Name: Appositamente studiata apparecchi di riscaldamento a base laser per la Release Innescata di Cisplatino da termosensibile liposomi con Risonanza Magnetica Guidance Immagine (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: Impara a utilizzare un apparecchio di riscaldamento a laser compatibile con MRI per attivare il rilascio di cisplatino da liposomi termosensibili in tumori sottocutanei di carcinoma cervicale. Questo metodo consente il monitoraggio in tempo reale della temperatura.

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

Questa ricerca è finanziata da una sovvenzione operativa del Canadian Institutes of Health Research (CIHR) a C.A. e D.A.J. Gli autori ringraziano la Canadian Foundation for Innovation e la Princess Margaret Cancer Foundation per aver finanziato la struttura di ricerca STTARR che consente le componenti di ricerca sull'imaging e sulla terapia di questo lavoro.

1. liposomi Preparazione <ol><li> Sciogliere i lipidi 1,2-Dipalmitoyl- sn -glycero-3-fosfocolina (DPPC), 1-stearoil-2-idrossi-sn -glycero-3-fosfatidilcolina (MSPC o S-liso-PC) e N - (carbonyl- methoxypolyethyleneglycol 2000) -1,2-distearoyl- sn -glycero-3-fosfoetanolamina (MPEG 2000 -DSPE) in cloroformio. Ad esempio, per la preparazione di 10 ml di HTLC, pesare 314,4 mg DPPC, 39,4 mg MSPC, e 83,9 mg di mPEG 2000 -DSPE in un flaconcino di vetro ambrato. Poi, sciogliere i lipidi in 2 ml di cloroformio e riscaldare il flaconcino per 30 secondi in un bagno d&#39;acqua a 60 °. </li><li> Rimuovere il cloroformio mediante un evaporatore rotante. Posizionare il film lipidico risultante sotto alta pressione di vuoto O / N. </li><li> Per 10 ml di HTLC, idratare il film lipidico con 5 ml di tampone Tris 0,1 N (pH 7,4) per 1 ora. Allo stesso tempo, pesare 162,4 mg 1,2-dipalmitoyl- sn -glycero-3-phosphoglycerol (DPPG) lipidico e 100 mg di polvere CDDP e idrato with 5 ml 0,1N tampone Tris contenente il 30% di etanolo (pH 7,4) per 1 ora. </li><li> Per la formulazione Gd-HTLC, pesare la stessa quantità di DPPG lipidico e 10 mg CDDP polvere, poi idratare con 2,5 ml di soluzione di Gd-HP-DO3A (279,3 mg / ml) più 2,5 ml 0,1N tampone Tris contenente il 30% di etanolo ( pH 7,4) per 1 ora. Durante l&#39;idratazione, le miscele devono essere conservati in fiale ambra e posti su una piastra riscaldante a 70 ° C con agitazione costante e vortex ogni 10 min. </li><li> Unire la miscela lipidica e la miscela lipidica droga, e ancora idratare per 1 ora. Vortex ogni 15-20 minuti. </li><li> Montare l&#39;estrusore da 10 ml con due pile di 200 filtri in policarbonato nm. Collegare il thermobarrel dell&#39;estrusore a bagnomaria circolazione a 70 ° C, e collegare l&#39;estrusore ad un serbatoio di azoto compresso. </li><li> Subito dopo l&#39;idratazione, trasferire la miscela nella camera dell&#39;estrusore. Aprire il flusso di azoto (pressione impostata a 200 psi) per estrudere liposomi attraverso le membrane. Raccogliere il Liposomes in un tubo da 50 ml. Mantenere la provetta in un bagno di acqua calda (70 ° C) in qualsiasi momento durante il processo di estrusione. Ripetere questa operazione per 5 volte. </li><li> Smontare l&#39;estrusore e cambiare per due pile di 100 filtri in policarbonato nm. Rimontare l&#39;estrusore e impostare la pressione a 400 psi. Ripetere il punto 5, ad eccezione di estrudere liposomi 10 volte. Raccogliere il campione dalla estrusione finale in una provetta da 15 ml. </li><li> Raffreddare i liposomi a RT, e centrifugare a 1000 xg per 3 minuti a precipitare insolubile CDDP. </li><li> Dializzare liposomi O / N contro soluzione fisiologica 0,9% in tubo di dialisi con un peso molecolare di 15.000 cutoff (MWCO) in condizioni sterili. </li><li> Diluire 10 ml di liposomi in 990 ml di acqua distillata. Utilizzare light scattering dinamico per misurare la distribuzione delle dimensioni di HTLC e Gd-HTLC. Eseguire 3 misure con 10 corse ciascuno. </li><li> Diluire 40 ml di liposomi a 3.960 ml di acqua distillata. Effettuare 5-6 soluzioni standard di platino e gadolinioin un intervallo di concentrazione da 0,1 a 20 mg / ml. Misurare le concentrazioni di platino e gadolinio usando accoppiato induttivamente spettrometro a emissione atomica al plasma (ICP-AES) a 3 diverse lunghezze d&#39;onda. Eseguire 3 misure alla lunghezza d&#39;onda per ogni risultato medio. </li><li> Determinare il gel di temperatura del liquido fase cristallina di transizione (T m) della formula liposoma HTLC utilizzando un calorimetro a scansione differenziale (DSC). Carico 5-10 mg di HTLC in una vaschetta DSC e utilizzare un pan vuoto come riferimento. Utilizzare una velocità di scansione di 5 ° C / min di rampa fino alla temperatura da 0 ° C a 60 ° C. </li><li> Avvolgere i liposomi in un foglio di alluminio per evitare l&#39;esposizione alla luce e conservare a 4 ° C. </li></ol> 2. Nella Release vitro da liposomi <ol><li> Preparare colonne di rotazione. <ol><li> Incubare 50 g perline filtrazione gel a 400 ml di soluzione fisiologica 0,9% a