Name: Ruimtelijke Metingen van perfusie, interstitiële vloeistof druk en liposomen accumulatie in solide tumoren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min
Description: Leer ruimtelijke metingen van perfusie, interstitiële vloeistofdruk en liposomenaccumulatie in solide tumoren. Deze methode maakt co-gelokaliseerde kartering van tumormicro-omgevingseigenschappen en nanopartikelverdeling mogelijk.

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

De auteurs willen Dr. Javed Mahmood bedanken voor zijn hulp bij het kweken van MDA-MB-231 cellen en het implanteren van de MDA-MB-231 xenografts, Linyu Fan voor het bereiden van de CT-liposomen. Shawn Stapleton is dankbaar voor de financiering van het Natural Sciences and Engineering Research Postgraduate Scholarships Program en de Terry Fox Foundation Strategic Initiative for Excellence in Radiation Research for the 21st Century (EIRR21) bij CIHR. Dit onderzoek werd ondersteund door subsidies van het Terry Fox New Frontiers Program (020005) en de Canadian Institutes of Health Research (102569).

Alle in-vivo-experimenten werden uitgevoerd onder een protocol door de Universiteit Health Network Institutional Animal Care en gebruik Comite goedgekeurd. 1. Dierlijke Model <ol><li> Cultuur tussen 5-7 x 10 6 MDA-MB-231 borst adenocarcinoom tumorcellen in DMEM met 10% foetaal runderserum (FBS) en 100x verdunning van penicilline-streptomycine. </li><li> Oogst cellen wanneer ze 80% confluent met een 0,05% trypsine-EDTA-oplossing. Na 3-5 min neutraliseren trypsine-EDTA met een 3x volume van DMEM. Neem een ​​15 ul monster van cellen en te tellen met behulp van een hemocytometer. Centrifugeer cellen tot een pellet gedurende 5 minuten bij 200 xg en resuspendeer in HBS bij een concentratie van 10 x 10 6 cellen per ml. </li><li> Implant subcutane (SC) tumoren door het injecteren van 1-2 x 10 6 cellen in de achterpoot van ieder 8 tot 12 weken oude vrouwelijke SCID muizen (n = 5). Gebruik een standaard 25 G injectienaald. </li><li> Monitor tumor groei met behulp van remklauwen (volume = 0,5 x lengte x breedte 2) en start de metingen zodra de SC tumoren een volume&gt; 200 mm 3 (ongeveer 7-9 dagen) hebben bereikt. </li></ol> 2. CT-liposoom voorbereiding en karakterisering <ol><li> liposoompreparaat <ol><li> Ontbinden lipidecomponenten (200 mmol / L) voor CT-liposomen, zoals 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-fosfocholine (DPPC), cholesterol (CH), en 1,2-distearoyl-sn-glycero-3 -phosphoethanolamine-N-poly (ethyleenglycol) 2000 (DSPE-PEG2000) in watervrije ethanol bij 70 ° C bij een molaire verhouding van 55: 40: 5 DPPC: CH: DSPE-PEG2000. </li><li> Verdamp ethanol handhaven warmte bij 70 ° C, voeg de CT-contrastmiddel iohexol (300 mg / ml jodium) aan de oplossing zodat de uiteindelijke lipide concentratie 100 mM. </li><li> Handhaaf de oplossing bij 70 ° C gedurende 4 uur met frequente vortexen. </li><li> Om unilamellaire blaasjes te verkrijgen, extrusie van de sample 5 times via twee gestapelde 200 nm poriegrootte membraan bij een druk van 250 psi en opnieuw extruderen van 5 doorloopt twee gestapelde 80 nm poriegrootte membraan bij 400 psi onder toepassing van een 10 ml lipide extruder. Pipetteer een volume van 10 ml liposomen in de extruder bij het begin van elke cyclus extrusie en verzamelen in een steriele conische buis of glazen flesje na elke extrusie cyclus. </li><li> Verwijder de niet-ingekapselde iohexol door 16 uur dialyse met een 100 kDa molecuulgewicht uit (MWC) dialysezak tegen een 250-voudige volume overmaat van 0,02 mM HEPES-gebufferde zoutoplossing (HBS, pH 7,4). Plaats bijvoorbeeld 1 ml liposoomoplossing in de dialysezak met 250 ml HBS buiten de zak in een bekerglas. </li><li> Concentreer het CT-liposomen met een 750.000 misch MWC