי למדוד את ה-IFP, הדביקו את בעל החיים על פלטפורמת רובוט ה-CT IFP כך שהגידול יהיה מקובע ונגיש למערכת רובוט ה-CT IFP. בצעו סריקת micro CT אנטומית כפי שהודגם כעת.לאחר מכן, טען את נתוני טרום-החדרת המחט לתוכנת יישור הרובוט של CT IFP וכוון את החלון והרמה (window and level) כדי להדמיה של הגידול. לחץ על שפת הגידול בכל תמונה, ולאחר מכן בחר מיקום שני על השפה בצד הסמוך של הגידול. התוכנה תחשב סדרה של מיקומים לאורך קו לינארי בין שתי הנקודות.לאחר מכן, בחרו מהרשימה את קואורדינטות X, Y ו-Z עבור סדרה של חמש עד שמונה מיקומים במרווחים שווים. לאחר מכן, שטפו את מחט מערכת ה-IFP בתמיסת סלין-הפרין והזינו את מיקומי המחט הראשונים שנקבעו מראש לחלונויות הקואורדינטות X, Y, Z של תוכנת הבקרה של רובוט ה-CT IFP. לחצו על כפתור ה-go כדי להזיז את הרובוט למיקום הרצוי.לאחר מכן, עבור כל מיקום מחט בתורו, לחצו על כפתור השחלת המחט כדי להחדיר את המחט לרקמה. לחצו ושחררו את צינור ה-PE20 כדי לוודא זרימת נוזלים תקינה בין מחט ה-IFP לרקמה, ואמרו כי מדידת ה-IFP עולה וחוזרת לערך שלפני הלחיצה בתוכנת רכישת ה-IFP. לבסוף, בצעו סריקת CT אנטומית כאשר המחט מושחלה, ולחצו על כפתור נסיגת המחט בסיום הסריקה כדי להוציא את המחט מהרקמה.בחירת אזור עניין (ROI) בתוך הגידול מניבה עקומת זמן/עצמה שניתן להשתמש בה כדי להפיק הערכות כמותיות של פרמטרים המודינמיים נבחרים בגידול. חלוקת נפח הגידול למספר אזורי עניין שווים בגודלם מאפשרת כימות של ההתפלגות המרחבית של פרמטרים אלו בתוך נפח הגידול. ניתן להבחין גם בהתפלגות הביולוגית של הליפוזומי CT ב-48 שעות לאחר ההזרקה.כפי שצוין, החומר עדיין זורם במערכת הדם, כאשר נצפתה ספיגה משמעותית בטחול ובכבד. ההצטברות של ליפוזומי CT אלו בתוך הגידול היא הטרוגנית, עם הצטברות דומיננטית פריפריאלית בהשוואה למרכז רקמת הגידול. ניתן לזהות בבירור את המחט באמצעות micro CT ברזולוציה גבוהה, מה שמאפשר מיקום מרחבי של מדידות ה-IFP בתוך נפח הגידול.מדידה הממוקמת במרחב באופן משותף (co-localized) של הפרופוזיה (profusion) ושל שבר נפח הפלזמה מדגימה מתאם משמעותי עם הצטברות תוך-גידולית של ליפוזומי CT בגידולים תת-עוריים. יתרה מכך, ההתפלגות הרדיאלית של ה-IFP נמצאת במתאם עם המדידות ההמודינמיות האחרות, מה שמרמז על קשר מרחבי/זמני מורכב בין המיקרו-סירקולציה של הגידול, ה-IFP וההצטברות התוך-גידולית של הליפוזומים. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לקבע את בעל החיים על מיטת הסורק, כדי להבטיח תנועה מינימלית של הגידול בין מדידות ה-IFP.להשלכות של עבודה זו יש השפעה על פיתוח טיפולים חדשים. הובלה של ננו-חלקיקים היא שלב ראשון מרכזי בבניית טיפולים יעילים המבוססים על ננו-רפואה. לאחר צפייה בסרטון זה, אתם אמורים להחזיק בהבנה טובה של האופן שבו ניתן למפות מרחבית את לחץ הנוזל הבין-תאי בגידול, את מיקרו-סירקולציית הגידול ואת התפלגות הננו-חלקיקים.

spatial-measurements-perfusion-interstitial-fluid-pressure-liposomes

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

זרימת הנוזל ביניים הוא גבוה בגידולים מוצקים והוא יכול לווסת את הפלישה תאים סרטניים. כאן נתאר את הטכניקה ליישם זרימת הנוזל ביניים לתאים משוקע בתוך ולאחר מכן למדוד את השפעותיו על הפלישה התא. טכניקה זו ניתן להתאים בקלות ללמוד מערכות אחרות.

תלת מימדי תרבית תאים מודל למדידת השפעת זרימת הנוזל ביניים על הפלישה תאים סרטניים

פרוטוקול הרומן שדווח במחקר הנוכחי מאפשר איתור סלקטיבי של גרורות בריאות ברזולוצית תא בודדה בעכברים על ידי...

ויזואליזציה המשופרת של גרורות בריאות ברזולוצית תא בודדה בעכברים על ידי משולב<em&gt; באתרו</em&gt; זלוף של רקמת ריאה וכתמי X-גל של<em&gt; LacZ</emגידול תאים&gt; תייג-

סרטון זה מתאר טכניקה של מדידת לחץ נוזל אינטרסטיציאלי בתוך גידול על ידי דימות זילוח באמצעות מערכת רובוטית מונחית תמונה. המדידות מושוות להצטברות תוך-גידולית של ליפוזומים, בתוך גידול מוצק.