temperatura ambiente per 3-4 ore. Arrotolate un pezzo di lana di vetro, bagnato con soluzione fisiologica 0,9% e inserirlo nella punta di una siringa da 1 ml. Premere la lana di vetro per riempire circa 0,05-0,1 ml della siringa. Utilizzare una pipetta di vetro per aggiungere gradualmente circa 1 ml di mezzi di filtrazione gel nella siringa. </li><li> Posizionare la siringa in una provetta da 15 ml e centrifugare a 1000 xg per 3 min. Rimuovere la colonna di spin e posizionarlo in un tubo da 15 ml. </li></ol></li><li> Esempio 400 ml di HTLC o Gd-HTLC in 8 fiale di vetro 1-DRAM e incubare in un bagno d&#39;acqua a temperatura controllata sia a 37 ° C o 42 ° C. Estrarre una fiala in ogni momento (cioè, 5, 15, 30 e 60 min) e collocare immediatamente su ghiaccio. </li><li> Aggiungere 100 ml di soluzione fisiologica 0,9% nella colonna di spin preparata, quindi aggiungere 100 ml di HTLC o Gd-HTLC prima incubazione (controllo) o dopo incubazione a bagnomaria nella colonna di spin. Centrifugare a 1000 xg per 3 min. Rimuovere la siringa dal tubo e diluire la soluzione nella provetta per analisi ICP-AES. </li></ol> 3. L&#39;impianto di sottocutanea xenotrapianto di cervicaleTumore <ol><li> Tutti gli studi sugli animali sono stati condotti secondo protocolli di utilizzo di animali approvati dal Comitato di cura degli animali della University Health Network (UHN). </li><li> Eseguire tutti gli studi sugli animali in un biosicurezza Cabinet (BSC). Autoclavare tutti gli strumenti chirurgici prima di qualsiasi intervento chirurgico. Dopo ogni intervento chirurgico, pulire gli strumenti chirurgici con il 70% di etanolo e sterilizzare di nuovo con un cordone sterilizzatore a caldo. </li><li> Per l&#39;eutanasia, mettere l&#39;animale in un isolato di CO 2 da camera, quindi eseguire dislocazione cervicale. </li><li> Per l&#39;anestesia generale con 100% di ossigeno, utilizzare 5% isofluorane per l&#39;induzione e il 2% per la manutenzione. Per garantire la profondità dell&#39;anestesia, applicare una pressione con una pinza a superficie palmare della zampa per osservare la risposta degli animali. Applicare il lubrificante occhio per prevenire la secchezza mentre sotto anestesia. </li><li> Per un animale che ha subito un intervento chirurgico, collocare l&#39;animale in una gabbia pulita senza la compagnia di altri animali. Monitorare fino a quando la coscienza sufficiente è riconquistato. </li><li> Culturale ME-180 cellule in terreno essenziale minimo alfa (α-MEM) addizionato con 10% di siero fetale bovino (FBS) e antibiotici. </li><li> Raccogliere le cellule e mantenere le cellule in completa media prima inoculazione. Contare le cellule utilizzando un emocitometro. </li><li> Inoculare ogni topo donatore recare un intramuscolare (im) ME-180 (cellule del cancro del collo dell&#39;utero umano) del tumore. Nota: Growth nel sito im è stato selezionato per garantire lo sviluppo di tumori ben vascolarizzati. Acquisto topi SCID femminile (di età compresa tra 6-8 settimane, circa 20 g) da un impianto di allevamento in-house. <ol><li> Anestetizzare un topo SCID femmina e iniettare 1 x 10 6 ME-180 cellule nel muscolo gastrocnemio di arto posteriore usando un ago 27 G. </li><li> Misurare le dimensioni del tumore utilizzando un calibro finché i tumori hanno raggiunto 9-12 mm nella loro dimensione più lunga. Terminare lo studio se il tumore ha superato 12 mm, o se la massa tumorale compromette normale assunzione comportamento, deambulazione, cibo e acqua. </li></ol></li><li> Pezzi tumore Implant da topi donatori in topi riceventi. <ol><li> Anestetizzare un topo donatore utilizzando 5% isofluorane. Euthanize il mouse utilizzando dislocazione cervicale sotto anestesia. Rimuovere il tumore del donatore dal mouse donatore. Tagliare il tumore in frammenti cubi di 2-3 mm 3. </li><li> Anestetizzare il mouse destinatario utilizzando 5% isofluorane. Iniettare 100 ml di 0,5 mg / ml di meloxicam sottocutanea prima dell&#39;intervento chirurgico. Applicare iodio soluzione chirurgica scrub, quindi il 70% di etanolo, e soluzione di iodio, infine, per la pelle rasata. Radere l&#39;arto posteriore sinistro del mouse destinatario. Fare un&#39;incisione a livello della pelle. Inserire un donatore pezzo del tumore per via sottocutanea attraverso l&#39;incisione. Chiudere l&#39;incisione utilizzando 1-2 fermaglio ferita (s). </li><li> Rimuovere le clip 3-5 giorni dopo l&#39;impianto. È richiesto tumore sottocutaneo per usare l&#39;impostazione di riscaldamento a base di laser. </li><li> Lasciare i tumori a crescere per 2-3 settimane prima del trattamento di riscaldamento. </li></ol></li></ol> 4. Design, AssemTaratura Bly e di un Conformal Laser consegna Illuminatore per In Vivo Riscaldamento <ol><li> Ottenere riscaldamento del tessuto utilizzando un laser a diodo 763 nm accoppiato ad un illuminatore conformazionale utilizzando una fibra ottica. <ol><li> L&#39;illuminatore fornisce uniforme superficiale illuminazione laser del tumore xenotrapianto. Si compone