commerciële tangentiale stroom volgens de instructies van de fabrikant. Concentreer tot een uiteindelijke jodium concentratie van ongeveer 55 mg ml-1. </li></ol></li><li> liposoom karakterisering <ol><li> Meet inkapselingsefficiëntie door verbreken van de CT-liposomen onder toepassing van een 10-voudig volume overmaat ethanol aan de ioxehol ontgrendelen en verdund met een 100-voudige volume overmaat gedeïoniseerd water (bijvoorbeeld 10 pi liposomen gescheurd met 100 gl ethanol en vervolgens verdund een eindvolume van 10 ml). </li><li> Bepaal iohexol concentratie met UV spectrometer met detectie bij een golflengte van 245 nm. Bereken de encapsulaties efficiëntie door de verhouding hoeveelheid afgegeven iohexol middel aan de hoeveelheid middel toegevoegd tijdens de bereiding. </li><li> Meet de potentiële hydrodynamische diameter en zeta met een dynamische lichtverstrooiing deeltjesgrootte analysator volgens de instructies van de fabrikant. Verdun de CT-liposoom oplossing 200x (bijvoorbeeld 5 gl liposoom in 1 ml eindvolume) in gedeïoniseerd water om metingen te vergemakkelijken. </li></ol></li></ol> 3. CT beeldvorming van Tumor microcirculatie en CT-liposoomDistributie LET OP: Volg de instructies van de fabrikant voor het uitvoeren van een volumetrische scan als verschillende software-versie of apparatuur wordt gebruikt. <ol><li> Verdoven elke muis met behulp van 2% isofluraan gemengd met medische lucht of zuurstof en bevestig door te knijpen de teen en observeren geen reactie. Toepassen zalf voor de ogen te voorkomen droogheid terwijl onder verdoving. Immobiliseren dier in een buikligging door tapen poten om een ​​dunne plastic bord. </li><li> Plaats een maat 27 G katheter, verbonden tot 20 cm op de PE10 slang, in de laterale staartader en vast te zetten met een aantal stukjes tape. </li><li> Bereid een 1 ml injectiespuit ten minste 200 gl van de CT-liposomen bevatten. Bereid een 1 ml spuit met zoutoplossing om de katheter te spoelen. Tenslotte stelt een 1 ml spuit met ten minste 150 gl vrije iohexol gemengd met zoutoplossing (9: 1 volumeverhouding). </li><li> Plaats de muis naar voren gebogen op de micro-CT-scanner bed. Gebruik de laser positioning systeem om de Tumo plaatsenr ongeveer dezelfde oriëntatie voor elke scan. </li><li> Plaats de CT-liposoom spuit in een spuitpomp en bevestig de katheter op de spuit. Stel de pomp snelheid van 10 pl per sec. </li><li> Initialiseren van het systeem door het uitvoeren van een heldere-dark kalibratie scan met behulp van de CT-scanner console software. Selecteer de heldere-dark scan optie voor elk beeldvorming protocol van belang, selecteer helder-donker uit het drop down menu en druk op de scan knop om de kalibratie te starten. </li><li> Voer een volumetrische anatomische micro-CT van de tumor voorafgaand aan de injectie contrastmiddel. Kijk naar de CT-scanner console software indicator om de CT-scanner veiligheidsvergrendelingen zijn gewist te garanderen. Op de CT-scanner console select scan selecteert u een x-ray energie van 80 kV, een buis stroom van 70 mA, en vangt 1.000 image projecties in de tijd 16 sec. Druk op de scan knop om de scan te starten. </li><li> Gebruik de spuitpomp een bolus van CT-liposomen te injecteren in een concentratie van 400 mg jodium kg-1. Stel de pomp een volume van ongeveer 150 pi (uitgaande van een 25 g muis) geïnjecteerd. Druk op de knop &#39;start&#39; op de pomp om te injecteren. Handmatig Spoel de katheter met 50 pi zoutoplossing (tweemaal het volume van de katheter) om de gehele hoeveelheid agens geïnjecteerd waarborgen en de katheter weg. </li><li> Wacht 10 minuten na de injectie van CT-liposomen en vervolgens een tweede anatomische scan met dezelfde methode en instellingen in 3,5 beschreven. </li><li> Voer een DCE-CT-scan door de spuitpomp