מדידה מרחבית של לחץ נוזל אינטרסטיציאלי של הגידול: שיטה למדידת לחץ נוזל אינטרסטיציאלי

במאמר זה, אנו מציגים שיטה לניתוח microvessels גידול in vivo באמצעות videomicroscopy הקרינה משופרת ניגודיות דינמי. שני פרמטרים כמותיים נרכשו: צפיפות תפקודית נימים המשקפת את כלי הדם של הגידול, וזליגת מדד המשקפת את הדליפות של קיר אנדותל.

בהדמית vivo של אנגיוגנזה גידול באמצעות הקרינה Confocal Videomicroscopy

מוצגת שיטה למדידת מהירות זרימת הדם במיקרו-סירקולציה בגרורות סרטן ריאתיות של פני הצדר בחולדות בצורה אוטומטית, באמצעות מיקרוסקופיה תוך-חיונית ריאתית בחזה סגור. למודל זה יש פוטנציאל לשמש ככלי נרחב לביצוע מחקר פיזיולוגי על גרורות ריאתיות במכרסמים.

אוטומטי מדידה של microcirculatory זרימת דם ריאתי במהירות גרורות של חולדות

השימוש בפלואורופורים להדמיה in vivo יכול להיות מוגבל מאוד על ידי אופסוניזציה, פינוי מהיר, רגישות זיהוי נמוכה והשפעות ציטוטוקסיות על המארח. אנקפסולציה של פלואורופורים בליפוזומים על ידי הידרציה ואקסטרוזיה מובילה לכיבוי והגנה פלואורסצנטיים המאפשרים הדמיה in vivo עם רגישות גילוי גבוהה.

הקרינה-מרווה של Fluorophore הקרוב אינפרא אדום-כמוס liposomal ככלי ל In vivo דימות אופטי

פרוטוקול זה מתאר את הדמיה intravital של העכברים הטרנסגניים לבטא סמני פלואורסצנט תאים ספציפיים. הדמיה intravital מספק שיטה לא פולשנית ברזולוציה גבוהה תצפיות בבעלי חיים באמצעות windows מושתלת שדרכו החזיית תהליכים מיקרוסקופיים אפשרית. שיטה זו שימושית במיוחד ללמוד תהליכים האורך.

מיקרוסקופ intravital להערכת סרטניים הקשורים לשימוש מתקדם הגבי צ'יימברס Skinfold חלון על העכברים הטרנסגניים פלורסנט

אנו מתארים שתי שיטות להערכת חדירות בכלי הדם ארעי הקשורים עם מיקרוסביבה הגידול של גרורות (tmem) הדלת הפתח ואת התא סרטן in, באמצעות הזרקה ורידית של משקל גבוה-מולקולרי (155 kda) תוספי בעכברים. השיטות כוללות הדמיה של האינטרטל בבעלי חיים חיים וניתוח רקמות קבועות באמצעות מאימונולובורנציה.

הערכת מיקרוסביבה הגידול של גרורה בתיווך החדירות כלי דם הקשורים להפצת תאים סרטניים באמצעות הדמיה Intravital וניתוח רקמות קבוע

מטרת פרוטוקול זה היא לסנתז ליפוזומים בעלי תווית פלואורסצנטית ולהשתמש בציטומטריית זרימה כדי לזהות לוקליזציה in vivo של ליפוזומים ברמה התאית.

הכנה, מתן והערכה של ספיגה תאית ספציפית לרקמת in vivo של ליפוזומים בעלי תווית צבע פלואורסצנטי

פרוטוקול זה מציג מודל גידול-על-שבב רלוונטי מבחינה פיזיולוגית לביצוע מחקר סרטן אנושי בסיסי ותרגומי בתפוקה גבוהה, קידום בדיקות סקר לתרופות, מידול מחלות וגישות רפואה מותאמת אישית עם תיאור של נהלי העמסה, תחזוקה והערכה.

הקמת מודל פיזיולוגי למיקרו-גידולים וסקולריים אנושיים לחקר הסרטן

תרגום ממצאי המיקרוסקופ התוך-חיוני מאותגר על ידי חדירת העומק הרדוד שלו לרקמה. כאן אנו מתארים מודל עכבר תא חלון גבי המאפשר רישום משותף של מיקרוסקופיה תוך חיונית ושיטות הדמיה ישימות קלינית (למשל, CT, MRI) למתאם מרחבי ישיר, מה שעשוי לייעל את התרגום הקליני של ממצאי מיקרוסקופ תוך חיוני.

מודל עכבר גידול בתא החלון הגבי למיקרוסקופיה תוך-חיונית משולבת והדמיית תהודה מגנטית בחקר סרטן תרגומי

חקור את הקשר בין צבירת ננו-תרופות בגידולים לבין מאפייני מיקרו-סביבת הגידול, כולל זרימת דם ולחץ נוזלי ביניים. שיטה זו מאפשרת מיפוי מרחבי מדויק של התפלגות חלקיקים בגידולים.

מדידות מרחבים של זלוף, לחצו נוזלי ביניים ו ליפוזומים צבירה בגידולים מוצקים

גלה סרטונים נוספים