Method Article

Monster extractie en gelijktijdige chromatografische kwantificatie van Doxorubicine en mitomycine C na Drug Delivery van de combinatie in nanopartikels met Tumor-dragende muizen

DOI:

10.3791/56159

⸱

October 5th, 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Pharmaceutical Sciences, University of Toronto, 2Departments of Medical Biophysics and Radiation Oncology, University of Toronto, Ontario Cancer Institute, University Health Network

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol beschrijft een efficiënte en handige analytische proces van extractie van het monster en gelijktijdige bepaling van meerdere drugs, Doxorubicine (DOX), mitomycine C (MMC) en een cardio-toxisch DOX metaboliet, doxorubicinol (DOXol), in de biologische monsters uit een preklinische borst tumor model behandeld met nanoparticle formuleringen van synergetische drug combinatie.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Combinatie chemotherapie wordt vaak gebruikt in de kliniek voor de behandeling van kanker; echter kunnen bijbehorende nadelige effecten op de normale weefsel beperken het therapeutisch nut hebben. Nanoparticle gebaseerde drug combinatie is aangetoond dat het verminderen van de problemen van gratis drug combinatietherapie. Onze vorige studies hebben aangetoond dat de combinatie van twee geneesmiddelen, Doxorubicine (DOX) en mitomycine C (MMC), een synergie-effect tegen beide RattenUitrustingen geproduceerd en menselijke borstkanker cellen in vitro. DOX en MMC mede geladen polymeer-lipide hybride nanodeeltjes (DMPLN) overgeslagen verschillende efflux vervoerder pompen die multidrug resistentie en aangetoonde verbeterde werkzaamheid in borst tumor modellen verlenen. Vergeleken met conventionele oplossing vormen, werd deze superieure werkzaamheid van DMPLN toegeschreven aan de gesynchroniseerde farmacokinetiek van DOX en MMC en verhoogde intracellulaire drug biologische beschikbaarheid binnen de tumorcellen ingeschakeld door de nanocarrier PLN.

Om te evalueren van de farmacokinetiek en bio-distributie van samen toegediend DOX en MMC in zowel gratis oplossing en nanoparticle vormen, een eenvoudige en efficiënte multi geneesmiddelenanalyse-methode met behulp van reverse-fase hoge prestatie vloeibare chromatografie (HPLC) was ontwikkeld. In tegenstelling tot de eerder gemelde methoden die DOX of MMC afzonderlijk geanalyseerd in het plasma, is deze nieuwe HPLC-methode kunnen gelijktijdig kwantificeren DOX, MMC en een grote cardio-toxisch DOX metaboliet, doxorubicinol (DOXol), in verschillende biologische matrices ( bijvoorbeeld volbloed, borst tumor en hart). Een dubbele TL- en UV absorberend sonde 4-methylumbelliferone (4-MU) werd gebruikt als een interne standaard (I.S.) voor one-step detectie van meerdere geneesmiddelenanalyse met verschillende detectie golflengtes. Deze methode werd succesvol toegepast om te bepalen van de concentraties van DOX en MMC geleverd door zowel de nanoparticle als de oplossing benaderingen in volbloed en verschillende weefsels in een orthotopic borst tumor lymfkliertest model. De analytische methode gepresenteerd is een nuttig hulpmiddel voor pre-klinische analyse van de nanoparticle gebaseerde levering van drug combinaties.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chemotherapie is een primaire behandeling modaliteit voor vele vormen van kanker, maar het is vaak geassocieerd met ernstige bijwerkingen en beperkte doeltreffendheid als gevolg van resistentie tegen geneesmiddelen en andere factoren1,2,3. Ter verbetering van het resultaat van de chemotherapie zijn drug combinatie regimes toegepast in de kliniek op basis van overwegingen, zoals niet-overlappende toxicities, verschillende mechanismen voor drug actie, en niet-cross drug weerstand4,5 , 6. in klinische proeven, een betere respons van de tumor werd vaak waargenomen met behulp van gelijktijdig toegediend drug combinaties in vergelijking met een regime van sequentiële drug levering7,8. Nochtans, als gevolg van sub-optimale bio-distributie van gratis drug formulieren, gelijktijdige injectie van meerdere drugs kan veroorzaken prominente normale weefsel toxiciteit die opweegt tegen het therapeutisch effect9,10,11. Nanocarrier gebaseerde drug delivery is gebleken om de farmacokinetiek en bio-distributie van ingekapselde drugs, verbetering van de tumor-gerichte accumulatie12,13,14te wijzigen. Zoals besproken in onze recente artikelen, nanodeeltjes samen geladen met synergetische drug combinaties is gebleken dat de mogelijkheid om te verzachten de problemen door gratis drug combinaties, door hun gecontroleerde temporele en ruimtelijke co levering van meerdere geneesmiddelen om tumor weefsel, waardoor de drug van de synergetische effecten tegen kanker cellen4,15,16. Dientengevolge, zijn superieure therapeutische werking en lage toxiciteit aangetoond in beide pre-klinische en klinische studies4,17,18.