tot een volume van 100 gl van de vrije iohexol gemengd met zoutoplossing te injecteren (9: 1 volumeverhouding) met behulp van dezelfde injectiesnelheid omgeving in 3,3 beschreven. <ol><li> Op de CT-scanner console selecteert de 5 min dynamische scan die een x-ray energie-instelling van 80 kV, een buis energie van 90mA gebruikt en vangt 416 beeld projecties per sec voor de eerste 30 seconden gevolgd door een acquisitie elke 10 sec . Capture 5 sec van DCE-CT data en druk op de startknop op het spuitgietenn pomp. </li><li> Na de DCE-CT-scan uitvoeren van een volumetrische anatomische micro-CT scan. </li></ol></li><li> Leg anatomische CT-beelden tussen 48 en 72 uur na injectie van CT-liposomen, met dezelfde volumetrische CT instellingen met stappen 3,5. </li><li> Reconstrueren de anatomische CT en DCE-CT-gegevens met behulp van de GPU-reconstructie software. <ol><li> Laad de afbeelding in de reconstructie software. Selecteer de regio van belang te worden gereconstrueerd door het tekenen van een ROI op de afbeelding met behulp van een muis. Stel de opslaglocatie en de bestandsnaam voor de gereconstrueerde afgebeeld en selecteer de output file type als &#39;.mat&#39;. LET OP: De software zal automatisch de gereconstrueerde voxel grootte van 0,153 x 0,153 x 0,153 mm 3 voor anatomische scans en 0,153 x 0,153 x 0,462 mm 3 voor DCE-CT-scans. Klik op het &#39;begin reconstructie&#39; knop. </li></ol></li><li> Met de pre-injectie en 10 min na injectie scans van de CT-liposoom Berekenenplasmavolume fractie 3 zoals eerder beschreven. Verder maken de pre-injectie en 5 min na injectie scans van iohexol de interstitiële volumefractie berekend zoals eerder beschreven 7. </li><li> Verkrijgen tijd intensiteit curves (TIC) door het importeren van de DCE-CT-gegevens in de software die de mogelijkheid om een ​​regio van belang (ROI) te identificeren in de tumor volume biedt. Bereken vervolgens de gemiddelde CT verbeteren de ROI als functie van de tijd. In dit experiment werd aangepaste software ontwikkeld om een ​​ROI te identificeren en berekenen van de TIC. </li><li> Verkrijgen van kwantitatieve schattingen van de perfusie en vasculaire permeabiliteit door het aanbrengen gemeten TIC behulp van een twee-compartimenten tracer kinetische model. Montage kan worden uitgevoerd met DCE-CT analysesoftware en gebruik apriori ramingen van de plasma volumefractie en interstitiële volumegehalten vastgesteld parameters in de twee compartimenten tracer kinetische model. Gebruik eerder gerapporteerde methoden om priori schattingen van het plasma te verkrijgenen een tussenliggende volumefracties 14. </li></ol> 4. Ruimtelijke Metingen van Tumor interstitiële vloeistof Pressure <ol><li> Om te meten IFP sluit de 25 G spinale naald om de druk transducer en de IFP acquisitie systeem door middel van 50 cm van PE20 polyethyleen buis. Spoel het hele systeem met een heparine sulfaat / zoutoplossing (1:10). Steriliseer de naald met 70% isopropyl voor gebruik. </li><li> Schakel de acquisitie systeem en de lancering van de IFP acquisitie software en laadt de instellingen van bestanden naar het systeem om IFP metingen te verwerven in mmHg kalibreren. Klik op de knop verwerven om continu verzamelen IFP data. </li><li> IFP voeren metingen tussen 48 en 72 uur na injectie van CT-liposomen (dit komt overeen met de verwachte piek accumulatie van de CT-liposomen in de tumor) met de onder 4.8 beschreven werkwijzen. Bevestig de IFP naald op de CT-IFP robot. </li><li> Kalibratie uitvoeren scans om coördinatensystemen voor uitlijnende CT-IFP robot en de CT scanner. Voeg de ijkpuntmarker gehechtheid aan de CT-IFP robot en het uitvoeren van een vier volumetrische CT-scan met de ijkpuntmarker in vier verschillende posities. <ol><li> Start de CT-IFP robot controller