Name: Maat ontworpen laser gebaseerde Verwarming Apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met Magnetic Resonance Image Guidance (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: Leer een laser-gebaseerd verwarmingssysteem voor lokale tumortemperatuurregeling met MRI-begeleiding. Deze methode activeert de afgifte van cisplatine uit temperatuurgevoelige liposomen bij 42°C voor gerichte kankertherapie.

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

Dit onderzoek wordt gefinancierd door een subsidie van de Canadian Institutes of Health Research (CIHR) aan C.A. en D.A.J. De auteurs erkennen de Canadian Foundation for Innovation en de Princess Margaret Cancer Foundation voor de financiering van de STTARR-onderzoeksfaciliteit die de beeldvorming en therapie-onderzoekscomponenten van dit werk mogelijk maakt.

1. liposoompreparaat <ol><li> Los de lipiden 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-fosfocholine (DPPC), 1-stearoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-fosfatidylcholine (MSPC of S-lyso-PC) en N - (carbonyl- methoxypolyethyleneglycol 2000) -1,2-distearoyl- sn-glycero-3-fosfoethanolamine (mPEG 2.000 -DSPE) in chloroform. Bijvoorbeeld, voor de bereiding van 10 ml HTLC afgewogen 314,4 mg DPPC, 39,4 mg MSPC en 83,9 mg mPEG 2.000 -DSPE in een amberkleurig glazen flesje. Vervolgens ontbinding van de lipiden in 2 ml chloroform en opwarmen van het flesje gedurende 30 seconden in een 60 ° C waterbad. </li><li> Verwijder het chloroform met een rotatieverdamper. Plaats de resulterende lipide film onder hoge druk vacuüm O / N. </li><li> Voor 10 ml HTLC, hydrateren de lipide film met 5 ml 0,1 N Tris-buffer (pH 7,4) gedurende 1 uur. Tegelijkertijd afgewogen 162,4 mg 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphoglycerol (DPPG) lipiden en 100 mg poeder en CDDP hydraat wi 5 ml 0,1 N Tris-buffer bevattende 30% ethanol (pH 7,4) gedurende 1 uur. </li><li> Voor de Gd-HTLC formulering afgewogen dezelfde hoeveelheid lipide DPPG en 10 mg CDDP poeder, daarna gehydrateerd met 2,5 ml Gd-HP-DO3A oplossing (279,3 mg / ml) plus 2,5 ml 0,1 N Tris-buffer bevattende 30% ethanol ( pH 7,4) gedurende 1 uur. Tijdens hydratatie, moet de mengsels in amberkleurige flesjes bewaard en op een verwarmingsplaat bij 70 ° C onder constant roeren en vortexen elke 10 min. </li><li> Combineer het lipide mengsel en het lipide geneesmiddelmengsel en opnieuw hydrateren 1 uur. Vortex elke 15-20 min. </li><li> Monteer de 10-ml extruder met twee stapels van 200 nm polycarbonaat filters. Sluit de thermobarrel van de extruder een circulerend waterbad bij 70 ° C, en sluit de extruder een gecomprimeerde stikstof tank. </li><li> Direct na hydratatie, breng het mengsel in de extruder kamer. Open stikstofstroom (insteldruk tot 200 psi) om de liposomen geëxtrudeerd door de membranen. Verzamel de liposomes in een 50 ml buis. Bewaar het buisje in een waterbad (70 ° C) te allen tijde tijdens het extrusieproces. Herhaal dit proces 5 keer. </li><li> Demonteren van de extruder en veranderen in twee stapels van 100 nm polycarbonaat filters. Monteer de extruder en stel de druk tot 400 psi. Herhaal stap 5, behalve extrusie van de liposomen 10 maal. Verzamel het monster van het uiteindelijke extrusie in een 15 ml buis. </li><li> Afkoelen van de liposomen tot KT, en centrifugeer bij 1000 xg gedurende 3 minuten neerslaan onoplosbare CDDP. </li><li> Dialyseer de liposomen O / N tegen 0,9% zoutoplossing in dialyseslang met een 15.000 molecuulgewicht cutoff (MWCO) onder steriele omstandigheden. </li><li> Verdun 10 ul van de liposomen in 990 pl gedestilleerd water. Met dynamische lichtverstrooiing de grootteverdeling van HTLC en Gd-HTLC meten. 3 metingen uit te voeren met 10 runs per stuk. </li><li> Verdun 40 ul van de liposomen in 3960 pl gedestilleerd water. Zorg 5-6 standaardoplossingen van platina en gadoliniumin een concentratiebereik van 0,1 tot 20 ug / ml. Meet de platina en gadolinium concentraties met inductief gekoppelde plasma-atomaire emissie spectrometer (ICP-AES) op 3 verschillende golflengtes. Presteren 3 metingen bij elke golflengte voor de gemiddelde resultaat. </li><li> Bepaal de gel vloeibaar kristallijne fase overgangstemperatuur (Tm) van de HTLC liposoomformulering met een differentiële scanning calorimeter (DSC). Belasting 5-10 mg HTLC in een DSC-pan en gebruik een lege pan als referentie. Gebruik een scansnelheid van 5 ° C / min tot het opvoeren van de temperatuur van 0 ° C tot 60 ° C. </li><li> Wikkel de liposomen in aluminiumfolie om blootstelling aan licht en bewaar bij 4 ° C te voorkomen. </li></ol> 2. In vitro Vrijval liposomen <ol><li> Bereid spinkolommen. <ol><li> Incubeer 50 g gelfiltratie parels in 400 ml 0,9% zoutoplossing bij kamertemperatuur 3-4 uur. Oprollen een stuk glaswol, nat met 0,9% zoutoplossing en plaats deze in het uiteinde van een injectiespuit 1 ml. Druk op de glaswol ongeveer 0,05-0,1 ml van de spuit te vullen. Gebruik een glazen pipet om geleidelijk aan ongeveer 1 ml gel filtermedia in de injectiespuit. </li><li> Plaats de spuit in een 15 ml buis en centrifugeer bij 1000 xg gedurende 3 min. Verwijder de spin kolom en plaats deze in een 15 ml buis. </li></ol></li><li> Monster 400 gl HTLC of Gd-HTLC in 8-1 dram glazen flesjes en incubeer in een temperatuur geregeld waterbad bij ofwel 37 ° C of 42 ° C. Neem een flacon op elk tijdstip (dwz, 5, 15, 30 en 60 min) en direct plaats het op ijs. </li><li> Voeg 100 ul van 0,9% zoutoplossing in de voorbereide spinkolom, voeg dan 100 ul van HTLC of Gd-HTLC vóór incubatie (controle) of na incubatie in het waterbad in de spin kolom. Centrifugeer bij 1000 g gedurende 3 min. Verwijder de spuit uit de tube en verdun de oplossing in de buis van ICP-AES analyse. </li></ol> 3. Implantatie van subcutaan Xenograft van CervicalTumor <ol><li> Alle dieren werden uitgevoerd in overeenstemming met het gebruik van dieren protocollen door de Animal Care Comite van de University Health Network (UHN) goedgekeurd. </li><li> Voer alle dierproeven in een bioveiligheid kast (BSC). Autoclaaf alle chirurgische instrumenten vóór een operatie. Na elke operatie, veeg de chirurgische instrumenten met 70% ethanol en steriliseer opnieuw met een hete kraal sterilisator. </li><li> Voor euthanasie, plaats het dier in een geïsoleerde CO 2 kamer, dan voeren cervicale dislocatie. </li><li> Voor algemene anesthesie met 100% zuurstof, 5% isofluorane gebruikt voor inductie en 2% onderhoud. Om de diepte van anesthesie garanderen, druk uitoefenen met een tang om palmaire zijde van de voetzool respons dieren te observeren. Breng oogzalf tot droog voorkomen terwijl onder narcose. </li><li> Voor een dier dat een operatie heeft ondergaan, plaats het dier in een schone kooi zonder het gezelschap van andere dieren. Bewaken totdat voldoende bewustzijn herwonnen. </li><li> CultuurME-180 cellen in alfa-minimaal essentieel medium (α-MEM) aangevuld met 10% foetaal runderserum (FBS) en antibiotica. </li><li> Oogst de cellen en houdt de cellen in compleet medium voor enting. Tel de cellen met een hemocytometer. </li><li> Te enten elke donor muis om een ​​intramusculaire (im) ME-180 (humane baarmoederhalskanker cellen) tumor dragen. Opmerking: groei bij de im site is geselecteerd om de ontwikkeling van goed gevasculariseerde tumoren waarborgen. Aankoop vrouwelijke SCID muizen (leeftijd 6-8 weken, ongeveer 20 g) van een in-house fokkerij. <ol><li> Verdoven een vrouwelijke SCID muis en injecteer 1 x 10 6 ME-180 cellen in de gastrocnemius spier van de achterpoot met behulp van een 27 G naald. </li><li> Meet tumorgrootte met een schuifmaat tot tumoren 9-12 mm in de langste afmeting hebben bereikt. Beëindig het onderzoek als de tumor 12 mm overschrijdt, of indien de tumormassa compromissen normaal gedrag, ambulation, voedsel- en wateropname. </li></ol></li><li> Implantaat tumor stukken uit donor muizen in de ontvangende muizen. <ol><li> Verdoven van een donor muis met behulp van 5% isofluorane. Euthanaseren de muis via cervicale dislocatie onder verdoving. Verwijder de donor tumor van de donormuis. Snijd de tumor in kubieke fragmenten van 2-3 mm 3. </li><li> Verdoven van een ontvanger muis met behulp van 5% isofluorane. Injecteer 100 ui van 0,5 mg / ml meloxicam subcutaan vóór de operatie. Solliciteer jodium chirurgische scrub oplossing, dan is 70% ethanol, en ten slotte jodium oplossing voor de geschoren huid. Scheren de linker achterpoot van de ontvanger in de muis. Een insnijding op het niveau van de huid. Steek één donor tumor stuk subcutaan door de incisie. Sluit de incisie met 1-2 wond clip (s). </li><li> Verwijder de klemmen 3-5 dagen na implantatie. Subcutane tumor is vereist voor het gebruik van de laser-gebaseerde verwarming installatie. </li><li> Laat tumoren groeien 2-3 weken vóór warmtebehandeling. </li></ol></li></ol> 4. Design, Assembly en kalibratie van een Conformal Laser Delivery Illuminator voor in vivo Verwarming <ol><li> Bereiken verwarming van weefsel met behulp van een 763 nm diodelaser gekoppeld met een conforme illuminator behulp van een optische vezel. <ol><li> De verlichting zorgt voor een gelijkmatige oppervlakkige laser verlichting van de xenograft tumor. Het bestaat uit een 30 x 20 x 17 mm blok sterk reflecterend materiaal dat drie