di un mm blocco di materiale altamente riflettente contenente tre luce adiacente integrando sfere camera con una camera nel mezzo (16 mm di diametro) e 2 piccole camere su entrambi i lati (16 mm di lunghezza e 5 mm 30 x 20 x 17 di diametro) (Figura 1). </li><li> Affinché luce di passare da una camera all&#39;altra, due piccoli fori del diametro di 5 mm sono stati tagliati tra le piccole camere esterne e la camera centrale più grande. La luce viene trasportato dal laser nelle camere esterne utilizzando una fibra cut-end 400 micron collegata al laser che viene passato nella camera attraverso un foro 600 micron di diametro. </li><li> A causa della natura della luce interaction con le pareti della camera, la luce erogata in una delle piccole camere è spazialmente omogeneizzata quindi passa attraverso le luci interne nella camera grande dove viene ulteriormente spazialmente omogeneizzato. Luce poi esce dalla porta 10 mm di diametro sulla camera centrale. </li></ol></li><li> Calibrare la consegna luce dell&#39;illuminatore rispetto alla regolazione della potenza del laser utilizzando un NIST calibrato 50 mm sfera integratrice per misurare la potenza erogata. <ol><li> Calcolare la distribuzione della luce nel tumore mediante simulazioni Monte Carlo sulla base di una geometria semplificata del tumore. Generare il codice Monte Carlo in un algoritmo personalizzato scritto con un pacchetto software di calcolo commerciale e base sul codice standard di Monte Carlo modelli di trasporto luce nei tessuti multi-layer di Jacques et al. 14. </li><li> Modellare il tumore come una semisfera che giace su una linea pelle piatta con un diametro corrispondente alla dimensione media del tumore di 7 mm sulla superficie della pelle e un luiight di 5 mm. Modello illuminazione uniforme della superficie lanciando casualmente fotoni tutto l&#39;emisfero esposto e diretta al centro della sfera. </li><li> Utilizzare le proprietà ottiche, tra cui l&#39;assorbimento, μ una dispersione = 0,025 millimetri -1,, μ s = 10 millimetri -1, fattore anisotropia, g = 0,9 e indice di rifrazione, n = 1,4. Utilizzare un milione di fotoni nel calcolo. </li><li> Effettuare queste misurazioni prima di eventuali esperimenti di riscaldamento in vivo senza ulteriori modifiche dopo la calibrazione iniziale. </li></ol></li></ol> 5. Conformal riscaldamento del tumore utilizzando Appositamente studiata Setup Camera Laser <ol><li> Collegare un&#39;estremità di una fibra laser per il dispositivo laser e l&#39;altra estremità alla dell&#39;illuminatore. </li><li> Anestetizzare l&#39;animale utilizzando 5% isofluorane. Inserire un G catetere iniezione 27 nella vena caudale laterale del mouse. Inserire un catetere 22 G nel centro del tumore. Posizionare una temperatura pr fibra otticaOBE nel catetere vuoto per monitorare il cambiamento di temperatura. </li><li> Coprire l&#39;intero tumore con l&#39;illuminatore (Figura 2). In primo luogo impostare la potenza di 0.8-1 W. Accendere il laser e attendere che la temperatura aumenti. Mantenere la temperatura del tumore a 42 ° C regolando manualmente la potenza del laser tra 0.1-0.8 W. </li></ol> 6. Temperatura Distribuzione valutate attraverso MR Termometria (MRT) <ol><li> Misurare la distribuzione di temperatura del tumore riscaldato utilizzando Impostazione riscaldamento basato su laser mediante la shift frequenza di risonanza protonica (PRF-shift) MRT su un sistema di imaging preclinico MR 7 Tesla 15 in combinazione con le fibre ottiche di sonde di temperatura. </li><li> Acquisire immagini termometria ad intervalli di 10 sec con una sequenza di impulsi 2D-FLASH (tempo di eco 4.5 msec; tempo di ripetizione 156.25 msec) con 312 x 312 micron risoluzione in piano e 2 mm di spessore fetta in una sola fetta a livello della fibra ottica pro temperaturaessere. </li></ol> 7. MR Monitoraggio del distaccante <ol><li> Eseguire T 1 per immagini pesate prima e 20 minuti dopo la somministrazione di Gd-HTLC. </li><li> Implant due tumori, uno su ciascuna delle arti posteriori, di un mouse SCID femmina utilizzando il metodo sopra descritto nella sezione 3 per il fissaggio. Preriscaldare il tumore sull&#39;arto posteriore sinistra per 5 min a 42 ° C prima dell&#39;iniezione del Gd-HTLC alla dose di 66,3 mg / kg Gd-HP-DO3A e 1,4 mg / kg CDDP, poi riscaldare il tumore per un ulteriore 20 post-iniezione min. Eseguire iniezione durante il trattamento il riscaldamento. Utilizzare il tumore a destra arto posteriore come controllo non riscaldata. </li><li> Acquisire immagini dinamiche RM (36 x 20 mm campo di vista, 200 x 200 micron risoluzione in piano, spessore 2 mm fetta; protocollo sequenza MR) per monitorare il rilascio Gd-HP-DO3A ad intervalli di 12 sec per l&#39;intero 20 min amministrazione carica di Gd-HTLC, cominciando 30 secondi prima dell&#39;iniezione. </li><li> Modellare il tumore (riscaldata e non riscaldata) e dei volumi muscolari.Calcolare il segnale media MR di tutti i voxel all&#39;interno di ogni volume sagomato. </li></ol>