software, initialiseren van de robot, en verplaats de robot om de drie standen door het invoeren van de x, y, z targeting posities en te klikken op de &#39;go&#39; knop. </li><li> Neem een ​​CT-scan op de volgende x, y, z coördinaten: (1) 0,0,0; (2) -10,0,0; (3) 0,7,0; en (4) 0,0,10. Selecteer een 90 kV, 10 mA, 16 sec scan met behulp van de CT-scanner software en druk op &#39;Start&#39; om de scan te starten. Reconstrueren de scan, zoals beschreven in 3.10. </li></ol></li><li> Start de CT-IFP robot alignment software. Klik op de knop &#39;toevoegen&#39; in de regio &#39;Registration Data&#39; geladen en selecteer de vier gereconstrueerde registratie scans verkregen in 4.3 en klik op &#39;open&#39;. LET OP: De pixel locatie van de vaste marker wordt automatisch in de Softwa worden ingevoerdopnieuw. <ol><li> Klik op de knop &#39;Berekenen Transform&#39; en klik vervolgens op de &#39;Apply Transform&#39; knop. Dit genereert uitlijngegevens die zullen worden gebruikt om te zetten de CT-IFP robot coördinatensysteem aan de CT scanner coördinatensysteem. Nadat de kalibratie is voltooid, bevestigt het dier platform om de CT-IFP robot. </li></ol></li><li> Verdoven elke muis met behulp van 2% isofluraan gemengd met medische lucht of zuurstof en bevestig door te knijpen de teen en observeren geen reactie. Immobiliseren dier op de CT-IFP robot platform en de positie van de muis, zodat de tumor is toegankelijk voor de CT-IFP robotsysteem. Immobiliseren de tumor met behulp van tape, zodat het niet beweegt tijdens het IFP naald inbrengen. </li><li> Voer een anatomische micro-CT scan voorafgaand aan het inbrengen van de IFP naald. Reconstrueren de CT-gegevens met behulp van de stappen in 3.10 beschreven. </li><li> Laad de pre-naald inbrengen CT gegevens in de CT-IFP robot alignment software. Pas het raam en niveau om de tumor te visualiseren. Klik op The rand van de tumor in een afbeelding en klik vervolgens op een tweede rand locatie. NB: De software zal een reeks van posities te berekenen langs een rechte lijn tussen de twee posities. Let op de x, y en z-coördinaten voor een reeks van 5-8 gelijkmatig posities in de lijst. </li><li> Bereid de IFP systeem spoelen van de naald met heparine-zoutoplossing vóór het inbrengen. </li><li> Voer de eerste vooraf bepaalde naaldposities in de x, y, z, in de CT-IFP robot besturingssoftware en druk-beweging aan de knop &#39;go&#39; om de robot te verplaatsen naar de gewenste positie. Klik op de &#39;Insert Needle&#39; knop om de naald in het weefsel plaatst. <ol><li> Na het inbrengen van de naald zorgen voor een goede vloeiende communicatie tussen de IFP naald en het weefsel door te knijpen en het vrijgeven van de PE20 slang, en merkt op dat de IFP meting toe en keert terug naar de pre-knijpen waarde op de IFP acquisitie software. Weigeren metingen die niet terug te keren naar de uitgangswaarde. </li></ol></li><li> verwervenanatomische CT-scan met de naald ingebracht, klik vervolgens op de &#39;Retract Needle&#39; knop op de CT-IFP robot control software om de naald uit het weefsel te trekken. Verwerpen iedere IFP metingen waarbij de IFP waarde niet terug naar de pre-naald inbrengen waarde na intrekking van de naald. Dit betekent de naald kunnen worden verstopt tijdens de meting. Herhaal stap 4,8-4,10 voor elke naald positie. </li><li> Bepaal de naaldpositie binnen het tumorvolume door het berekenen van de x, y en z posities van de naald haven ten opzichte van het zwaartepunt van het tumorvolume zoals geïdentificeerd in de post-insertie volumetrische CT scan van de naald. </li><li> Terug dieren naar de kooi na alle metingen zijn voltooid. Geen dieren onbeheerd achter, en zorg om ze te observeren, totdat het bewustzijn is herwonnen en zijn ze in staat om borstligging handhaven. </li></ol>