aansluitend licht integreren kamer bollen met een kamer in het midden (16 mm in diameter) en 2 kleine kamers aan weerszijden (16 mm lang en 5 mm in diameter) (Figuur 1). </li><li> Om het licht te gaan van de ene kamer naar de andere, werden twee kleine 5 mm diameter gaten te snijden tussen de kleine buitenste kamers en de grotere middelste kamer. Licht wordt vanuit de laser naar de buitenste kamers met een 400 urn cut-end vezel verbonden met de laser die in de kamer wordt door een 600 urn diameter gat. </li><li> Vanwege de aard van het licht interaction de kamerwanden, afgegeven licht in een van de kleine kamers ruimtelijk gehomogeniseerd vervolgens door het inwendige poorten in de grotere kamer waar het verder ruimtelijk gehomogeniseerd. Licht verlaat dan de 10 mm poort diameter op de middelste kamer. </li></ol></li><li> Kalibreer het belichtingstoestel Lichttoedieningsapparatuur opzichte van het laservermogen instelling met een NIST gekalibreerde 50 mm integrerende bol het afgegeven vermogen meten. <ol><li> Bereken de lichtverdeling in de tumor met behulp van Monte Carlo simulaties op basis van een vereenvoudigde vorm van de tumor. Genereren van de Monte Carlo code in een aangepaste algoritme geschreven met een commercieel computational softwarepakket en de basis van de standaard code van Monte Carlo modellering van licht transport in multi-gelaagde weefsels van Jacques et al. 14. </li><li> Model van de tumor als een halve bol die op een vlakke huidlijn met een diameter overeenkomt met de gemiddelde tumor afmeting van 7 mm op het huidoppervlak en hijechts van 5 mm. Model homogene verlichting van het oppervlak door willekeurig lanceren fotonen gehele blootgestelde halfrond en direct in het midden van de bol. </li><li> Gebruik optische eigenschappen zoals absorptie, p a = 0,025 mm -1, verstrooiing, μ s = 10 mm -1, anisotropie factor, G = 0,9 en brekingsindex n = 1,4. Met 1 miljoen fotonen in de berekening. </li><li> Het uitvoeren van deze metingen voordat een in vivo-experimenten verwarming zonder verdere wijzigingen na de eerste kalibratie. </li></ol></li></ol> 5. Conforme Verwarming van de tumor met behulp van Custom-ontworpen Laser Kamer Setup <ol><li> Sluit het ene uiteinde van een laser fiber to the laser apparaat en het andere uiteinde op de verlichting. </li><li> Verdoven het dier middels 5% isofluorane. Plaats een 27 G injectie katheter in de laterale staartader van de muis. Plaats een 22 G katheter in het midden van de tumor. Plaats een glasvezel temperatuur probe in de holle katheter temperatuurverandering controleren. </li><li> Bedek de gehele tumor met het belichtingstoestel (figuur 2). Eerst de macht om 0,8-1 W. Zet de laser en wacht tot de temperatuur stijgen. Houd de temperatuur van de tumor bij 42 ° C door het handmatig aanpassen van het laservermogen tussen 0,1-0,8 W. </li></ol> 6. temperatuurverdeling geëvalueerd door middel van MR Thermometrie (MRT) <ol><li> Meet de temperatuurverdeling van het verwarmde tumor met de laser gebaseerde verwarming installatie door middel protonresonantiefrequentie frequentieverschuiving (PRF-shift) MRT op 7 Tesla preklinische MRI systeem 15 in combinatie met de vezeloptische temperatuursonde metingen. </li><li> Acquire thermometrie afbeeldingen in 10 seconden intervallen met een 2D-FLASH pulssequentie (nagalmtijd 4,5 msec; herhalingstijd 156,25 msec) met 312 x 312 urn in het vlak resolutie en 2 mm schijfdikte in één segment op het niveau van de vezeloptische temperatuur proworden. </li></ol> 7. MR Monitoring van Agent versie <ol><li> Voer T 1-gewogen beeldvorming voor en 20 minuten na toediening van Gd-HTLC. </li><li> Implant twee tumoren, een op elk van de achterpoten, vrouwelijke SCID muis met de hierboven in sectie 3 voor de implantatie werkwijze. Verwarm de tumor aan de linker achterpoot gedurende 5 min bij 42 ° C voor de injectie van Gd-HTLC in een dosis van 66,3 mg / kg Gd-HP-DO3A en 1,4 mg / kg CDDP, daarna verhitten van de tumor nog 20 min na de injectie. Voer injectie tijdens de warmtebehandeling. Gebruik de tumor rechts achterpoot als een onverwarmde control. </li><li> Verwerven dynamische MR beelden (36 x 20 mm field-of-view, 200 x 200 micrometer in-plane resolutie van 2 mm plakdikte; MR sequentie protocol) om Gd-HP-DO3A vrijlating op 12 sec intervallen voor de gehele 20 min controleren na toediening van Gd-HTLC, te beginnen op 30 seconden voorafgaand aan de injectie. </li><li> Contour van de tumor (verwarmde en onverwarmde) en spier volumes.Berekent het gemiddelde MR-signaal van alle voxels binnen elk contouren volume. </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>