Onze vorige in vitro studies gevonden dat de combinatie van twee geneesmiddelen, Doxorubicine (DOX) en mitomycine C (MMC), een synergie-effect tegen verschillende borst kanker cellen lijnen geproduceerd en, bovendien, CO laden DOX en MMC binnen polymeer-lipide hybride nanodeeltjes (DMPLN) heeft verschillende kruisresistente bijbehorende efflux pompen (bijvoorbeeld P-glycoproteïne en borst kanker resistente eiwit)19,20,21overwonnen. In vivo, DMPLN ingeschakeld ruimtelijke-temporele co levering van DOX en MMC naar sites van de tumor en verhoogde biologische beschikbaarheid van drugs in kankercellen, zoals aangegeven door matiging van de vorming van de DOX metaboliet doxorubicinol (DOXol)22. Dientengevolge, verbeterd de DMPLN tumor cel apoptosis, tumor groeiremming en langdurige gastheer overleven in vergelijking met gratis DOX en MMC combinatie of een liposomaal DOX formulering22,23,24, 25.

Analyseren van de werkelijke hoeveelheid drugs mede geleverd door een nanocarrier is van cruciaal belang voor het ontwerpen van effectieve nanoparticle formuleringen. Veel methoden zijn ontwikkeld om te analyseren van het plasma niveau van één DOX of MMC doses met behulp van hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) alleen of in combinatie met de Spectrometrie van de massa (MS)26,27,28 , 29 , 30 , 31 , 32 , 33 , 34. deze methoden zijn echter vaak tijdrovend en onpraktisch voor combinatietherapie zoals een groot aantal biologische monsters apart worden voorbereid voor de analyse van meerdere drugs moet (soms met inbegrip van drug metabolieten). Naast de binding aan eiwitten sterk plasma van DOX en MMC hebben rode bloedcellen ook een grote capaciteit om te binden en het concentreren van vele geneesmiddelen35,36. Dus, plasma analyse voor DOX of MMC kan het verduisteren van werkelijke bloed drug concentraties. Het huidige werk (Figuur 1) beschrijft een eenvoudige en robuuste meerdere drug methode voor de analyse met behulp van omgekeerde fase HPLC gelijktijdig uitpakken en kwantificeren van DOX, MMC en de DOX metaboliet doxorubicinol (DOXol) van volbloed en verschillende weefsels ( bijvoorbeeld tumoren). Het is met succes toegepast om te bepalen van de farmacokinetiek en de bio-distributie van DOX en MMC en de vorming van DOXol na drug levering via gratis oplossingen of nanoparticle vormen (dat wil zeggen, DMPLN en Liposomale DOX) in een orthotopically lymfkliertest borst-tumor muismodel geïmplanteerd na intraveneuze (IV) injectie22.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

alle dierproeven werden goedgekeurd door het dier Care Comité van University Health Network op de Ontario Cancer Institute en uitgevoerd in overeenstemming met de Canadese Raad op Animal Care Guidelines.