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

De auteurs hebben niets te onthullen

De methoden voor het image-gebaseerde meting die hierin mogelijk te maken bepaling van de ruimtelijke verdeling van de tumor microcirculatie eigenschappen, IFP, en CT-liposoom accumulatie. Eerdere pogingen om deze eigenschappen betrekking hebben vertrouwd op het uitvoeren van bulk metingen over meerdere tumor-dragende dieren en dus niet over de gevoeligheid voor mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de heterogeniteit in intra-tumorale accumulatie die vaak is waargenomen voor nano-sized drug delivery systemen 1...

Meten van de intratumorale accumulatie van nanodeeltjes geneesmiddelafgiftesystemen kan een belangrijk instrument om te bepalen of een voldoende concentratie van cytotoxische geneesmiddel in de tumor is gehaald. De ontwikkeling van &quot;afbeeldbare&quot; liposomale systemen zorgt voor niet-invasieve en kwantitatieve in vivo detectie van de geneesmiddelafgifte auto met beeldvormingsmodaliteiten zoals positron emissie tomografie (PET) 1, optische fluorescentie 2 en computertomografie (CT) 3, 4 en magnetische resonantie imaging (MRI) 5. Imaging is gebruikt om de farmacokinetica en biodistributie van liposoomafgiftesystemen bepalen en de mate van interindividuele en intratumorale heterogeniteit nanodeeltjes accumulatie 6,7 onthullen. Echter, beeldvorming van nanodeeltjes alleen niet de biologische barrières die hebben bijgedragen aan hun slechte accumulatie en distributie te identificeren. Deze kennis is van cruciaal belang voor de rDe nationale ontwikkeling van meer effectieve formuleringen, en strategieën ter verbetering van de intra-tumorale accumulatie 8. Het is aangetoond dat therapeutische strategieën kunnen worden toegepast op specifieke biologische barrières als gevolg een betere nanodeeltjes transport 9 moduleren. Daarnaast zijn nanodeeltjes formuleringen ontwikkeld om specifiek te overwinnen specifieke biologische transportbarrière 10. In beide scenario&#39;s kunnen metingen van biologische barrières worden gebruikt om het gebruik van een geschikte nanodeeltjes geneesmiddelafgifte strategie leiden. Tumor microcirculatie en verhoogde IFP wordt aangenomen dat twee belangrijke determinanten van de intratumorale accumulatie van nanodeeltjes, zoals liposomen, in vaste tumoren 9,11. Echter, andere barrières die bijdragen aan slechte liposoom accumulatie onder een dichte extracellulaire matrix impermeabel vasculatuur en vast weefsel 12 druk. Deze barrières hebben betrekking op een ruimte-tijdmanier, met abnormale bloedstroom en verhoogde interstitiële vloeistof druk zijn twee belangrijke factoren die de eerste aflevering en extravasatie van nanodeeltjes. Zoals eerder besproken, tot oprichting van de relatie tussen de tumor microcirculatie, verhoogde IFP, en de intra-tumorale accumulatie van liposomen is absoluut noodzakelijk voor een goede interpretatie van de liposoom beeldgegevens. Hierin kwantitatieve methode om de relatie tussen de tumor microcirculatie, verhoogde IFP en nanodeeltjes accumulatie in een vaste tumor gemeten worden. Dit wordt bereikt door het uitvoeren van co-gelokaliseerde metingen van de intratumorale verdeling van een CT liposoom contrastmiddel middels volumetrische CT beeldvorming, tumor microcirculatie middels dynamische contrast versterkte computertomografie beeldvorming en tumor IFP met een beeldgeleide robotic naald positioneringssysteem, genaamd de CT-IFP robot 13.