Er zijn geen bekendmakingen.

Liposomen werden voor het eerst ontwikkeld in de jaren 1960 geneesmiddelafgiftedragers die hydrofiele geneesmiddelen in hun inwendige waterige volume en hydrofobe geneesmiddelen dragen op hun lipide bilaag 2. Naast het gebruik in therapeutische toepassingen, zijn liposomen onderzocht voor diagnostische toepassingen waarbij gelabeld met radionucliden of geladen met beeldvormende contrastmiddelen 17. In de afgelopen jaren, Theranostics en therapeutische diagnostische paren zijn gevolgd om de mogelijk...

De pathofysiologie van solide tumoren leidt tot verhoogde permeabiliteit en retentie (EPR) van nanoschaal systemen. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van vele geneesmiddelafgiftesystemen die gebruik maken van dit effect het tumorweefsel richten terwijl het minimaliseren van systemische bijwerkingen 1. Liposomale delivery technologieën zijn op grote schaal onderzocht op drugs of beeldvorming sondes 2. Hoewel liposomen aanzienlijk verminderde de systemische toxiciteit in vergelijking met conventionele chemotherapie, zijn er weinig verbetering in klinische effectiviteit 3,4 zijn. Studies hebben aangetoond dat de beperkte werkzaamheid te wijten is aan een gebrek aan geneesmiddelafgifte uit de drager 4,5. Dientengevolge is de ontwikkeling van liposomen die worden geactiveerd om het ingekapselde geneesmiddel af te geven in reactie op externe stimuli aandacht getrokken. Hyperthermie is gebruikt voor decennia als een relatief veilige behandeling modaliteit voor kankerpatiënten 6. Daarom is de ontwikkelingling van temperatuurgevoelige liposomen met warmte als een externe trigger is een logische combinatie met een aanzienlijk potentieel voor klinische vertaling geweest. Inderdaad, de lysolipide bevattende warmtegevoelige liposoomformulering doxorubicine, zogenaamde LTSL-DOX, nu op klinische evaluatie 7. Recente klinische gegevens met LTSL-DOX is gebleken dat het protocol voor warmte-afgifte is een kritische factor die sterk kunnen beïnvloeden patient outcomes 8. Bij de mens, worden radiofrequente, magnetron, laser en ultrasone transducers gebruikt om hyperthermie lokaal toe te passen op tumorplaatsen 9. In preklinische studies die verwarming van subcutane tumoren, worden verwarming katheters 10,11 en waterbaden 12,13 vaakst gebruikt. In dit manuscript introduceren we een nieuwe werkwijze voor het verwarmen van subcutane tumoren met behulp van een speciaal ontworpen laser gebaseerde verwarming installatie, die meer conforme verwarmen van het tumorvolume mogelijk maakt. Met behulp van MR compatibele materialen, de setup is klein genoeg om te passen binnen de boring van een klein dier MR imager, waardoor real-time monitoring van de veranderingen in het weefsel temperatuur tijdens de laser verwarming. De MR-contrastmiddel, gadoteridol (Gd-HP-DO3A), werd co-ingekapseld met CDDP in een temperatuurgevoelige liposoom formulering van CDDP (HTLC), bekend als Gd-HTLC, voor real-time MR image-begeleide monitoring en evaluatie van de warmte -geactiveerde geneesmiddelafgifte en validatie van de verwarming protocol. Onze resultaten tonen aan dat de op laser gebaseerde verwarmingsinrichting efficiënt geactiveerd de afgifte van ingekapselde middelen van de Gd-HTLC formulering terwijl door middel van MRI wordt gecontroleerd.