1. biologische bereiding van de monsters

  1. verzamelen van de volbloed, belangrijke organen, en borst tumor op vooraf bepaalde tijdstippen na intraveneuze (i.v.) toediening van drug-bevattende formuleringen (b.v. DMPLN, Liposomale DOX)
    1. een borst tumor-dragende muis i.v. injecteren met een bereid drug-bevattende formulering.
    2. Anesthetize van de muis op de aangewezen tijd-punten (bijvoorbeeld, 15 min) door het geven van inhaleerbare 2% Isofluraan in een afgesloten kamer.
    3. De narcose muis op zijn rug leggen en zijn neus doorverbonden met een neusstuk die voortdurend 2% Isofluraan levert.
      Opmerking: Om ervoor te zorgen dat de muis diepe verdoving ondergaat, zachtjes knijpen fore ledematen van de muis en de look voor elke twitching beweging.
    4. Grondig reinigen van de borst en buik regio's met behulp van 70% ethanol en voer vervolgens een terminal procedure van cardiale punctie op de diepe narcose muizen met behulp van een injectiespuit 1 mL EDTA en een 23 G naald.
    5. Collect de volbloed in een gelabelde Natrium heparine gespoten kunststof buis en zachtjes swirl de buis om ervoor te zorgen het verzamelde bloed komt in aanraking met de gecoate heparine van de buiswand. Verzamel minimaal 50 µL van volbloed. Houd altijd de monsters op ice.
    6. Tape alle vier ledematen van de muis te beveiligen en open de buikholte en de ribbenkast voor de muis met behulp van een paar van schaar en pincet. De darmen naar de zijkant verschuiven en druk op de lever omhoog om voldoende bloot de ader van de portal. Snijd de ader van de portal voor de afvoer van bloed.
    7. Perfuse het lichaam van de hele muis met 50 mL ijskoud 0,9% zoutoplossing door het hart met een 10 mL injectiespuit met een naald van 25 G.
      Opmerking: Het buigen van de naald bij 90° voor de begeleiding van de injectiespuit in het portal ader.
    8. Accijnzen organen in de volgende volgorde: hart, Long, lever, milt, nieren. Weer, de tumor van de borst worden gescheiden van het omliggende bindweefsel met behulp van een paar incisie schaar op de juiste borstklier vet pad van de muis. Verzamelen van alle organen afzonderlijk in 1,5 mL polypropyleen buizen en snel bevriezen ze in vloeibare stikstof.
      ​ Opmerking: de galblaas scheiden van de lever.
    9. De volbloed bij 4 ° C en verwijderde weefsels bewaren in de vriezer-80 ° C tot latere HPLC analyse.
  2. Uittreksel DOX, MMC en DOXol van biologische matrices.
    1. Weeg alle bevroren ontleed weefsels snel en ze vervolgens overbrengen naar een 13 mL afgerond-onderkant conische buis. Om te voorkomen dat mogelijke drug metabolisme of afbraak, houd de monsters op ice.
    2. 1-5 mL lysisbuffermengsel ijskoude cel toevoegen in de buis.
      Opmerking: De omvang van de buffer te gebruiken hangt af van het gewicht van de weefsel op basis van de verhouding van de weefsel-buffer van 1 g: 5 mL (w/v); voor kleine organen, zoals hart en milt, de verhouding is 1 g: 2 mL.
    3. Een beweging omhoog / omlaag lijn kunt meng de weefselsteekproeven op ijs met een snelheid van 18.000 rpm met behulp van een elektrische hand-homogenizer.
      Opmerking: Voltooide homogenisering vereist ongeveer 3 tot 5 herhalingen van een korte homogenisering proces van minder dan 15 s, gevolgd door weefsel koeling over ijs tussen elke korte homogenisering.
    4. Wassen van de 10 mm saw-tooth generator sonde van de homogenizer met gedestilleerd gedeïoniseerd (DDI) H 2 O, 70% ethanol en vervolgens DDI H 2 O tussen elk weefsel monster te voorkomen van kruisbesmetting.
    5. Breng 50 µL van weefsel homogenaat of volbloed in een 1,5 mL polypropyleen micro-centrifuge buis en spike met 5 µL van een interne standaard (I.S.) 4-methylumbelliferone (4-MU) (2000 ng/mL) in de buis.
      Opmerking: 4-MU oplossing in methanol hier opgesteld.
    6. Voeg toe 250 µL van een ijskoude extractievloeistof in het buisje met volbloed of weefsel homogenaat.
      Opmerking: De extractievloeistof bestaat uit 60% acetonitril (ACN) en 40% ammoniumacetaat (5 mM) met pH aangepast aan de pH = 3,5 met behulp van 0,05% mierenzuur. Gebruik van een 1:5 (v/v) voorbeeld: extractievloeistof aan volumeverhouding.
    7. Krachtig het mengsel gedurende 2 minuten, centrifuge op 3.000 x g kracht bij 4 o C voor 10 min en Pipetteer 200 µL supernatant in een andere vooraf gekoelde verse micro-centrifuge buis vortex.
    8. Evaporate supernatant bij 60 ° C onder een trage stroom van stikstofgas met bescherming tegen licht.
    9. Reconstrueren van het droge residu met 100 µL van ijskoude methanol, krachtig vortex voor 30 s en centrifuge bij 3000 x g bij 4 ° C voor een andere 5 min.
    10. Breng de bovendrijvende substantie in een HPLC flacon invoegen en plaatsen van monster flesjes in de lade van een autosampler voor injectie.

2. HPLC-instrumentatie en bewerkingsparameters

  1. bereiden HPLC mobiele fase met consistente reproduceerbaarheid
    1. 500 mL HPLC-grade H 2 O met behulp van een gegradueerde cilinder meten.
    2. Meten van HPLC-grade acetonitril (ACN) met behulp van een aparte afgestudeerd cilinder 500 mL.
    3. Voeg voorzichtig 0,5 mL trifluorazijnzuur (TFA) (Let op) in elk 500 ml H 2 O en ACN te verkrijgen van de mobiele fase van H 2 O en ACN met 0,1% TFA, respectievelijk.
      Opmerking: TFA is bijtende en giftige en onder een zuurkast laboratorium moet worden behandeld. Alle mengsels van oplosmiddelen zijn bereid bij kamertemperatuur.
    4. Filter mobiele fasen door een membraanfilter van nylon met een 0,45 µm porie grootte en breng dit in een schone HPLC reservoir flessen.
  2. Set-up HPLC instrumentatie voor simultane detectie van DOX, MMC, en DOXol en I.S. 4-MU.
    1. Zet de kleurovergang pomp, ambtshalve gasser, auto-sampler, fotodiode array detector en multi λ fluorescentiedetector.
    2. Input van de oorspronkelijke voorwaarden van de mobiele-fase samenstelling naar 16,5% H 2 O (0,1% TFA) en 83,5% ACN (0,1% TFA) (v/v).
    3. Set van de UV-detector op twee kanalen, één voor één 310 nm voor 4-MU (I.S.) en anderzijds op 360 nm voor MMC.
    4. De fluorescentiedetector ingesteld op twee kanalen, één voor één λ ex / λ em = 365/445 nm voor 4-MU en de andere op λ ex / λ em = 480 nm/560 nm voor DOX en DOXol, respectievelijk.
    5. Instellen van een isocratic debiet van 1,0 mL/min.
    6. Een voorgeïnstalleerde omgekeerde fase C 18 kolom (4.6 mm x 250 mm, 5 µm) bij kamertemperatuur gedurende 10 minuten basislijn verantwoordelijkzijnvoor equilibreer.
  3. Scheiden van drugs (DOX, MMC, DOXol en 4-MU) met kleurovergang mobiele-fase voorwaarde.
    1. Injecteren 15 µL van uitgepakte en opnieuw geconcentreerd monsters met behulp van de auto-sampler.
    2. Geleidelijk veranderen de eerste voorwaarde van de mobiele fase (zie protocol stap 2.2.2) tot 100% ACN (0,1% TFA) meer dan 18 min met behulp van de geautomatiseerde kleurovergang pomp.
      Opmerking: Tijdens het scheidingsproces, vier kanalen (twee UV-absorberend en twee TL) verschijnen gelijktijdig met elk kanaal een drug samengestelde weergeven (Zie Protocol stap 2.2.3 en 2.2.4).
    3. 100% van ACN handhaven (0,1% TFA) voor 1 min en vervolgens terugkeren naar de voorwaarde van de eerste mobiele fase binnen 1 min.
    4. Opnieuw de conditie van de kolom met de eerste mobiele fase stroom snelheid van 1,5 mL/min voor 4 min voor de volgende monster injectie.