<table><tbody><tr><td>MDA-MB-231 metastatische borstkanker adenocarcinoom tumorcellen&nbsp;</td><td>ATCC</td><td>HTB-26</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)&nbsp;</td><td>Life Technologies</td><td>11965-092</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum (FBS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F1051</td><td></td></tr><tr><td>HyClone Penicillin-Streptomycin 100x Oplossing</td><td>GE Healthcare Life Sciences</td><td>SV30010</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin-EDTA (0,05%), fenol rood</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>25300-054</td><td></td></tr><tr><td>1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-fosfocholine (DPPC)</td><td>Avanti Lipids Inc., USA</td><td>850355P</td><td></td></tr><tr><td>Cholesterol (CH)</td><td>Avanti Lipids Inc., USA</td><td>700000P</td><td></td></tr><tr><td>1,2-distearoyl-sn-glycero-3-fosfoethanolamine-N-poly(ethyleenglycol) 2000 (DSPE-PEG2000)</td><td>Avanti Lipids Inc., USA</td><td>880128P</td><td></td></tr><tr><td>Omnipaque (Iohexol) 300 mg jodium/ml&nbsp;</td><td>GE Healthcare, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>80 nm poriegrootte Track-Etch polycarbonaatmembranen</td><td>Whatman Inc., USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>200 nm poriegrootte Track-Etch polycarbonaatmembranen</td><td>Whatman Inc., USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>10 m Lipex Extruder&nbsp;</td><td>Nothern Lipids Inc, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dialysezak Moleculair Gewichts Afsluiting (MWCO) van 8 kDa</td><td>Spectrum Labs, USA&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>750.000 Nomicale Moleculair Gewicht Afsluiting (NMWC) Tangentiële stroming kolom&nbsp;</td><td>MidGee ultrafiltratie cartridge, GE Healthcare, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Peristaltiekpomp&nbsp;</td><td>Watson Marlow Inc., USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV spectrometer</td><td>Helios &gamma;, Spectronic Unicam,&nbsp; USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>90Plus deeltjesgrootte analyzer&nbsp;</td><td>Brookhaven, Holtsville, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>eXplore Locus Ultra micro-CT systeem&nbsp;</td><td>GE Healthcare, CA</td><td></td><td>Gemanipuleerd met CT-Console Software</td></tr><tr><td>AxRecon GPU-gebaseerde Reconstructie</td><td>&nbsp;Acceleware Corp. CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>27 G Catheter SURFLO Winged Infusion Set</td><td>Terumo Medical Products, USA</td><td>SV*27EL</td><td></td></tr><tr><td>PE20 polyethyleen slang</td><td>Becton Dickinson, USA</td><td>427406</td><td></td></tr><tr><td>Pen tip 25 G &times; 3,5&prime;&prime; Whitacre spinale naald&nbsp;</td><td>Becton Dickinson, USA</td><td>405140</td><td>IFP naald</td></tr><tr><td>P23XL&nbsp; druktransducer&nbsp;</td><td>Harvard Apparatus, CA</td><td>P23XL</td><td></td></tr><tr><td>PowerLab 4/35, Bridge Amp, met LabChart Pro 7.0</td><td>ADInstruments Pty Ltd., USA</td><td>PL3504, FE221</td><td>IFP acquisitie systeem en acquisitie software</td></tr><tr><td>CT-Sabre Small Animall Interventie systeem (CT-IFP Robot)</td><td>Parallax Innovations, CA</td><td></td><td>Gemanipuleerd met CT-IFP robot Control Software</td></tr><tr><td>CT-IFP robot uitlijningssoftware</td><td></td><td></td><td>Aangepaste Matlab software</td></tr><tr><td>DCE-CT Analyse Software</td><td></td><td></td><td>Aangepaste Matlab software</td></tr><tr><td>Matlab 2013b</td><td>Mathworks, USA</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ruimtelijke metingen van perfusie, interstitiële vloeistof druk en liposomen accumulatie in solide tumoren

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

De heterogene intratumorale accumulatie van liposomen is een belangrijke determinant van hun werkzaamheid. Zowel de chaotische tumor microcirculatie en verhoogde IFP verband houden met de heterogene intratumorale verdeling van nanotechnologie gebaseerde geneesmiddelafgiftesystemen zoals liposomen. In deze studie, de relatie tussen tumor microcirculatie, verhoogde IFP en accumulatie van nanodeeltjes werd onderzocht door middel van in vivo experimenten. Dit werd bereikt door evaluatie van de tumor microcirculatie met behulp van dynamische contrast versterkte computertomografie (DCE-CT) en meting van de tumor IFP met behulp van een nieuwe beeldgeleide robotic plaatsing van de naald dat is aangesloten op de micro-CT-scanner. De intra-tumorale accumulatie van liposomen werd bepaald door CT image-gebaseerde beoordeling van een nanodeeltje liposomale formulering die stabiel te kapselen het contrastmiddel johexol (CT-liposomen). CT beeldvorming termijn voor co-lokalisatie van de ruimtelijke verdeling vantumor hemodynamica, IFP en CT-liposoom accumulatie per individuele subcutane xenograft muismodel van borstkanker. Metingen leidde tot de ontdekking dat perfusie en plasmavolume fractie sterk mediatoren van de intratumorale verdeling van liposomen. Bovendien zijn de resultaten suggereren dat IFP speelt een indirecte rol als mediator liposoom distributie via het moduleren van de bloedstroom.