<ol><li>Maeda, H., Wu, J., Sawa, T., Matsumura, Y., Hori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+vascular+permeability+and+the+EPR+effect+in+macromolecular+therapeutics%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Releas%22%5BJournal%5D)">Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review.</a> J Control Releas. 65 (1-2), 271-284 (2000).</li>
<li>Simard, P., Leroux, J. C., Allen, C., Meyer, O. Liposomes for Drug Delivery. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSimard%2C+P+%22Nanoparticles+for+Pharmaceutical+Application%22">Nanoparticles for Pharmaceutical Application</a>. , American Scientific Publishers. (2007).</li>
<li>O'Brien, M. E. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+cardiotoxicity+and+comparable+efficacy+in+a+phase+III+trial+of+pegylated+liposomal+doxorubicin+HCl+%28CAELYX+%28TM%29%2FDoxil+%28R%29%29+versus+conventional+doxorubicin+for+first-line+treatment+of+metastatic+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Onco%22%5BJournal%5D)">Reduced cardiotoxicity and comparable efficacy in a phase III trial of pegylated liposomal doxorubicin HCl (CAELYX (TM)/Doxil (R)) versus conventional doxorubicin for first-line treatment of metastatic breast cancer.</a> Ann Onco. 15 (3), 440-449 (2004).</li>
<li>White, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+II+study+of+SPI-77+%28sterically+stabilised+liposomal+cisplatin%29+in+advanced+non-small-cell+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Cancer%22%5BJournal%5D)">Phase II study of SPI-77 (sterically stabilised liposomal cisplatin) in advanced non-small-cell lung cancer.</a> Br J Cancer. 95 (7), 822-828 (2006).</li>
<li>Laginha, K. M., Verwoert, S., Charrois, G. J. R., Allen, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+doxorubicin+levels+in+whole+tumor+and+tumor+nuclei+in+murine+breast+cancer+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Determination of doxorubicin levels in whole tumor and tumor nuclei in murine breast cancer tumors.</a> Clin Cancer Res. 11 (19), 6944-6949 (2005).</li>
<li>Baronzio, G. F., Hager, E. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBaronzio%2C+GF+%22Hyperthermia+in+cancer+treatment%3A+a+primer%22">Hyperthermia in cancer treatment: a primer</a>. , Springer Science. (2006).</li>
<li>Landon, C. D., Park, J. Y., Needham, D., Dewhirst, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+Drug+Delivery+and+Hyperthermia%3A+The+Materials+Design+and+Preclinical+and+Clinical+Testing+of+Low+Temperature-Sensitive+Liposomes+Used+in+Combination+with+Mild+Hyperthermia+in+the+Treatment+of+Local+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Open+Nanomed%22%5BJournal%5D)">Nanoscale Drug Delivery and Hyperthermia: The Materials Design and Preclinical and Clinical Testing of Low Temperature-Sensitive Liposomes Used in Combination with Mild Hyperthermia in the Treatment of Local Cancer.</a> Open Nanomed. 3, 38-64 (2011).</li>
<li>Celsion Corporation. , Celsion Announces Updated Overall Survival Data from HEAT Study of ThermoDox
	 <a target="_blank" href="http://investor.celsion.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=862248">http://investor.celsion.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=862248</a> (2014).</li>
<li>Koning, G. A., Eggermont, A. M., Lindner, L. H., ten Hagen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperthermia+and+thermosensitive+liposomes+for+improved+delivery+of+chemotherapeutic+drugs+to+solid+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Pharm+Res%22%5BJournal%5D)">Hyperthermia and thermosensitive liposomes for improved delivery of chemotherapeutic drugs to solid tumors.</a> Pharm Res. 27 (8), 1750-1754 (2010).</li>
<li>Viglianti, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+monitoring+of+tissue+pharmacokinetics+of+liposome%2Fdrug+using+MRI%3A+illustration+of+targeted+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Me%22%5BJournal%5D)">In vivo monitoring of tissue pharmacokinetics of liposome/drug using MRI: illustration of targeted delivery.</a> Magn Reson Me. 51 (6), 1153-1162 (2004).</li>
<li>Ponce, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+temperature-sensitive+liposome+release%3A+drug+dose+painting+and+antitumor+effects%5BTitle%5D)+AND+%22J+Natl+Cancer+Ins%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of temperature-sensitive liposome release: drug dose painting and antitumor effects.</a> J Natl Cancer Ins. 99 (1), 53-63 (2007).</li>
<li>Kong, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+liposomes+and+hyperthermia+in+a+human+tumor+xenograft+model%3A+importance+of+triggered+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Efficacy of liposomes and hyperthermia in a human tumor xenograft model: importance of triggered drug release.</a> Cancer Res. 60 (24), 6950-6957 (2000).</li>
<li>Yarmolenko, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+effects+of+thermosensitive+doxorubicin-containing+liposomes+and+hyperthermia+in+human+and+murine+tumours%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Hyperthermia%22%5BJournal%5D)">Comparative effects of thermosensitive doxorubicin-containing liposomes and hyperthermia in human and murine tumours.</a> Int J Hyperthermia. 26 (5), 485-498 (2010).</li>
<li>Wang, L. H., Jacques, S. L., Zheng, L. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MCML-Monte+Carlo+modeling+of+photon+transport+in+multi-layered+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Comput+Meth+Prog+Bio%22%5BJournal%5D)">MCML-Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues.</a> Comput Meth Prog Bio. 47, 131-146 (1995).</li>
<li>Rieke, V., Butts Pauly, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+thermometry%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">MR thermometry.</a> J Magn Reson Imaging. 27 (2), 376-390 (2008).</li>
<li>Dou, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat-activated+thermosensitive+liposomal+cisplatin+%28HTLC%29+results+in+effective+growth+delay+of+cervical+carcinoma+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Heat-activated thermosensitive liposomal cisplatin (HTLC) results in effective growth delay of cervical carcinoma in mice.</a> J Control Release. 178, 69-78 (2014).</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 (6), 1899-1912 (2010).</li>
<li>Lee, H., et al. A novel 64Cu-liposomal PET agent (MM-DX-929) predicts response to liposomal chemotherapeutics in preclinical breast cancer models. Thirty-Fifth Annual CTRC-AACR San Antonio Breast Cancer Symposium. , (2012).</li>
</ol>

