Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Cytotoksisk Effekten af ​​Fotodynamisk terapi i osteosarcomceller Published: March 18, 2014 doi: 10.3791/51213
* These authors contributed equally

Summary

Protokollen rapporteret her tillader evaluering af effekten af ​​fotodynamisk terapi (PDT) i cellelinjer og optimering af PDT-indstillingerne, før du anvender terapi i dyremodeller.

Abstract

I de senere år har der været problemer med at finde mere effektive behandlinger mod kræft med færre systemiske bivirkninger. Derfor Fotodynamisk terapi er en ny tilgang til en mere tumor selektiv behandling.

Fotodynamisk terapi (PDT), som gør brug af en ikke-toksisk fotosensibilisator (PS), som ved aktivering med lys med en bestemt bølgelængde i nærvær af oxygen, genererer oxygenradikaler, som fremkalder en cytotoksisk reaktion 1. På trods af sin godkendelse næsten tyve år siden af FDA, er PDT i dag kun brugt til at behandle et begrænset antal kræftformer (hud, blære) og nononcological sygdomme (psoriasis, aktinisk keratose) 2..

Den største fordel ved brugen af ​​PDT er evnen til at udføre en lokal behandling, som forhindrer systemiske bivirkninger. Desuden tillader behandling af tumorer på sarte steder (fx omkring nerver eller blodkarrene). Her en intraoperative anvendelse af PDT betragtes i osteosarkom (OS), en svulst i knogler, for at målrette primær tumor satellitter efterladt i tumor omkringliggende væv efter kirurgisk tumor resektion. Behandlingen sigter på at mindske antallet af gentagelser og på at mindske risikoen for (postoperativ) metastaser.

I den foreliggende undersøgelse præsenterer vi in vitro PDT procedurer til at etablere de optimale PDT indstillinger for effektiv behandling af udbredte OS cellelinier, der anvendes til at gengive den humane sygdom i veletablerede intratibial OS musemodeller. Optagelsen af ​​PS mTHPC blev undersøgt med et spektrofotometer og fototoksicitet blev provokeret med laserlys excitation af mTHPC ved 652 nm til at fremkalde celledød vurderet med WST-1 analysen og ved optællingen af ​​overlevende celler. De etablerede teknikker gør os i stand til at definere de optimale PDT indstillinger til fremtidige studier i dyremodeller. De er en nem og hurtig redskab til evaluering af effekten af ​​PDT in vivo.

Introduction

Dagens topmoderne behandling af osteosarcoma (OS), en primær knogletumor, omfatter en kombination af neo adjuvans kemoterapi og kirurgi. Dette behandlingsregimen afslørede en stigning i overlevelsesraten for patienter med lokaliseret sygdom fra ca 20% før anvendelsen af kemoterapi, til øjeblikket 60-70% 3, 4. Men i de sidste to årtier har den overordnede overlevelse OS patienter med lokal sygdom toppet 4, 5. Desuden 30-40% af disse patienter tilbagefald inden for 3 år efter diagnosen, og patienter med metastatisk sygdom fortsat har en dårlig overlevelse på 20-30% 4, 6, 7. For at forbedre resultaterne af disse patienter skal udvikles nye terapeutiske strategier.

Fotodynamisk terapi (PDT), en temmelig ny behandling mod kræft, bruger lys af en bestemt bølgelængde for excitation af en photosensiTizer (PS), som ophobes i tumorceller efter injektion ind i blodbanen. Laserlys excitation af PS genererer oxygenradikaler i nærvær af oxygen, som inducerer cytotoksisk reaktion i tumorceller og celledød. Ud over dette primære mekanisme, to ekstra PDT fremkaldte biologiske processer bidrager til reduceret tumorvækst: PDT forårsager vasokonstriktion og trombedannelse af tumor microvasculature og dermed lokal hypoxi og iltmangel inde i tumoren, hvilket fører til tumor infarkt. Endelig PDT sårede og døende tumorceller udløse en immunrespons lokal, en temmelig unik feature i PDT. Dette involverer komplementsystemet og aktivering af antigen-præsenterende dendritiske celler 8. Således er betingelserne skabt for præsentationen af ​​tumorantigener med efterfølgende aktivering af lymfoide celler, hvilket fører til tumor specifik immunitet.