De hiervoor genoemde protocol moet CT-liposomen met een ingekapselde concentratie van iohexol, betekenen liposoom diameter en zeta potentieel van 55 mg ml -1, 91,8 ± 0,3 nm en -45,5 ± 2,5 mV, resp. Figuur 1a omvat representatief DCE-CT-beeldvorming resultaten, waarbij een tijdreeks van volumetrische gegevens die de temporele veranderingen in intratumorale accumulatie van iohexol tonen. Het selecteren van een ROI binnen de tumor levert een TIC dat kan worden ge...

De heterogene intra-tumorale accumulatie van liposomen is in verband gebracht met een abnormale tumormicro-omgeving. Hierin worden methoden gepresenteerd om de tumormicrocirculatie te meten door middel van perfusiebeeldvorming en verhoogde interstitiële vloeistofdruk (IFP) met behulp van een beeldgestuurd robotsysteem. Metingen worden vergeleken met de intra-tumorale accumulatie van liposomen, bepaald met behulp van volumetrische micro-CT-beeldvorming.

Ruimtelijke Metingen van perfusie, interstitiële vloeistof druk en liposomen accumulatie in solide tumoren

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

Het algemene doel van dit experiment is om de intratumorale accumulatie van nanotherapeutica te relateren aan de eigenschappen van de tumoromgeving, inclusief de tumorcirculatie en de verhoogde interstitiële vloeistofdruk, of IFP. Deze methode stelt ons in staat om belangrijke vragen over nanogeneesmiddelen te beantwoorden. Vragen zoals: wat drijft de heterogene opname van nanodeeltjes binnen een tumor?Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het co-gelokaliseerde ruimtelijke mapping mogelijk maakt van de eigenschappen van de tumormicro-omgeving en de intratumorale distributie van nanodeeltjes. Nadat het juiste niveau van anesthesie via topenge is bevestigd, brengt u zalf aan op de ogen van de muis en plakt u de ledematen van het dier in buikligging vast op een dun plastic bord. Plaats vervolgens een op maat gemaakte 27-gauge katheter, verbonden met een stuk PE10-buis van 20 centimeter, in de laterale staartvene en bevestig de buis met enkele stukjes tape.Vul nu een spuit van 1 ml met ten minste 200 µL computed tomography- of CT-liposomen en een spuit van 1 ml met ten minste 150 µL van een mengsel van vrij iohexol met saline in een volumeverhouding van 9:1. Plaats de spu

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Interstitiële vloeistof stroom wordt verhoogd in solide tumoren en kan moduleren tumorcel invasie. Hier beschrijven een techniek interstitiële fluïdumstroming toepassing cellen ingebed in een matrix en meet de gevolgen celinvasie. Deze techniek kan gemakkelijk worden aangepast aan andere te bestuderen.

Drie-dimensionale Cultuur van de Cel Model voor het meten van de effecten van het interstitiële vocht Flow op tumorcel invasie

De nieuwe protocol gerapporteerd in deze studie kan selectieve detectie van longmetastasen in cel resolutie in muizen door...

Verbeterde visualisatie van longmetastasen bij Single Cell resolutie in Muizen van de gecombineerde<em&gt; In-situ</em&gt; Perfusie van het longweefsel en X-gal kleuring van<em&gt; LacZ</em&gt;-Label tumorcellen

Deze video beschrijft een techniek om de interstitiële vloeistofdruk in een tumor te meten door middel van perfusiebeeldvorming met behulp van een beeldgestuurd robotsysteem. Metingen worden vergeleken met de intratumorale accumulatie van liposomen, binnen een solide tumor.

Ruimtelijke meting van tumorinterstitiële vloeistofdruk: een methode om de interstitiële vloeistofdruk te meten

In dit artikel presenteren we een methode om tumor bloedvaten analyseren in vivo met behulp van dynamische contrast-verbeterde fluorescentie videomicroscopie. Twee kwantitatieve parameters werden overgenomen: functionele capillaire dichtheid als gevolg van de doorbloeding van de tumor, en de index lekkage als gevolg van de lekkage van de endotheliale wand.