3. Validatie van de HPLC

  1. bereiden arbeidsnormen van DOX, MMC en DOXol en 4-MU (I.S.).
    1. Weigh afzonderlijk 1 mg van DOX en MMC drug poeder (voorzichtig) en 4-MU op een klein gewicht van papier (3 x 3 inch 2) frisse.
      Opmerking dat alle antikanker geneesmiddelen worden beschouwd als een gevaar voor de gezondheid die acute toxiciteit en geslachtscellen mutageniteit op inademing of inslikken veroorzaken kan. Zij moeten voorzichtig worden omgegaan met handschoenen en maskers.
    2. De gewogen DOX, MMC en 4-MU overzetten naar een nieuwe afzonderlijke 1,5 mL polypropyleen micro-centrifuge buis.
    3. , Voeg 1 mL van methanol en vortex kort te verkrijgen van 1 mg/mL concentratie van DOX en MMC.
    4. Voeg 1 mL methanol in een flesje dat vooraf gewogen 1 mg DOXol (Let op) en vortex kort te verkrijgen van 1 mg/mL concentratie van DOXol.
      Opmerking: DOXol is een metaboliet van cardio-giftig en moet voorzichtig worden omgegaan,.
    5. Pipetteer 20 µL van bereide voorraad oplossingen van DOX, MMC, DOXol en 4-MU in een nieuwe aparte 1,5 mL polypropyleen micro-centrifuge buis en voeg 980 µL van methanol te verkrijgen van een standaard werken van 20 µg/mL van elk medicijn.
    6. Verdun 20 µg/mL DOX, MMC en DOXol gebruik van methanol om te verkrijgen van de arbeidsnormen van 50 ng - 20 µg /mL voor DOX, MMC en DOXol en 2000 ng/mL voor I.S. 4-MU.
    7. Zegel van de dop van de tube van werkende oplossingen met een smal stuk van paraffine film dekking te voorkomen van methanol verdamping, wikkel de hele buis met aluminiumfolie om te voorkomen dat blootstelling aan direct licht en opslag bij -20 ° C.
  2. Bepalen de lineariteit, precisie en nauwkeurigheid van DOX, MMC en DOXol in biologische matrices (dat wil zeggen, volbloed en tumor homogenaat).
    1. Gelijktijdig spike 5 µL van arbeidsnormen van DOX en DOXol (50 ng/mL - 20 µg/mL), MMC (1000 ng/mL - 16 µg/mL), en 4-MU (2 µg/mL) in 50 µL van lege volbloed of weefsel homogenaat in polypropyleen micro-centrifuge buizen naar verkrijgen van de curve van de standaard concentratie variërend van 5-2000 ng/mL voor drug compounds en 200 ng/mL voor 4-MU (I.S.).
    2. Uitvoeren van de drug extractie assay beschreven in Protocol 1.2.
    3. Gebruik lage, gemiddelde en hoge concentraties van DOX en DOXol (50, 500 en 2000 ng/mL) en MMC (100, 1000, 2000 ng/mL) voor intra - en intersite - dag precisie en nauwkeurigheid.
      Opmerking: Bereiden verse standaard concentraties op de dag van analyse.
  3. Analyse van monsters
    1. injecteren 15 µL van het monster met behulp van de auto-sampler.
    2. Geleidelijk veranderen de mobiele fase meer dan 0 tot en met 18 min, verhoging van de samenstelling van ACN over de interval.
    3. Na 18 min, houd de toestand van de mobiele fase 1 min.
    4. Terug te keren naar de oorspronkelijke toestand over de volgende 2 min, dan opnieuw equilibreer gedurende 4 minuten vóór de volgende injectie.
    5. Na elk monster lopen, er rekening mee dat de pieken van de drug compounds met hun retentietijd als volgt worden weergegeven: MMC, DOXol, 4-MU (I.S.) en DOX.
    6. De piekoppervlakte onder de curve (AUC) van drug verbindingen met behulp van HPLC-software integreren.
    7. Berekenen van de AUC verhouding tussen individuele drug samengestelde en I.S. (vergelijking 1) en de standaard curven bereid volgens dezelfde extractie procedures gebruiken om te bepalen van de concentraties van de drug van DOX, MMC en DOXol in DMPLN formulering.
      figure-protocol-1
    8. de drug herstel percentage (vergelijking 2) berekenen door het vergelijken van de concentraties van de drug gereconstitueerd gebruik van methanol uit de extracten van puntige biologische monsters die van de standaard (" nette ") oplossing in methanol van de drug.
      figure-protocol-2