Hidtil har PDT er blevet anvendt til behandling af flere typer af tumorer i blødt væv og hyperplAsiens, såsom aktinisk keratose, Barretts øsofagus, endobronchiale tumorer, blærecancer, basalcellekarcinomer, og palliativ behandling af hoved-og halscancer 2.. Behandlingen er kendt for at fremkalde lokal stor målestok nekrose med kun små bivirkninger, og har således potentiale til selektivt at udrydde tumorvæv. På trods af disse fordele, anvendelsen af ​​PDT er teknisk mere krævende end administration af kemoterapeutiske stoffer. For at opnå maksimal effektivitet, PS koncentration lyseksponering og total lysenergi overførsel skal optimeres. Dette kan gøres in vivo eksperimenter, men på grund af det relativt store antal parametre, der skal optimeres, er det mere effektivt i første omgang at bestemme optimale betingelser in vitro.

I de nedenfor beskrevne eksperimenter testede vi in vitro effekten af PDT under anvendelse af PS 5,10,15,20-tetrakis (meta-hydroxyphenyl) chlOrin, forkortet mTHPC (figur 1A). mTHPC er det aktive stof i lægemidlet Foscan, som i øjeblikket bruges i klinikken til palliativ behandling af hoved-og halscancer. Det er en af de mest potente PS, inducere massiv cellebeskadigelse allerede ved lave koncentrationer, og det blev påvist at være overlegen i forhold til andre PS i form af vævsgennemtrængning 9, 10. Dens lys-absorptionsspektrum (figur 1B) viser to prominente toppe, en ved 417 nm og en anden ved 652 nm, som anvendes til vævslokalisering akkumulere PS og til PDT induktion, hhv.

I øjeblikket er en liposomal formulering for mTHPC er under udvikling. Her beskriver vi de procedurer, til at kvantificere udbredelsen af ​​denne liposomal formulering, og til at udføre PDT i to humane OS cellelinjer, den lave metastatisk HOS og de høje metastatiske 143B celler. Nogle af de data, der præsenteres her, er blevet rapporteret tidligere 11. The fremgangsmåde beskrevet her muligt for os at undersøge virkningen af ​​en metastatisk fænotype PDT effekt. 143B celler, orthotopisk sprøjtes ind i bagbenene immun mangelfulde SCID mus forårsager intratibial metastaserende primære tumorer, en model nøje efterligne den menneskelige metastaserende sygdom. Det foreslåede in vitro forsøg er perfekt egnet til at vurdere de optimale PDT indstillinger, der skal senere anvendes i in vivo forsøg.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1.. Sammenligning af optagelsen af ​​mTHPC i de respektive Lav og stærkt metastaserende HOS og 143B OS cellelinjer