<table><tbody><tr><td>Rotary evaporator</td><td>Heidolph Instruments GmbH &amp; Co.KG</td><td>Laborota 4000</td><td></td></tr><tr><td>High pressure extruder</td><td>Northern Lipids Inc.</td><td>T.001</td><td>10 ml thermobarrel</td></tr><tr><td>Heating circulator</td><td>VWR International LLC.</td><td>11305</td><td>Aangesloten op extruder</td></tr><tr><td>Polycarbonate membrane filter</td><td>Whatman</td><td>110605;110606</td><td></td></tr><tr><td>Differential scanning calorimeter (DSC)</td><td>TA Instruments</td><td>Q100</td><td></td></tr><tr><td>Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer (ICP-AES)</td><td>PerkinElmer</td><td>Optima 7300DV</td><td></td></tr><tr><td>Zetaizer</td><td>Malvern Instruments Ltd.</td><td>Nano-ZS</td><td></td></tr><tr><td>Cell incubator</td><td>NuAire Inc.</td><td>NU-5800</td><td></td></tr><tr><td>Autoclip wound clip applier</td><td>Becton Dickinson</td><td>427630</td><td></td></tr><tr><td>Autoclip wound clip remover</td><td>Becton Dickinson</td><td>427637</td><td></td></tr><tr><td>Wound clips</td><td>Becton Dickinson</td><td>427631</td><td>9 mm</td></tr><tr><td>763 nm Laser device</td><td>Biolitec</td><td>Ceralas CD 403 laser</td><td></td></tr><tr><td>Laser probe</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>FT400EMT</td><td>Met SMA en flat cleave connectoren</td></tr><tr><td>Spectralon (verlichter)</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>7 Tesla preklinische magnetische resonantie (MR) beeldvormingssysteem</td><td>Bruker Corporation</td><td>Biospec 70/30</td><td></td></tr><tr><td>Vezel optische temperatuursensor</td><td>LumaSense Technologies Inc.</td><td>Luxtron FOT Lab Kit</td><td></td></tr><tr><td>Integrerende bol</td><td>Newport Corporation</td><td>819C</td><td></td></tr><tr><td>Optische vermogensmeter</td><td>Newport Corporation</td><td>1830-R</td><td></td></tr></tbody></table>

maat ontworpen laser gebaseerde verwarming apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met magnetic resonance image guidance

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

Liposomen werden gebruikt als geneesmiddelafgiftesystemen solide tumoren doelwit door benutting van de verhoogde permeabiliteit en retentie (EPR) effect resulteert in significante verminderingen van systemische toxiciteit. Niettemin heeft onvoldoende afgifte van ingekapseld geneesmiddel uit liposomen hun klinische effectiviteit gelimiteerd. Temperatuur-gevoelige liposomen zijn ontworpen om plaatsspecifieke afgifte van geneesmiddel verschaffen om het probleem van beperkte tumorgeneesmiddel biobeschikbaarheid overwinnen. Ons laboratorium heeft ontworpen en ontwikkeld een warmte-geactiveerde thermosensitieve liposoomformulering van cisplatine (CDDP), beter bekend als HTLC om getriggerde afgifte van CDDP leveren tegen solide tumoren. Warmtegeactiveerde delivery in vivo in muismodellen bereikt met een op maat gemaakte laser gebaseerde verwarmingsinrichting die een conforme verwarmingspatroon verschaft op de tumorplaats zoals bevestigd door MR thermometry (MRT). Een vezeloptische temperatuurbewaking werd gebruikt om de temperatuur in real-time te metengedurende de gehele verwarmingsperiode met online aanpassing van de warmtelevering door afwisselend het laservermogen. Geneesmiddelafgifte werd geoptimaliseerd onder magnetisch resonantie (MR) beeld begeleiding door co-inkapseling van een MR-contrastmiddel (dwz gadoteridol) met CDDP in de voor warmte gevoelige liposomen als een middel om de stookprotocol valideren en tumoraccumulatie te beoordelen. De verwarming protocol bestond uit een voorverwarming gedurende 5 min voor toediening van HTLC en 20 min verwarmen na injectie. Deze verwarming protocol resulteerde in efficiënte afgifte van de ingekapselde agentia met de hoogste MR signaalverandering waargenomen in het verwarmde tumor in vergelijking met de onverwarmde tumor en spieren. Deze studie toonde de succesvolle toepassing van de op laser gebaseerde verwarmingsapparaten voor warmte gevoelige liposomen preklinische ontwikkeling en het belang van MR-geleide validatie van de stookprotocol voor de optimalisatie van geneesmiddelafgifte.