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Twee antikanker geneesmiddelen, DOX en MMC, evenals de DOX metaboliet, DOXol, werden gelijktijdig ontdekt een biologische ongehinderd onder dezelfde toegepaste gradiënt HPLC staat gebruik van 4-MU als de I.S. voor zowel de fluorescentie en UV detectoren. DOX, MMC, DOXol en 4-MU waren goed van elkaar gescheiden met retentietijden van 5.7 min voor MMC, 10.4 min voor DOXol, 10.9 min. voor 4-MU en 11.1 min voor DOX (Figuur 2). Elk medicijn in volbloed en verschil...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vergeleken met andere chromatografische methoden waarmee de detectie van een enkele drug soort tegelijk, vermag het huidige protocol van HPLC kwantificeren gelijktijdig drie drug compounds (DOX, MMC en DOXol) in de matrix dezelfde biologische zonder naar de nood voor wijzigen de mobiele fase. Deze voorbereiding en analyse methode is succesvol toegepast om te bepalen van de farmacokinetiek en bio-verdeling van twee nanoparticle gebaseerde drug afgiftesystemen (dat wil zeggen, Liposomale DOX en DMPLN)

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen concurrerende financiële belangen en belangenconflicten.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs mijn dankbaarheid uitspreken voor de subsidie van de apparatuur van de natuurwetenschappen en de Engineering Research (NSERC) Raad van Canada voor HPLC, de exploitatiesubsidie van de Canadian Institute of Health onderzoek (CIHR) en de Canadian Breast Cancer Research (CBCR) Bondgenootschap aan X.Y. Wu, en de beurs van de Universiteit van Toronto R.X. Zhang en T. Zhang.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Doxorubicin Polymed Theraeutics111023Antikankermedicijn
Mitomycin CPolymed Theraeutics060814Antikankermedicijn
Doxorubicinol (DOXol)Toronto Research ChemicalsD558020Metaboliet van DOX
4-Methylumbelliferone natriumzout Sigma-AldrichM1508Interne standaard
MyristinezuurSigma-Aldrich544-63-8  Materialen voor poly-lipid hybride nanodeeltjes
Polyoxyethyleen (100) stearaatSpectrumM1402Materialen voor poly-lipid hybride nanodeeltjes
Polyoxyethyleen (40) stearaatSigma-AldrichP3440Materialen voor poly-lipid hybride nanodeeltjes
Pluronic F68 (PF68)BASF Corp.9003-11-6Materialen voor poly-lipid hybride nanodeeltjes
Ultrasone behandeling (UP100H)Hielscher, Ultrasound TechnologyNABereiding van nanodeeltjes
Waterbad (ISOTEMP 3016HS)Fisher ScientificNABereiding van nanodeeltjes
Liposomale Doxorubicin  (Caelyx)JanssenGekocht bij de apotheek van het Princess Margaret HospitalKlinisch goedgekeurde nanodeeltjesformulering 
HPLC-grade methanolCaledon Chemicals6701-7-40HPLC mobiele fase samenstelling
HPLC-grade H2OCaledon Chemicals8801-7-40HPLC mobiele fase samenstelling
HPLC-grade acetonitril Caledon Chemicals1401-7-40HPLC mobiele fase samenstelling
TrifluorazijnzuurSigma-Aldrich302031HPLC mobiele fase samenstelling
0,45 μm nylon membraanfilterpapierWhatmanWHA7404004HPLC mobiele fase bereiding
1cc plastic spuitenBecton, Dickinson and Company2606-309659Behandeling injectie
5cc plastic spuitenBecton, Dickinson and Company2608-309646Weefselcollecties
30G 1/2 naaldenBecton, Dickinson and Company305106Behandeling injectie
25G 5/8 naaldenBecton, Dickinson and Company305122Weefselcollecties
Steriele 0,9% zoutoplossingUniversity of Toronto House Brand1011Weefselperfusie
13 ml verrond-bodem conische buis SARSTEDT62.515.006Prolypropyleen, weefselhomogenisatie
Alpha Minimum Essential Medium (MEM) Gibco12571063Celmedium
1 x fosfaatbufferoplossingGibco10010023Weefselhomogenisatie
Triton X-100Sigma-AldrichX100-100 MLWeefselhomogenisatie
MierenzuurCaledon Chemicals1/5/3840Aanpassen pH voor extractie oplosmiddel
Natriumheparine besproeide plastic buisjesBecton, Dickinson and Company367878Bloedverzameling
Analytische weegschaal Sartorius CPA225DNA
pH-meters Fisher Scientific13-637-671accumet BASIC
VortexmixerFisher Scientific02-215-365Vortexing van monsters op gewenste snelheid
1,5 ml  MicrocentrifugebuisFisherbrand2043-05408129Prolypropyleen
Model 1000 homogenisatorFisher Scientific08-451-672Weefselhomogenisatie
Centrifuge 5702REppendorf5702RExtractievoorbereiding
Verwarmd verdampersysteemGlas-ColNASample reconstitutie
HPLC-schroefdraadverduistersDIKMA5320HPLC-monsterinjectie
HPLC-schroefdoppen met PTFE witte siliconen septaDIKMA5325HPLC-monsterinjectie
HPLC Polypropyleen inzet  Agilent Technologies5182-0549Maximaal volume 250 μl, HPLC-monsterinjectie
Xbridge C18 KolomWaters Corporation186003117Geneesmiddelenanalyse
Gradiëntpomp Waters CorporationW600Geneesmiddelenanalyse
AutosamplerWaters CorporationW2707Geneesmiddelenanalyse
Fotodiode arraydetector Waters CorporationW2998Geneesmiddelenanalyse
Multi λ fluorescentiedetector Waters CorporationW2475Geneesmiddelenanalyse
EMPOWER 2Waters CorporationNAGegevensanalysesoftware
WetenschapperMicromathNAFarmacokinetische analyse
Vrouwelijke Balb/c muizenJackson Laboratory001026In vivo
EMT6/WT borstkankercellenVerstrekt door Dr. Ian Tannock; Ontario Cancer InstituteNAIn vivo