  1. Forbered celledyrkningsmedium indeholdende DMEM, Ham F12 og varmeinaktiveret føtalt kalveserum i et forhold 4.5:4.5:1.
    Bemærk: Den liposomale formulering af PS mTHPC blev opløst i vand ved en slutkoncentration på 1,5 mg / ml mTHPC.
  2. Plate 0,2 x 10 6 HOS og 143B celler / brønd i 6-brønds plader (tre eksemplarer for hver betingelse), og lad cellerne holde natten over.
    Bemærk: Antallet justeres til individuelle cellelinier. En konfluens på 80-90% er mest egnet på tidspunktet for forsøget.
  3. Den følgende dag, inkuberes cellerne med en fast koncentration af mTHPC for forskellige tidsperioder (tidsafhængig uptake) eller med stigende koncentrationer af mTHPC løbet af en fast tidsperiode (dosisafhængig optagelse).
  4. Inkubér cellerne med mTHPC for bestemt tidspunkt points eller koncentrationer af mTHPC.
    Bemærk: I denne undersøgelse blev både HOS og 143B cellelinjer inkuberet med 0,6 ug / ml mTHPC til 0, 2,5, 5 eller 10 timer, eller med 0, 0,6, 2,5 og 10 ug / ml mTHPC i 5 timer. De anvendte perioder og doseringer kan variere afhængigt af den cellelinie, som anvendes.
  5. Husk altid at arbejde i mørke eller i dæmpede lysforhold for at forhindre direkte lys eksponering af cellerne.
  6. Efter inkubering af cellerne i de angivne betingelser, aspireres medium og vaske cellerne tre gange med PBS. Dernæst løsnes cellerne med 0,5 ml trypsin / EDTA og tælle cellerne.
  7. Efter frigørelse, centrifugeres cellerne ved 400 x g i 5 minutter, aspireres medium og cellerne resuspenderes i PBS til en endelig densitet på 200.000 celler / ml.
  8. Afpipetteres 100 pi af den opnåede cellesuspension (dvs. 20.000 celler) i en 96-brønds plade og måle fluorescensen af disse celler i et fluorescens-spektrofotometer. Indstillingens for mTHPC fluorescens målinger er: 417 nm for excitation og 652 nm for emission.
  9. For at beregne mængden af ​​internaliserede mTHPC per celle, normalisere den relative fluorescens enhed (RFU) til celle nummer og celle volumen som følger:
  10. Forbered en standardkurve ved hjælp af forskellige koncentrationer af mTHPC i PBS 0-4 mg / ml (brug tredobbelte målinger). Tilsæt 100 pi af hver fortynding i en 96-brønds plade og måle fluorescensen af ​​brøndene ved hjælp af indstillinger, der er beskrevet under trin 1.6.
  11. Opdel RFU (opnået 20.000 celler) af hældningen af ​​den lineære standardkurve mTHPC, hvilket giver koncentrationen af ​​mTHPC (i ug / ml) i brønden.
  12. Divider dette mTHPC koncentration med 10 for at få den samlede mængde mTHPC i en brønd (i mg, svarende til 100 ul celle suspension) og dividere denne værdi med den mængde på 20.000 celler.
  13. Beregn volumen med formlen for en kugle: (4/3 x π) xR3. Finde radius r ved at måle diameteren af 20 trypsiniserede celler under et mikroskop, og dividere denne værdi med 2.
  14. Endelig normalisere alle værdier til dem, der opnås for Hos celler efter 10 timers inkubation (dosisafhængig optagelse) eller behandlet med 10 ug / ml mTHPC (tidsafhængige optagelse), som blev sat til 100%.