Non ci sono divulgazioni.

I liposomi sono stati sviluppati nel 1960 come veicoli di consegna di droga che trasportano farmaci idrofili del loro volume acquoso interno e farmaci idrofobici all&#39;interno del loro doppio strato lipidico 2. Oltre a utilizzare in applicazioni terapeutiche, liposomi sono stati esplorati per applicazioni diagnostiche quando marcato con radionuclidi o caricato con mezzi di contrasto 17 immagini. Negli ultimi anni, theranostics e coppie terapeutiche-diagnostiche sono state perseguite per fornire o...

La fisiopatologia di solidi tumori risultati nella permeabilità potenziata e ritenzione (EPR) di sistemi in nanoscala. Questo ha portato allo sviluppo di molti sistemi di rilascio di farmaci che sfruttano questo effetto di indirizzare il tessuto tumorale, riducendo al minimo gli effetti collaterali sistemici 1. Tecnologie per la distribuzione liposomiale sono stati ampiamente indagati per droga o di imaging sonde 2. Sebbene liposomi hanno ridotto in modo significativo la tossicità sistemica rispetto alla chemioterapia convenzionale, ci sono stati alcuni miglioramenti in termini di efficacia clinica 3,4. Studi hanno dimostrato che l&#39;efficacia limitata è dovuta ad una mancanza di rilascio del farmaco da parte del vettore 4,5. Come risultato, lo sviluppo di liposomi che vengono attivati ​​per rilasciare il farmaco incapsulato in risposta a stimoli esterni ha suscitato notevole attenzione. L&#39;ipertermia è stato impiegato per decenni come una modalità di trattamento relativamente sicuro per i pazienti oncologici 6. Quindi il svilupparezione di liposomi termosensibili con il calore come un trigger esterno è una combinazione logica con un significativo potenziale per la traduzione clinica. Infatti, la formulazione a lysolipid contenente termosensibile liposomi di doxorubicina, noto come LTSL-DOX, ha ora raggiunto valutazione clinica 7. Recenti dati clinici con LTSL-DOX ha dimostrato che il protocollo per la consegna di calore è un fattore critico che può influenzare pesantemente i risultati del paziente 8. Negli esseri umani, trasduttori a radiofrequenza, microonde, laser e ultrasuoni sono utilizzati per applicare l&#39;ipertermia locale nei siti tumorali 9. In studi preclinici che richiedono riscaldamento di tumori sottocutanei, cateteri riscaldamento 10,11 e bagni di acqua 12,13 sono più spesso utilizzati. In questo manoscritto, si introduce un nuovo metodo per riscaldare tumori sottocutanei utilizzando una configurazione personalizzata progettata riscaldamento basato su laser, che consente riscaldamento più conformazionale del volume del tumore. Utilizzando MR ma compatibileteriali, la configurazione è abbastanza piccolo da stare dentro il foro di un piccolo animale imager MR, consentendo il monitoraggio in tempo reale delle variazioni di temperatura del tessuto durante il riscaldamento del laser. Il mezzo di contrasto MR, gadoteridolo (Gd-HP-DO3A), è stato co-incapsulato con CDDP in una formulazione liposomiale termosensibile di CDDP (HTLC), noto come Gd-HTLC, in tempo reale MR monitoraggio e la valutazione del calore guidata dalle immagini rilascio del farmaco -activated e la convalida del protocollo di riscaldamento. I nostri risultati dimostrano che l&#39;apparecchio di riscaldamento basato su laser attivato efficacemente il rilascio di agenti incapsulati dalla formulazione Gd-HTLC mentre vengono monitorati attraverso RM.

<table><tbody><tr><td>Evaporatore rotante</td><td>Heidolph Instruments GmbH & Co.KG</td><td>Laborota 4000</td><td></td></tr><tr><td>Estrusore ad alta pressione</td><td>Northern Lipids Inc.</td><td>T.001</td><td>10 ml thermobarrel Termocriostato</td></tr><tr><td></td><td>VWR International LLC.</td><td>11305</td><td>Collegato all'estrusore</td></tr><tr><td>Filtro a membrana in policarbonato</td><td>Whatman</td><td>110605; </td><td></td>110606</tr><tr><td>Calorimetro a scansione differenziale (DSC)</td><td>TA Instruments</td><td>Q100</td><td></td></tr><tr><td>Spettrometro a emissione atomica al plasma accoppiato induttivamente (ICP-AES)</td><td>PerkinElmer</td><td>Optima 7300DV</td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer</td><td>Malvern Instruments Ltd.</td><td>Incubatore cellulare Nano-ZS</td><td></td></tr><tr><td></td><td>NuAire Inc.</td><td>NU-5800</td><td></td></tr><tr><td>Applicatore di clip per ferite Autoclip</td><td>Becton Dickinson</td><td>427630</td><td></td></tr><tr><td>Dispositivo di rimozione per clip per ferite Autoclip</td><td>Becton Dickinson</td><td>427637</td><td></td></tr><tr><td>Clip per ferite</td><td>Becton Dickinson</td><td>427631</td><td>9 mm</td></tr><tr><td>763 nm Dispositivo laser</td><td>Biolitec</td><td>Ceralas CD 403</td> Sonda <td></td></tr><tr><td>laser</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>FT400EMT</td><td>Con connettori SMA e a fessura piatta</td></tr><tr><td>Spectralon (illuminatore)</td><td>Labsphere Inc.</td><td>FAST-SL-5CMX5CM</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>CSTM-SL-5CMX5CM</td><td></td></tr><tr><td>Sistema di imaging a risonanza magnetica prelinica (RM) da 7 Tesla</td><td>Bruker Corporation</td><td>Biospec 70/30</td><td></td></tr><tr><td>Sensore di temperatura in fibra ottica</td><td>LumaSense Technologies Inc.</td><td>Luxtron FOT Lab Kit</td><td></td></tr><tr><td>Sfera di integrazione</td><td>Newport Corporation</td><td>819C</td><td></td></tr><tr><td>Misuratore di potenza ottica</td><td>Newport Corporation</td><td>1830-R</td><td></td></tr></tbody></table>