In vivo beeldvorming van tumorale angiogenese met behulp van fluorescentie confocale videomicroscopie

Er wordt een methode gepresenteerd om de snelheid van de microcirculatoire bloedstroom te meten in longkankermetastasen van het pleuraoppervlak bij ratten op een geautomatiseerde manier, met behulp van gesloten-borst intravitale longmicroscopie. Dit model heeft het potentieel om als een wijdverbreid hulpmiddel te worden gebruikt om fysiologisch onderzoek uit te voeren naar longmetastasen bij knaagdieren.

Geautomatiseerde Meting van Microcirculatoire snelheid van de bloedstroom in longmetastasen van Rats

Het gebruik van fluoroforen voor in vivo beeldvorming kan sterk beperkt worden door opsonisatie, snelle klaring, lage detectiegevoeligheid en cytotoxische effecten op de gastheer. Encapsulatie van fluoroforen in liposomen door filmhydratie en extrusie leidt tot fluorescentiekwelving en bescherming, wat in vivo beeldvorming met hoge detectiegevoeligheid mogelijk maakt.

Fluorescentie-blussen van een liposomaal ingekapseld nabij-infrarood Fluorofoor als een instrument voor In Vivo Optical Imaging

Dit protocol beschrijft de intravital beeldvorming van transgene muizen uiting van cel-specifieke fluorescente markeringen. Intravital imaging biedt een niet-invasieve methode voor hoge resolutie waarnemingen in levende dieren met behulp van implanteerbare windows waardoor de microscopische visualisatie van de processen mogelijk is. Deze methode is vooral handig om longitudinale processen te bestuderen.

Intravital microscopie van Tumor-geassocieerde therapieën met behulp van geavanceerde dorsale huidplooien venster Chambers op transgene fluorescerende muizen

We beschrijven twee methoden voor het beoordelen van voorbijgaande vasculaire permeabiliteit geassocieerd met tumor micro omgeving van metastasen (tmem) deuropening functie en kankercel intravasatie met behulp van intraveneuze injectie van hoog-moleculair gewicht (155 kDa) dextran bij muizen. De methoden omvatten intravital beeldvorming in levende dieren en vaste weefsel analyse met behulp van immunofluorescentie.

Beoordeling van tumor Microenvironment van metastasen doorway-gemedieerde vasculaire permeabiliteit geassocieerd met kanker cel verspreiding met behulp van Intravital beeldvorming en vaste weefsel analyse

Het doel van dit protocol is om fluorescerend gelabelde liposomen te synthetiseren en flowcytometrie te gebruiken om in vivo lokalisatie van liposomen op cellulair niveau te identificeren.

Voorbereiding, toediening en beoordeling van in vivo weefselspecifieke cellulaire opname van fluorescerende kleurstof-gelabelde liposomen

Dit protocol presenteert een fysiologisch relevant tumor-on-a-chip-model om basis- en translationeel kankeronderzoek bij mensen met een hoge doorvoer uit te voeren, het screenen van geneesmiddelen, ziektemodellering en gepersonaliseerde geneeskundebenaderingen te bevorderen met een beschrijving van laad-, onderhouds- en evaluatieprocedures.

Opzetten van een fysiologisch menselijk gevasculariseerd microtumormodel voor kankeronderzoek

De vertaling van de bevindingen van intravitale microscopie wordt uitgedaagd door de geringe dieptepenetratie in het weefsel. Hier beschrijven we een muismodel met dorsale vensterkamer dat co-registratie van intravitale microscopie en klinisch toepasbare beeldvormingsmodaliteiten (bijv. CT, MRI) mogelijk maakt voor directe ruimtelijke correlatie, waardoor de klinische vertaling van intravitale microscopiebevindingen mogelijk wordt gestroomlijnd.

Een dorsaal huidplooi raamkamer tumor muismodel voor gecombineerde intravitale microscopie en magnetische resonantie beeldvorming in translationeel kankeronderzoek

Leer ruimtelijke metingen van perfusie, interstitiële vloeistofdruk en liposomenaccumulatie in solide tumoren. Deze methode maakt co-gelokaliseerde kartering van tumormicro-omgevingseigenschappen en nanopartikelverdeling mogelijk.

Ruimtelijke Metingen van perfusie, interstitiële vloeistof druk en liposomen accumulatie in solide tumoren

Meer video's verkennen