De HTLC liposomen worden vervaardigd met behulp van gemeenschappelijke methoden, met inbegrip van lipide-film vorming, hydratatie, extrusie en dialyse. Tijdens het stappen met CDDP, is voorzichtigheid niet worden genomen om CDDP bloot aan aluminium materiaal, zoals CDDP zal worden uitgeschakeld door de vorming van een zwarte storting. Een illustratie van HTLC is weergegeven in figuur 3. De fysisch-chemische eigenschappen van HTLC werden in een manuscript onlangs gepubliceerd in het ...

AN MRI-compatibele maat ontworpen laser gebaseerde verwarmingsapparaten ontwikkeld plaatselijke verhitting van subcutane tumoren verschaffen om afgifte van stoffen uit warmte gevoelige liposomen activeert specifiek op het tumorgebied.

Maat ontworpen laser gebaseerde Verwarming Apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met Magnetic Resonance Image Guidance

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

Het algemene doel van deze procedure is het demonstreren van de werking van een op maat gebouwd, lasergebaseerd verwarmingsapparaat dat kan worden gebruikt om subcutane tumoren lokaal te verhitten voor de toediening van een hittegeactiveerde liposoomformulering. Dit wordt bereikt door eerst de HTLC-formulering voor te bereiden via lipidefilmvorming, hydratatie-extrusie en dialyse. In de tweede stap wordt een donormuis geïnoculeerd met cervicale carcinoomcellen.Na vier tot vijf weken wordt de tumor weggesneden, in fragmenten gesneden en individueel geïmplanteerd in een recipiënte muis. In de laatste stap wordt de tumor van de recipiënte muis lokaal verhit tot 42 °C met behulp van het lasergebaseerde verwarmingssysteem. Het lasergebaseerde verwarmingsapparaat is MR-compatibel, wat monitoring van de veranderingen in weefseltemperatuur tijdens de lichttoediening mogelijk maakt, en is klein en draagbaar, wat zorgt voor een eenvoudige en effectieve verwarming van de tumor in de bore van de kleine-dieren-MR.Uiteindelijk kan de door warmte geactiveerde afgifte van het thermosensitieve HTLC worden gemonitord via real-time magnetische resonantiebeeldvorming. De belangrijkste voordelen van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals het gebruik van een waterbad en een verwarmingskatheter, zijn dat onze techniek een conforme methode biedt om warmte aan de tumor toe te dienen binnen één tot twee minuten na het starten van de warmtebehandeling en dat het real-time aanpassing van het laservermogen mogelijk maakt, waardoor temperatuurschommelingen tijdens de procedure worden geminimaliseerd. We kregen voor het eerst het idee voor deze methode toen we begonnen met het uitvoeren van in vivo studies met onze thermosensitieve HTLC-liposoomformulering.We stelden vast dat de bestaande methoden niet in staat waren om efficiënt lokale verhitting van een subcutane tumor te bewerkstelligen. De procedures voor de bereiding van liposomen zullen worden gedemonstreerd door myung, een promovendus uit mijn laboratorium. Begin bij het bereiden van de liposomen met het mengen van een vers bereid lipidemengsel met een vers bereid lipide-geneesmiddelmengsel, gevolgd door een uur hydratatie met vortexen elke 15 tot 20 minuten terwijl het lipidemengsel hydrateert. Assembleer de 10 milliliter extruder met twee stacks van 200 nanometer polycarbonaatfilters; plaats de thermobuis van de extruder in een circulerend waterbad dat is ingesteld op 70 °C en sluit het apparaat aan op een stikstoftank onder druk.Verplaats direct na de hydratatie de lipiden naar de extrudeerkamer en open de stikstofstroom. Extrudeer vervolgens de liposomen bij een druk van 200 PSI door de membranen en vang de liposomen op in een conische buis van 50 milliliter in een waterbad van 70 °C. Nadat de liposomen vijf keer zijn geextrudeerd, demonteert u het apparaat en bouwt u het opnieuw op met twee stapels polycarbonaatfilters van 100 nanometer.Stel de druk in op 400 PSI en extrudeer de liposomen 10 keer, zoals zojuist gedemonstreerd. Verzamel de liposomen van de laatste extrusie in een conische buis van 15 milliliter en laat de liposomen afkoelen tot kamertemperatuur, gevolgd door precipitatie van het onoplosbare cisplatin door centrifugatie; dialyseer de liposomen vervolgens overnacht tegen 0,9% saline in dialysis tubing met een molecular