appositamente studiata apparecchi di riscaldamento a base laser per la release innescata di cisplatino da termosensibile liposomi con risonanza magnetica guidance immagine

Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance

I liposomi sono stati impiegati come sistemi di drug delivery a bersaglio tumori solidi attraverso lo sfruttamento della permeabilità potenziata e ritenzione (EPR) effetto risultante in una significativa riduzione tossicità sistemica. Tuttavia, il rilascio insufficiente di droga incapsulato da liposomi ha limitato l&#39;efficacia clinica. Liposomi termosensibili sono stati progettati per fornire rilascio sito-specifica di farmaco per superare il problema del tumore limitato droga biodisponibilità. Il nostro laboratorio ha progettato e sviluppato una formulazione calore attivato termosensibile liposomi di cisplatino (CDDP), noto come HTLC, per fornire rilascio innescata di CDDP a tumori solidi. Consegna attivati ​​calore in vivo è stata ottenuta in modelli murini utilizzando un apparecchio di riscaldamento basato sul laser su misura che fornisce un modello di riscaldamento conforme al sito del tumore come confermato da MR termometria (MRT). Un dispositivo di monitoraggio della temperatura in fibra ottica è stato usato per misurare la temperatura in tempo realedurante l&#39;intero periodo di riscaldamento con regolazione linea di erogazione di calore alternando la potenza del laser. Drug delivery è stata ottimizzata in risonanza magnetica (MR) orientamento dell&#39;immagine co-incapsulamento di un agente di contrasto MR (cioè, gadoteridolo) insieme con CDDP nei liposomi termosensibili come mezzo per convalidare il protocollo di riscaldamento e di valutare l&#39;accumulo tumore. Il protocollo di riscaldamento costituito da un periodo di preriscaldamento di 5 min prima della somministrazione di HTLC e 20 min riscaldamento post-iniezione. Questo protocollo riscaldamento provocato efficace rilascio degli agenti incapsulati con la massima variazione del segnale MR osservato nel tumore riscaldata rispetto al tumore non riscaldata e muscolare. Questo studio ha dimostrato l&#39;applicazione di successo degli apparecchi di riscaldamento a base di laser per lo sviluppo preclinico liposomi termosensibile e l&#39;importanza di convalida MR-guidata del protocollo di riscaldamento per l&#39;ottimizzazione della consegna della droga.

I liposomi HTLC sono prodotti utilizzando metodi comuni, tra cui la formazione del film lipidico, l&#39;idratazione, l&#39;estrusione e la dialisi. Durante le fasi che coinvolgono CDDP, si deve usare cautela non esporre CDDP a qualsiasi materiale di alluminio, come CDDP sarà disattivato attraverso la formazione di un deposito nero. Un esempio di HTLC è mostrato in Figura 3. Le caratteristiche chimico-fisiche dei HTLC sono stati riassunti in un manoscritto recentemente pubblicato sul...

Apparecchiatura compatibile MRI progettato su misura basato sul laser riscaldamento è stato sviluppato per fornire riscaldamento locale di tumori sottocutanei per attivare il rilascio di agenti di liposomi termosensibili specificamente alla regione tumorale.

Appositamente studiata apparecchi di riscaldamento a base laser per la Release Innescata di Cisplatino da termosensibile liposomi con Risonanza Magnetica Guidance Immagine

Liposomes have been employed as drug delivery systems to target solid tumors through exploitation of the enhanced permeability and retention (EPR) effect ...