2. Måling af Fototoksicitet PS In Vitro

  1. Seed 3000 celler / brønd i en 96-brønds plade (triplikater for hver koncentration af mTHPC anvendes) og lad dem holde natten over. Tilsvarende udarbejde en yderligere 96-brønds plade og behandle celler som beskrevet nedenfor, men derefter sætte dem til side til fasekontrast billeddannelse.
    Bemærk: Antallet justeres for hver enkelt cellelinje. En konfluens på 50-60% på tidspunktet for forsøget er ideel.
    1. Husk at tilføje den tilsvarende mørke toksicitet kontrol af celler for hver af de mTHPC koncentrationer. DenSE er celler, der vil blive inkuberet i fravær eller nærvær af udvalgte koncentrationer af mTHPC, men vil ikke blive belyst.
  2. Den følgende dag, inkuberes cellerne med forskellige koncentrationer af mTHPC (0, 0,0001, 0,001, 0,01, 0,03, 0,075, 0,15, 0,3, 0,6, 1,25, 2,5, 5 og 10 ug / ml) afhængigt af cellelinier og holde dem i mørke i 5 timer.
    1. Der henvises til afsnit 1.3.2
      Bemærk: Inkubationstiden før belysningen afhænger af cellelinien og PS anvendes derfor er det tilrådeligt at teste forskellige koncentrationer og forskellige tidspunkter i separate eksperimenter.
  3. Efter inkubation i den angivne tidsperiode, vaskes cellerne to gange med PBS og tilføje nyt frisk medium uden mTHPC.
  4. Belyse celler med et 652 nm diode laser specifikke for mTHPC absorptionsspektrum (se figur 1).
    1. Indstil laseren til 21,88 mW / cm 2 effekt i en højde på 13,5 cm distance fra cellerne, for at få en energi dosis på 5 J / cm2. Belyse celler til 230 sek. Må ikke belyse de mørke toksicitet kontrol-celler (med og uden mTHPC).
      Bemærk: Bær altid briller for at beskytte øjnene mod laserlys bruges til excitation af PS.
  5. Efter belysning, holde cellerne i mørke ved 37 º C i 24 timer. Efterfølgende tilsættes vandopløselige tetrazolium (WST-1)-reagens (10 μl/100 pi medium).
  6. Tre timer efter tilsætningen af ​​WST-1 reagens, måles absorbansen af ​​individuelle brønde i 96-brønds plade ved 415 nm.
  7. For at beregne procentdelen af overlevende celler, sæt middelværdien af de værdier, der er opnået for de ikke mTHPC behandlede celler for hver tilstand til 100% (dvs. belyste, uden mTHPC og nonilluminated uden mTHPC).

3. Estimering af Cell Antal ved celletælling

  1. Seed 20.000 celler / vill i en 24-brønds plade og lad dem holde natten over.
  2. Inkubér cellerne i 5 timer med mTHPC (0,001, 0,003, 0,15, 0,6 og 1,25 mg / ml) og belyse dem som beskrevet ovenfor.
  3. Saml mediet vaskes cellerne en gang med PBS, Trypsinisér dem og samle dem ved centrifugering ved 400 xg i 5 min.
  4. Efter centrifugering aspireres mediet, og cellerne resuspenderes i 200 pi af frisk medium.
  5. Tæl cellerne i et Neubauer kammer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Med de her rapporterede teknikker, vi undersøgte mTHPC-baserede PDT i humane OS-celler. Først blev tid og dosisafhængig optagelse af mTHPC undersøgt i lav metastatisk HOS og i de meget metastatiske 143B OS cellelinjer. mTHPC optagelse kan vurderes ved måling af fluorescensen af mTHPC med et fluorescens-spektrofotometer (figur 2, der er gengivet med tilladelse fra Reidy et al. 11). 2A illustrerer optagelsen af mTHPC på en tidsafhængig måde. Fluorescensintensiteten af cellesuspensionen repræsenterer de intracellulære niveauer af mTHPC. 2B illustrerer dosisafhængig mTHPC optagelse i Hos og 143B-celler efter 5 timers inkubation. Optagelsen i den høje metastatisk cellelinie 143B tendens til at være højere end i den lave metastatisk forældrenes HOS cellelinie.

Mørke og fototoksiciteten mTHPC i 143B-celler blev vurderet ved at bestemme cellens Metabolic aktivitet (med en WST-1 assay) og ved at tælle antallet af tilbageværende celler efter 5 timer af inkubation med mTHPC efterfølgende inkubering i mørke eller behandling med laserlys for 230 sek og yderligere inkubation i 24 timer i mørke.