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Holohan, C., Van Schaeybroeck, S., Longley, D. B., Johnston, P. G. Cancer Drug Resistance: An Evolving Paradigm. Nat. Rev. Cancer. 13 (10), 714-726 (2013).
  2. Szakacs, G., Paterson, J. K., Ludwig, J. A., Booth-Genthe, C., Gottesman, M. M. Targeting Multidrug Resistance in Cancer. Nat Rev Drug Discov. 5 (3), 219-234 (2006).
  3. Kong, A. -N. T. Inflammation, Oxidative Stress, and Cancer: Dietary Approaches for Cancer Prevention. Kong, A. .N. .T. ., , CRC Press. Florida, USA. (2013).
  4. Zhang, R. X., Wong, H. L., Xue, H. Y., Eoh, J. Y., Wu, X. Y. Nanomedicine of Synergistic Drug Combinations for Cancer Therapy - Strategies and Perspectives. J Control Release. 240, 489-503 (2016).
  5. Webster, R. M. Combination Therapies in Oncology. Nat. Rev. Drug. Discov. 15 (2), 81-82 (2016).
  6. Waterhouse, D. N., Gelmon, K. A., Klasa, R., Chi, K., Huntsman, D., Ramsay, E., Wasan, E., Edwards, L., Tucker, C., Zastre, J., Wang, Y. Z., Yapp, D., Dragowska, W., Dunn, S., Dedhar, S., Bally, M. B. Development and Assessment of Conventional and Targeted Drug Combinations for Use in the Treatment of Aggressive Breast Cancers. Curr Cancer Drug Targets. 6 (6), 455-489 (2006).
  7. Cancello, G., Bagnardi, V., Sangalli, C., Montagna, E., Dellapasqua, S., Sporchia, A., Iorfida, M., Viale, G., Barberis, M., Veronesi, P., Luini, A., Intra, M., Goldhirsch, A., Colleoni, M. Phase Ii Study with Epirubicin, Cisplatin, and Infusional Fluorouracil Followed by Weekly Paclitaxel with Metronomic Cyclophosphamide as a Preoperative Treatment of Triple-Negative Breast Cancer. Clin Breast Cancer. 15 (4), 259-265 (2015).
  8. Masuda, N., Higaki, K., Takano, T., Matsunami, N., Morimoto, T., Ohtani, S., Mizutani, M., Miyamoto, T., Kuroi, K., Ohno, S., Morita, S., Toi, M. A Phase Ii Study of Metronomic Paclitaxel/Cyclophosphamide/Capecitabine Followed by 5-Fluorouracil/Epirubicin/Cyclophosphamide as Preoperative Chemotherapy for Triple-Negative or Low Hormone Receptor Expressing/Her2-Negative Primary Breast Cancer. Cancer Chemother Pharmacol. 74 (2), 229-238 (2014).
  9. Carrick, S., Parker, S., Thornton, C. E., Ghersi, D., Simes, J., Wilcken, N. Single Agent Versus Combination Chemotherapy for Metastatic Breast Cancer. Cochrane Database Syst Rev. 15 (2), 003372(2009).
  10. Cardoso, F., Bedard, P. L., Winer, E. P., Pagani, O., Senkus-Konefka, E., Fallowfield, L. J., Kyriakides, S., Costa, A., Cufer, T., Albain, K. S., Force, E. -M. T. International Guidelines for Management of Metastatic Breast Cancer: Combination Vs Sequential Single-Agent Chemotherapy. J Natl Cancer Inst. 101 (17), 1174-1181 (2009).
  11. Alba, E., Martin, M., Ramos, M., Adrover, E., Balil, A., Jara, C., Barnadas, A., Fernandez-Aramburo, A., Sanchez-Rovira, P., Amenedo, M., Casado, A. Multicenter Randomized Trial Comparing Sequential with Concomitant Administration of Doxorubicin and Docetaxel as First-Line Treatment of Metastatic Breast Cancer: A Spanish Breast Cancer Research Group (Geicam-9903) Phase Iii. J Clinn Oncol. 22 (13), 2587-2593 (2004).
  12. Sadat, S. M., Saeidnia, S., Nazarali, A. J., Haddadi, A. Nano-Pharmaceutical Formulations for Targeted Drug Delivery against Her2 in Breast Cancer. Curr. Cancer Drug Targets. 15 (1), 71-86 (2015).
  13. Devadasu, V. R., Wadsworth, R. M., Ravi Kumar, M. N. V. Tissue Localization of Nanoparticles Is Altered Due to Hypoxia Resulting in Poor Efficacy of Curcumin Nanoparticles in Pulmonary Hypertension. Eur. J. Pharm. Biopharm. 80 (3), 578-584 (2012).
  14. Li, S. D., Huang, L. Pharmacokinetics and Biodistribution of Nanoparticles. Mol. Pharm. 5 (4), 496-504 (2008).
  15. Zhang, R. X., Ahmed, T., Li, L. Y., Li, J., Abbasi, A. Z., Wu, X. Y. Design of Nanocarriers for Nanoscale Drug Delivery to Enhance Cancer Treatment Using Hybrid Polymer and Lipid Building Blocks. Nanoscale. 9 (4), 1334-1355 (2017).