L'obiettivo generale di questa procedura è dimostrare il funzionamento di un apparato termico personalizzato basato su laser, utilizzabile per riscaldare localmente tumori sottocutanei al fine di somministrare una formulazione di liposomi attivati termicamente. Questo viene realizzato innanzitutto preparando la formulazione HTLC mediante formazione di un film lipidico, idratazione con estrusione e dialisi. Nel secondo passaggio, un topo donatore viene inoculato con cellule di carcinoma della cervice uterina.Dopo quattro o cinque settimane, il tumore viene escisso, tagliato in frammenti e impiantato singolarmente in un topo ricevente. Nell'ultima fase, il tumore nel topo ricevente viene riscaldato localmente a 42 gradi Celsius mediante un sistema di riscaldamento basato su laser. L'apparecchiatura di riscaldamento basata su laser è compatibile con la risonanza magnetica, il che consente il monitoraggio delle variazioni di temperatura nei tessuti durante l'erogazione della luce, ed è anche di dimensioni ridotte e portatile, permettendo un riscaldamento semplice ed efficace del tumore all'interno del foro del tomografo per animali di piccola taglia.Alla fine, il rilascio attivato dal calore dell'HTLC termo-sensibile può essere monitorato mediante imaging a risonanza magnetica in tempo reale. I principali vantaggi di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come l'utilizzo di un bagno termostatato e di un catetere riscaldante, sono che il nostro metodo fornisce un approccio conformale per somministrare calore al tumore entro uno o due minuti dall'inizio del trattamento termico e permette di aggiustare in tempo reale la potenza del laser, riducendo al minimo le fluttuazioni di temperatura durante l'intervento. Abbiamo avuto per la prima volta l'idea di questo metodo quando abbiamo iniziato a condurre studi in vivo con la nostra formulazione di liposomi termo-sensibili HTLC.Abbiamo riscontrato che i metodi esistenti non erano in grado di fornire in modo efficiente un riscaldamento locale di un tumore sottocutaneo. Le procedure di preparazione dei liposomi saranno dimostrate da Myung, uno studente di dottorato del mio laboratorio. Per preparare i liposomi, iniziare mescolando la miscela lipidica appena preparata con la miscela lipidica del farmaco appena preparata, seguita da un'idratazione di un'ora con vorticosità ogni 15-20 minuti mentre la miscela lipidica si sta idratando. Assemblare l'estrusore da 10 millilitri con due pile di filtri in policarbonato da 200 nanometri, collegare il cilindro termico dell'estrusore a un bagno di acqua circolante impostato a 70 gradi Celsius e collegare il dispositivo a una bombola di azoto compresso.Immediatamente dopo l'idratazione, trasferire i lipidi nella camera dell'estrusore e aprire il flusso di azoto. Quindi, a una pressione di 200 PSI, estrudere i liposomi attraverso le membrane, raccogliendoli in un tubo conico da 50 millilitri posizionato nel bagno d'acqua a 70 gradi Celsius. Dopo aver estruso i liposomi cinque volte, smontare il dispositivo e rimontarlo con due pile di filtri in policarbonato da 100 nanometri.Impostare la pressione a 400 PSI ed estrudere i liposomi 10 volte come appena dimostrato. Raccogliere i liposomi dall'ultima estrusione in un tubo conico da 15 millilitri permette ai liposomi di raffreddarsi alla temperatura ambiente, seguito dalla precipitazione del cisplatino insolubile mediante centrifugazione; quindi dializzare i liposomi tutta la notte contro soluzione salina allo 0,9% in tubi da dialisi con cutoff di peso molecolare a 15.000 in condizioni sterili. Per impiantare lo xenotrapianto del tumore cervicale, raccogliere 180 me di cellule da una coltura al 90% confluenti e contare il numero di cellule di carcinoma della cervice vitali mediante emo.Successivamente, diluire le cellule a un milione di cellule per 100 microlitri. Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati eseguiti presso il centro di innovazione Star; inoculare topi skit femmina mediante iniezione intramuscolare nel muscolo gastrocnemio dell'arto posteriore utilizzando un calibro, misurare le dimensioni del tumore risultante fino a quando i tumori non raggiungono una lunghezza massima compresa tra 9 e 12 millimetri. Quindi escindere il tumore dal topo donatore e tritarlo in frammenti di due-tre millimetri cubi.Rasare ora l'arto posteriore sinistro dell'animale ricevente ed effettuare un'incisione sulla pelle nuda. Inserire un frammento del tumore donatore per via sottocutanea attraverso l'incisione e utilizzare uno o due clip chirurgici per chiudere la pelle tre a cinque giorni dopo l'impianto. Rimuovere le clip e lasciare crescere il tumore per due o tre settimane prima di eseguire il trattamento termico.Per prima cosa, collegare un'estremità di una fibra laser al dispositivo laser e l'altra estremità all'illuminatore. Successivamente, inserire un catetere di iniezione da 27 gauge nella vena laterale della coda di un topo ricevente anestetizzato, seguito dall'inserimento di un catetere da 22 gauge al centro del tumore. Quindi, posizionare una sonda ottica per la misurazione della temperatura all'interno del catetere cavo per monitorare eventuali variazioni di temperatura e coprire l'intero tumore con l'illuminatore. Fine.Impostare la potenza a 0,8-1 watt, quindi accendere il laser e attendere l'aumento della temperatura, regolando manualmente la potenza del laser durante il trattamento tra 0,1 e 0,8 watt per mantenere la temperatura del tumore a 42 gradi Celsius, come illustrato in questa immagine di una sezione trasversale di un tumore sottoposto a trattamento termico. Assumendo una potenza totale di un watt, la massima densità di flusso in qualsiasi punto del tumore è di 70 milliwatt per centimetro quadrato, con la densità di flusso nel tumore alla profondità della pelle che misura il 50% della densità di flusso massima, come confermato dallo spostamento della frequenza di risonanza protonica nella termometria a risonanza magnetica durante il riscaldamento. L'utilizzo del sistema di riscaldamento basato sul laser genera una mappa di distribuzione della temperatura relativamente uniforme, mostrata nell'immagine, che traccia la variazione di temperatura relativa rispetto a una misurazione di riferimento assoluta acquisita prima del riscaldamento mediante la sorgente puntuale. Il tumore riscaldato mostra l'aumento di segnale relativo più elevato rispetto al muscolo turt non riscaldato dopo la somministrazione di gad HTLC, come determinato dall'analisi del segnale di risonanza magnetica, mantenendo tale segnale fino al termine del periodo di riscaldamento. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere allestita in meno di 15 minuti se eseguita correttamente, fornendo uno strumento prezioso per la valutazione preclinica di formulazioni di liposomi termosensibili.Ricordare che lavorare con un laser di classe quattro può essere estremamente pericoloso e che precauzioni come l'uso di occhiali di protezione devono sempre essere adottate durante l'esecuzione di questa procedura.

custom-designed-laser-based-heating-apparatus-for-triggered-release

Research

Ricerca

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingegneria

Inizia con un paziente umano anestetizzato con un cranio esposto. Al paziente viene diagnosticato un tumore intracranico.Forare il cranio esposto per creare un foro, generando un punto di accesso.Utilizzando la guida stereotassica, inserire una fibra di diffusione laser o LDF lungo il percorso predeterminato e fissarla in posizione.Trasferire il paziente su uno scanner MRI e collegare l'LDF a una sorgente laser.Acquisisci immagini MRI da più angolazioni per visualizzare il percorso delle fibre...