Dosisafhængig mørk toksicitet er vist i figur 3 (gengivet med tilladelse fra Reidy et al. 11). I figur 3A blev 143B-celler behandlet med forskellige mTHPC doser og sammenlignet med ubehandlede celler. Et dosisafhængigt fald i celleantal og metabolisk aktivitet blev observeret. Levedygtighed faldt celle blev anerkendt på et mTHPC koncentration og højere end 2,5 mg / ml. Dosisafhængig fototoksiciteten mTHPC er illustreret i figur 3B. Cellerne blev behandlet med forskellige mTHPC doser og med efterfølgende belysning (5 J / cm 2). En deraf fald i celle metaboliske aktivitet (målt med WST-assay), samt et fald i celle number blev observeret. Den resulterende fald i celle nummer efter anvendelse af PDT visualiseres i figur 4..

Figur 1
Figur 1. Kemiske struktur af mTHPC (A) og lys-absorptionsspektrum (B). Tal blev leveret af biolitec Research GmbH. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2. Tid og dosisafhængig optagelse af mTHPC af de menneskelige OS cellelinjer Hos og 143B. (A). HOS (i gre y) og 143B (i sort) blev podet i plader med 6 brønde (0,2 x 20 6 celler / brønd). Efter natten over dyrkning blev cellerne inkuberet med 0,6 ug / ml mTHPC til 0, 2,5, 5, 7,5 og 10 timer (A) eller i 5 timer med 0, 0,6, 2,5 og 10 ug / ml mTHPC (B) . Fluorescensintensitet blev bestemt ved at måle fluorescensen på 20.000 celler ved 652 nm ved excitation ved 417 nm. Værdier blev normaliseret til den beregnede cellevolumen og mTHPC optagelse af HOS-celler ved 10 timer (A) eller efter inkubation med 10 ug / ml (B) blev sat til 100%. Værdier er middelværdien ± SEM af tre uafhængige eksperimenter. Tilpasset fra Reidy et al. 11. Klik her for at se en større version af dette tal.

les/ftp_upload/51213/51213fig3highres.jpg "src =" / files/ftp_upload/51213/51213fig3.jpg "/>
Figur 3. Mørke og fototoksiciteten mTHPC i 143B celler. Celler blev sået og dyrket natten før behandlingen. For at bestemme mTHPC dosisafhængig mørk toksicitet blev 143B-celler inkuberet i 5 timer i mørke i fraværet eller tilstedeværelsen af angivne mTHPC koncentrationer (A). For at bestemme mTHPC dosisafhængig tilgængeligt toksicitet blev 143B-celler inkuberet med eller uden mTHPC i 5 timer ved angivne koncentrationer og derefter belyst med 5 J / cm 2 med en effekt på 21,88 mW / cm 2 for 230 sek (B). Til måling af metabolisk aktivitet (●) med WST-1 assay blev 143B-celler podet i 96-brønds plader ved en densitet på 3000 celler / brønd. Celleantal (○) blev talt af celler podet ved 20.000 celler / brønd i 24-brønds plader. Værdier er middelværdien ± SEM af tre uafhængige eksperimenter. Tilpasset frabout Reidy m.fl. 11. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4
Figur 4.. Fasekontrast billeder af 143B celler før og efter PDT. Celler blev podet og venstre for at holde sig natten over som beskrevet i protokollen. At visualisere dosisafhængige, mTHPC medieret lys toksicitet blev 143B-celler inkuberet i 5 timer i mørke med 0, 0,6, 2,5 og 10 ug / ml mTHPC (paneler AD, henholdsvis). Cellerne blev derefter belyst med 5 J / cm 2 lys af 652 nm for 230 sek, og fotograferet efter 24 timer. Skala bar:. 100 um Pllethed klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

For at opnå optimal cytotoksicitet reaktion på PDT, er det afgørende at vælge de rigtige laserlys indstillinger og inkubationstider. De her beskrevne procedurer er konsekvent og effektivt at bestemme PS optagelse og kvantificere PDT induceret cytotoksicitet in vitro. Brug af specifikke absorptionsbølgelængder af PS mTHPC kan den cellulære PS optagelse bestemmes på en direkte måde, og PS kan aktiveres for at frembringe cytotoksiske reaktive ilt arter.