weight cutoff van 15.000 onder steriele omstandigheden. Om het cervicale tumorxenograft te implanteren, oogst je 180 cellen uit een 90%confluente cultuur en tel je het aantal levensvatbare cervicale carcinoomcellen met een hemocytometer.Cytometer, verdun vervolgens de cellen tot 1 × 10⁶ cellen per 100 µL. Al het dierproefwerk werd uitgevoerd bij het Star Innovation Center; inoculeer vrouwelijke SCID-muizen via intramusculaire injectie in de musculus gastrocnemius van het achterpootje. Meet met een schuifmaat de resulterende tumorgrootte totdat de tumoren 9 tot 12 mm hebben bereikt in hun grootste dimensie. Exciteer vervolgens de tumor uit de donormuis en versnij deze in fragmenten van 2 tot 3 mm³.Scheer nu de linkerachterpoot van het ontvangende dier en maak een incisie in de kale huid. Breng één stuk van de donortumor subcutaan in via de incisie en gebruik één tot twee wondclips om de huid drie tot vijf dagen na de implantatie te sluiten. Verwijder de clips en laat de tumor twee tot drie weken groeien voordat de hittebehandeling wordt uitgevoerd.Sluit eerst één uiteinde van een laservezel aan op het laserapparaat en het andere uiteinde op de illuminator. Plaats vervolgens een injectiekatheter van 27 gauge in de laterale staartvene van een geanestheseerde recipientmuis, gevolgd door de inbreng van een katheter van 22 gauge in het centrum van de tumor. Plaats daarna een glasvezeltemperatuursonde in de holle katheter om eventuele temperatuurveranderingen te monitoren en bedek de gehele tumor met de illuminator. Klaar.Stel het vermogen in op 0,8 tot één watt, zet vervolgens de laser aan en wacht tot de temperatuur stijgt, waarbij het laservermogen gedurende de behandeling handmatig wordt aangepast tussen 0,1 en 0,8 watt om de temperatuur van de tumor op 42 °C te houden, zoals geïllustreerd in deze afbeelding van een dwarsdoorsnede door een warmtebehandelde tumor. Uitgaande van een totaal vermogen van één watt, is de maximale fluentiegraad op elk punt in de tumor 70 mW/cm², waarbij de fluentiegraad in de tumor op huiddiepte 50% van de maximale fluentiegraad bedraagt, zoals bevestigd door proton resonance frequency shift voor magnetische resonantie thermometrie verhitting. Het gebruik van de lasergebaseerde verhittingsopstelling genereert een relatief uniforme temperatuurdistributiekaart, getoond in de afbeelding, die de relatieve temperatuurverandering volgt ten opzichte van een absolute basislijnmeting die vóór verhitting door de puntbron is verkregen. De verhitte tumor vertoont de hoogste relatieve signaaltoename in vergelijking met de onverhitte turt-spier na toediening van gad HTLC, zoals bepaald door magnetische resonantie signaalanalyse, waarbij het signaal behouden blijft tot het einde van de verhittingsperiode. Zodra deze techniek onder de knie is, kan deze in minder dan 15 minuten worden opgezet mits correct uitgevoerd, wat een waardevol instrument biedt voor de preklinische evaluatie van thermosensitieve liposoomformuleringen.Vergeet niet dat het werken met een klasse 4 laser extreem gevaarlijk kan zijn en dat er altijd voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen, zoals het dragen van een veiligheidsbril, bij het uitvoeren van deze procedure.

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Begin with an anesthetized human patient with an exposed skull. The patient is diagnosed with an intracranial tumor.Drill into the exposed skull to create a hole, generating an access point.Using stereotactic guidance, insert a laser diffusing fiber or LDF along the predetermined path and secure it in place.Transfer the patient to an MRI scanner and connect the LDF to a laser source.Capture MRI images from multiple angles to visualize the fiber path and the tumor.This confirms the LDF’s...

Laser Interstitial Thermal Therapy for Intracranial Tumor Ablation in a Human Patient

We ontwikkelden nieuwe intrinsieke multifunctionele nanovesicles genaamd porphysomes, welke structuur-afhankelijke fluorescentie zelf-afschrikken en unieke fotothermische eigenschappen hebben, waardoor het als krachtige fotothermisch therapie agenten. We formuleerden porphysomes behulp van hoge druk extrusie en onderzocht hun fotothermische therapie werkzaamheid bij een xenograft tumor model.