Terapia termica interstiziale laser per l'ablazione intracranica del tumore in un paziente umano

Abbiamo sviluppato nuovi nanovesicles multifunzionali intrinseche chiamati porphysomes, che hanno struttura-dipendente fluorescenza auto-estinzione e le proprietà fototermiche uniche, fungendo così gli agenti di terapia fototermica come potenti. Abbiamo formulato porphysomes utilizzando estrusione ad alta pressione e studiato l'efficacia della terapia photothermal in un modello di tumore xenotrapianto.

One Minute, Sub-One-Watt Photothermal ablazione del tumore Utilizzando Porphysomes, intrinseca multifunzionale nanovesicles

Questo protocollo descrive un metodo di preparazione semplice per nanoparticelle di oro integrato liposomi foto-reattivo con i materiali disponibili commercialmente. Viene inoltre illustrato come misurare il processo di cavitazione di microbolle dei liposomi sintetizzati sul trattamento di laser pulsato.

Sintesi di nanoparticelle d&#39;oro liposomi Integrated Photo-reattiva e la misurazione del loro microbolle cavitazione su impulso laser di eccitazione

Il protocollo presenta i parametri ottimizzati per la preparazione di liposomi termosensibili utilizzando il dispositivo microfluidico a spina di pesce sfalsato. Questo permette anche co-incapsulazione di doxorubicina e verde indocianina nei liposomi e il rilascio fototermico innescato di doxorubicina per il rilascio di droga controllato / innescato.

Produzione microfluidica di liposomi sensibili alla temperatura contengono lysolipid

Qui viene presentato un protocollo per la fabbricazione di microbolle a guscio di nanoparticelle di ossido di ferro (NSM) attraverso l'autoassemblaggio, la sinergizzazione della reattività magnetica, acustica e ottica in un'unica piattaforma nanoterapeutica per l'ipertermia magnetica e la terapia del cancro combinata fototermica.

Microbolle magnetiche, acustiche e ottiche a tripla risposta per ipertermia magnetica e terapia del cancro combinata pototermica

Questo protocollo presenta le tecniche e la metodologia necessarie per la consegna accurata dell'ipertermia delle nanoparticelle magnetiche utilizzando un sofisticato sistema di consegna e monitoraggio.

Somministrazione in vitro e in vivo dell'ipertermia magnetica con nanoparticelle utilizzando un sistema di consegna personalizzato

Presentato qui è un protocollo per utilizzare l'ipertermia controllata, generata da ultrasuoni focalizzati ad alta intensità guidati da risonanza magnetica, per innescare il rilascio di farmaci da liposomi sensibili alla temperatura in un modello murino di rabdomiosarcoma.

Ipertermia generata da ultrasuoni focalizzati ad alta intensità guidata da risonanza magnetica: un metodo di trattamento fattibile in un modello di rabdomiosarcoma murino

Il metodo di puntura termoplasmonica integra microscopia confocale, pinzette ottiche e nanoparticelle d'oro per studiare le risposte proteiche durante la riparazione della membrana plasmatica nelle cellule e nelle vescicole unilamellari giganti. La tecnica consente una puntura di membrana rapida e localizzata, consentendo l'identificazione di proteine chiave e dei loro ruoli funzionali nell'intricato meccanismo di riparazione della membrana plasmatica.

Un approccio termoplasmonico per lo studio della riparazione della membrana plasmatica in cellule viventi e membrane modello

Il glioblastoma è una forma devastante di cancro cerebrale primario e la terapia termica interstiziale laser sta emergendo come una promettente alternativa alla resezione chirurgica convenzionale per il glioblastoma inoperabile. Questo protocollo descrive un modello murino preclinico ottimizzato che può essere utilizzato per studiare gli effetti del trattamento o trattamenti adiuvanti e combinatori.

Un modello murino immunocompetente per la terapia termica interstiziale laser del glioblastoma

Questo protocollo presenta le tecniche e la metodologia necessarie per la terapia ipertermica mirata in modelli di tumori solidi. L'approccio sfrutta la conversione fototermica della luce nel vicino infrarosso mediante nanobarre d'oro iniettate per via intratumorale per indurre un riscaldamento localizzato all'interno del microambiente tumorale.

Induzione di una lieve ipertermia mirata in modelli di tumore murino attraverso la conversione fototermica della luce nel vicino infrarosso mediante nanobarre d'oro intratumorali

Impara a utilizzare un apparecchio di riscaldamento a laser compatibile con MRI per attivare il rilascio di cisplatino da liposomi termosensibili in tumori sottocutanei di carcinoma cervicale. Questo metodo consente il monitoraggio in tempo reale della temperatura.

Appositamente studiata apparecchi di riscaldamento a base laser per la Release Innescata di Cisplatino da termosensibile liposomi con Risonanza Magnetica Guidance Immagine (Video) | JoVE Journal

Appositamente studiata apparecchi di riscaldamento a base laser per la Release Innescata di Cisplatino da termosensibile liposomi con Risonanza Magnetica Guidance Immagine

Esplora altri video