  16. Wang, X., Li, S., Shi, Y., Chuan, X., Li, J., Zhong, T., Zhang, H., Dai, W., He, B., Zhang, Q. The Development of Site-Specific Drug Delivery Nanocarriers Based on Receptor Mediation. J. Control. Release. 193, 139-153 (2014).
  17. Batist, G., Gelmon, K. A., Chi, K. N., Miller, W. H., Chia, S. K., Mayer, L. D., Swenson, C. E., Janoff, A. S., Louie, A. C. Safety, Pharmacokinetics, and Efficacy of Cpx-1 Liposome Injection in Patients with Advanced Solid Tumors. Clin Cancer Res. 15 (2), 692-700 (2009).
  18. Mayer, L. D., Harasym, T. O., Tardi, P. G., Harasym, N. L., Shew, C. R., Johnstone, S. A., Ramsay, E. C., Bally, M. B., Janoff, A. S. Ratiometric Dosing of Anticancer Drug Combinations: Controlling Drug Ratios after Systemic Administration Regulates Therapeutic Activity in Tumor-Bearing Mice. Mol. Cancer Ther. 5 (7), 1854-1863 (2006).
  19. Prasad, P., Cheng, J., Shuhendler, A., Rauth, A. M., Wu, X. Y. A Novel Nanoparticle Formulation Overcomes Multiple Types of Membrane Efflux Pumps in Human Breast Cancer Cells. Drug Deliv Transl Res. 2 (2), 95-105 (2012).
  20. Shuhendler, A. J., Cheung, R. Y., Manias, J., Connor, A., Rauth, A. M., Wu, X. Y. A Novel Doxorubicin-Mitomycin C Co-Encapsulated Nanoparticle Formulation Exhibits Anti-Cancer Synergy in Multidrug Resistant Human Breast Cancer Cells. Breast Cancer Res Treat. 119 (2), 255-269 (2010).
  21. Shuhendler, A. J., O'Brien, P. J., Rauth, A. M., Wu, X. Y. On the Synergistic Effect of Doxorubicin and Mitomycin C against Breast Cancer Cells. Drug Metabol. Drug Interact. 22 (4), 201-233 (2007).
  22. Zhang, R. X., Cai, P., Zhang, T., Chen, K., Li, J., Cheng, J., Pang, K. S., Adissu, H. A., Rauth, A. M., Wu, X. Y. Polymer-Lipid Hybrid Nanoparticles Synchronize Pharmacokinetics of Co-Encapsulated Doxorubicin-Mitomycin C and Enable Their Spatiotemporal Co-Delivery and Local Bioavailability in Breast Tumor. Nanomedicine. 12 (5), 1279-1290 (2016).
  23. Zhang, T., Prasad, P., Cai, P., He, C., Shan, D., Rauth, A. M., Wu, X. Y. Dual-Targeted Hybrid Nanoparticles of Synergistic Drugs for Treating Lung Metastases of Triple Negative Breast Cancer in Mice. Acta Pharmacol Sin. , 1-13 (2017).
  24. Shuhendler, A. J., Prasad, P., Zhang, R. X., Amini, M. A., Sun, M., Liu, P. P., Bristow, R. G., Rauth, A. M., Wu, X. Y. Synergistic Nanoparticulate Drug Combination Overcomes Multidrug Resistance, Increases Efficacy, and Reduces Cardiotoxicity in a Nonimmunocompromised Breast Tumor Model. Mol Pharm. 11 (8), 2659-2674 (2014).
  25. Prasad, P., Shuhendler, A., Cai, P., Rauth, A. M., Wu, X. Y. Doxorubicin and Mitomycin C Co-Loaded Polymer-Lipid Hybrid Nanoparticles Inhibit Growth of Sensitive and Multidrug Resistant Human Mammary Tumor Xenografts. Cancer Lett. 334 (2), 263-273 (2013).
  26. Rafiei, P., Michel, D., Haddadi, A. Application of a Rapid Esi-Ms/Ms Method for Quantitative Analysis of Docetaxel in Polymeric Matrices of Plga and Plga-Peg Nanoparticles through Direct Injection to Mass Spectrometer. Am. J. Anal. Chem. 6 (2), 164-175 (2015).
  27. Daeihamed, M., Haeri, A., Dadashzadeh, S. A Simple and Sensitive Hplc Method for Fluorescence Quantitation of Doxorubicin in Micro-Volume Plasma: Applications to Pharmacokinetic Studies in Rats. Iran. J. Pharm. Res. 14, Suppl 33-42 (2015).
  28. Alhareth, K., Vauthier, C., Gueutin, C., Ponchel, G., Moussa, F. Hplc Quantification of Doxorubicin in Plasma and Tissues of Rats Treated with Doxorubicin Loaded Poly(Alkylcyanoacrylate) Nanoparticles. J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 887-888, 128-132 (2012).
  29. Al-Abd, A. M., Kim, N. H., Song, S. C., Lee, S. J., Kuh, H. J. A Simple Hplc Method for Doxorubicin in Plasma and Tissues of Nude Mice. Arch Pharm Res. 32 (4), 605-611 (2009).