One Minute, Sub-One-Watt Fotothermische Tumor Ablation behulp Porphysomes, Intrinsieke Multifunctionele nanovesicles

Dit protocol beschrijft een eenvoudige bereidingswijze voor goud nanodeeltjes geïntegreerde foto-responsief liposomen met de commercieel verkrijgbare materialen. Het toont ook aan hoe de microbellen cavitatie proces van de gesynthetiseerde liposomen te meten bij de behandeling van gepulste laser.

Synthese van gouden nanodeeltjes geïntegreerde Photo-responsieve liposomen en waardering van hun Microbel Cavitatie bij Pulse Laser Excitatie

Het protocol presenteert de geoptimaliseerde parameters voor de voorbereiding van thermogevoelige liposomen met behulp van de gespreide visgraat micromixer microfluidics apparaat. Dit maakt het ook mogelijk co-inkapseling van doxorubicin en indocyanine groen in de liposomen en de fotothermale geactiveerde release van doxorubicin voor gecontroleerde / getriggerde drug release.

Microfluïde productie van lysolipidenhoudende temperatuurgevoelige liposomen

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de fabricage van ijzeroxide nanodeeltjes-shelled microbubbels (NSM's) door middel van zelfassemblage, synergetische magnetische, akoestische en optische responsiviteit in één nanotherapeutisch platform voor magnetische hyperthermie en fototherme combinatie kankertherapie.

Magnetische,akoestische en optisch-drievoudig-responsieve microbubbels voor magnetische hyperthermie en pothotothermale combinatie kankertherapie

Dit protocol presenteert technieken en methodologie die nodig zijn voor de nauwkeurige afgifte van magnetische nanodeeltjeshyperthermie met behulp van een geavanceerd leverings- en monitoringsysteem.

In vitro en in vivo levering van magnetische nanodeeltjeshyperthermie met behulp van een op maat gemaakt leveringssysteem

Hier wordt een protocol gepresenteerd om gecontroleerde hyperthermie te gebruiken, gegenereerd door magnetische resonantiegeleide hoge intensiteit gerichte echografie, om medicijnafgifte te activeren van temperatuurgevoelige liposomen in een rhabdomyosarcoommuismodel.

Magnetische resonantie-geleide hoge intensiteit gerichte echografie gegenereerde hyperthermie: een haalbare behandelingsmethode in een Murine Rhabdomyosarcoom-model

De thermoplasmonische punctiemethode integreert confocale microscopie, optische pincetten en gouden nanodeeltjes om eiwitreacties te bestuderen tijdens plasmamembraanherstel in cellen en gigantische unilamellaire blaasjes. De techniek maakt een snelle en gelokaliseerde membraanpunctie mogelijk, waardoor de belangrijkste eiwitten en hun functionele rol in de ingewikkelde plasmamembraanreparatiemachines kunnen worden geïdentificeerd.

Een thermoplasmonische benadering voor het onderzoeken van plasmamembraanherstel in levende cellen en modelmembranen

Glioblastoom is een verwoestende vorm van primaire hersenkanker en interstitiële thermische lasertherapie is in opkomst als een veelbelovend alternatief voor conventionele chirurgische resectie voor inoperabel glioblastoom. Dit protocol beschrijft een geoptimaliseerd preklinisch muismodel dat kan worden gebruikt om behandelingseffecten of adjuvante en combinatorische behandelingen te bestuderen.

Een immunocompetent muizenmodel voor laser interstitiële thermische therapie van glioblastoom

Dit protocol presenteert technieken en methodologie die nodig zijn voor gerichte hyperthermische therapie in solide tumormodellen. De aanpak maakt gebruik van de fotothermische conversie van nabij-infrarood licht door intratumoraal geïnjecteerde gouden nanostaafjes om plaatselijke verwarming in de micro-omgeving van de tumor te induceren.

Induceren van gerichte milde hyperthermie in muizentumormodellen door fotothermische conversie van nabij-infrarood licht door intratumorale gouden nanostaafjes

Leer een laser-gebaseerd verwarmingssysteem voor lokale tumortemperatuurregeling met MRI-begeleiding. Deze methode activeert de afgifte van cisplatine uit temperatuurgevoelige liposomen bij 42°C voor gerichte kankertherapie.

Maat ontworpen laser gebaseerde Verwarming Apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met Magnetic Resonance Image Guidance (Video) | JoVE Journal

Maat ontworpen laser gebaseerde Verwarming Apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met Magnetic Resonance Image Guidance

Meer video's verkennen