  30. Loadman, P. M., Calabrese, C. R. Separation Methods for Anthraquinone Related Anti-Cancer Drugs. J. Chromatogr. B Biomed. Sci. Appl. 764 (1-2), 193-206 (2001).
  31. Zhang, Z. D., Guetens, G., De Boeck, G., Van Cauwenberghe, K., Maes, R. A., Ardiet, C., van Oosterom, A. T., Highley, M., de Bruijn, E. A., Tjaden, U. R. Simultaneous Determination of the Peptide-Mitomycin Kw-2149 and Its Metabolites in Plasma by High-Performance Liquid Chromatography. J. Chromatogr. B Biomed. Sci. Appl. 739 (2), 281-289 (2000).
  32. Alvarez-Cedron, L., Sayalero, M. L., Lanao, J. M. High-Performance Liquid Chromatographic Validated Assay of Doxorubicin in Rat Plasma and Tissues. J. Chromatogr. B Biomed. Sci. Appl. 721 (2), 271-278 (1999).
  33. Paroni, R., Arcelloni, C., De Vecchi, E., Fermo, I., Mauri, D., Colombo, R. Plasma Mitomycin C Concentrations Determined by Hplc Coupled to Solid-Phase Extraction. Clin. Chem. 43 (4), 615-618 (1997).
  34. Song, D., Au, J. L. Direct Injection Isocratic High-Performance Liquid Chromatographic Analysis of Mitomycin C in Plasma. J Chromatogr B Biomed Appl. 676 (1), 165-168 (1996).
  35. Schrijvers, D. Role of Red Blood Cells in Pharmacokinetics of Chemotherapeutic Agents. Clin. Pharmacokinet. 42 (9), 779-791 (2003).
  36. Colombo, T., Broggini, M., Garattini, S., Donelli, M. G. Differential Adriamycin Distribution to Blood Components. Eur. J. Drug Metab. Pharmacokinet. 6 (2), 115-122 (1981).
  37. Maeda, H., Nakamura, H., Fang, J. The Epr Effect for Macromolecular Drug Delivery to Solid Tumors: Improvement of Tumor Uptake, Lowering of Systemic Toxicity, and Distinct Tumor Imaging in Vivo. Adv. Drug Deliv. Rev. 65 (1), 71-79 (2013).
  38. Gustafson, D. L., Rastatter, J. C., Colombo, T., Long, M. E. Doxorubicin Pharmacokinetics: Macromolecule Binding, Metabolism, and Excretion in the Context of a Physiologic Model. J. Pharm. Sci. 91 (6), 1488-1501 (2002).
  39. Gabizon, A., Shiota, R., Papahadjopoulos, D. Pharmacokinetics and Tissue Distribution of Doxorubicin Encapsulated in Stable Liposomes with Long Circulation Times. J. Natl. Cancer Inst. 81 (19), 1484-1488 (1989).
  40. Motlagh, N. S., Parvin, P., Ghasemi, F., Atyabi, F. Fluorescence Properties of Several Chemotherapy Drugs: Doxorubicin, Paclitaxel and Bleomycin. Biomed Opt Express. 7 (6), 2400-2406 (2016).
  41. Mohan, P., Rapoport, N. Doxorubicin as a Molecular Nanotheranostic Agent: Effect of Doxorubicin Encapsulation in Micelles or Nanoemulsions on the Ultrasound-Mediated Intracellular Delivery and Nuclear Trafficking. Mol Pharm. 7 (6), 1959-1973 (2010).
  42. Cielecka-Piontek, J., Jelińska, A., Zając, M., Sobczak, M., Bartold, A., Oszczapowicz, I. A Comparison of the Stability of Doxorubicin and Daunorubicin in Solid State. J. Pharm. Biomed Anal. 50 (4), 576-579 (2009).
  43. Gilbert, C. M., McGeary, R. P., Filippich, L. J., Norris, R. L. G., Charles, B. G. Simultaneous Liquid Chromatographic Determination of Doxorubicin and Its Major Metabolite Doxorubicinol in Parrot Plasma. J. chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life sci. 826 (1-2), 273-276 (2005).
  44. Liu, Z. S., Li, Y. M., Jiang, S. X., Chen, L. R. Direct Injection Analysis of Mitomycin C in Biological Fluids by Multidemension High Performance Liquid Chromatography with a Micellar Mobile Phase. J. Liq. Chromatogr. Relat. Technol. 19 (8), 1255-1265 (1996).
  45. Zhou, Y., He, C., Chen, K., Ni, J., Cai, Y., Guo, X., Wu, X. Y. A New Method for Evaluating Actual Drug Release Kinetics of Nanoparticles inside Dialysis Devices Via Numerical Deconvolution. J. Control. Release. 243, 11-20 (2016).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Doxorubicin Mitomycin CHPLC QuantitationDrug Combination AnalysisNanoparticle Drug DeliveryReverse Phase HPLCBiological Matrix ExtractionInternal Standard MethodSimultaneous Drug DetectionPharmacokinetics StudyTumor Tissue Analysis

Related Articles