Ved at bruge denne in vitro-opsætning, kan alle parametre såsom PS koncentration, narkotika lys interval og laser lysintensitet let justeres til de særlige kendetegn ved PS og cellelinier anvendes. Celletal giver en direkte læsning af overlevende vedhæftede celler, som sammen med WST-1 assay (overvågning metaboliske aktivitet) giver et godt estimat for celleoverlevelse. Imidlertid kan den præsenterede metode kun modellere "første hit", dvs celletoksicitetaf reaktive oxygenspecies umiddelbart efter aktivering af PS. In vivo observerede efterfølgende vasokonstriktion og aktivering af immunsystemet, der er nødvendige for fuldstændig udryddelse tumor, kan kun undersøgt i dyr.

Figur 2 viste en tid og dosisafhængig optagelse af mTHPC til et højere niveau i den stærkt metastatisk 143B end i dets forældrenes lav metastatisk HOS cellelinje. Mørk toksicitet mTHPC i 143B-OS-celler blev observeret efter inkubation i 5 timer kun ved høje koncentrationer (figur 3). 143B celler viser en høj følsomhed over for PDT, fremgår af mTHPC og lys dosisafhængig fototoksisk effekt. En fototoksisk effekt blev observeret allerede på et mTHPC koncentration så lav som 0,075 mg / ml, og en halv maksimal dødelige koncentration af 0,022 ± 0,006 mg / ml blev observeret (figur 3).

Selvom PDT er minimalt invasiv og effektiv mod mange tumortypes, kan mindre bivirkninger ved anvendelse af teknikken i patienter (f.eks. hævelse, erytem). Dette indikerer, at PS ikke kun er taget op af tumorceller, som vist her, men også af ikke-tumorceller, der forårsager toksicitet efter PDT også i disse celler. Triesscheijn et al. Var i stand til at vise en øget lysfølsomhed af tumorceller i forhold til humane fibroblaster. I modsætning hertil viste humane mikrovaskulære endotelceller en højere optagelse af mTHPC end de andre testede cellelinjer, hvilket førte til en høj lysfølsomhed 12. Disse resultater korrelerer også med PDT tilhørende anti vaskulære effekter, der ofte observeres 2.

De beskrevne metoder kan også anvendes til andre PS. Inkubationstid og laser lysintensiteten skal tilpasses til karakteristika af PS. Derudover kan PDT også induceres i andre end OS-celler, eftersom kun indstillinger cellelinie afhængige, men ikke selve metoden. Som ekstra rEAD outs, kan celledød mekanismer skal analyseres, f.eks. ved Western blot-analyse af proteiner, der er involveret i apoptose, nekrose eller autofagi. Også subcellulære lokalisering af PS kan visualiseres fx ved konfokal laser scanning mikroskopi.

De forskellige trin, der er beskrevet til PDT in vitro, dvs inkubering af cellerne med PS og induktion af PDT med laserlys, ligner den kliniske situation. Patienterne får (iv eller sc. Anvendt) PS, og efter en særskilt lægemiddel lys interval, det område af interesse (f.eks. Tumorvæv) lyser med laserlys 13. Selv om der endnu ikke er anvendt i OS, er dets potentielle fordele indlysende, PDT anses for at være særligt attraktive for intraoperativ behandling af tumor-satellitter, der ofte vokser som primær tumor celle klynger tæt på de vigtigste rand af den primære tumor, og kan indlede en gentagelse når savnet i løbet af surgical resektion af den primære tumor. Selv store ossøse tumorer kan behandles med denne teknik. Det er blevet vist ved en lovende undersøgelse hos hunde 14. Desuden udryddelse af tumorceller, der ikke kan resektion ved operation (f.eks flere metastaser oftest forekommer i lungerne) kan også være en mulig fremtidig anvendelse af PDT hos patienter med OS metastatisk sygdom.

Det er vigtigt at bemærke, at mens de udfører eksperimenter, der skal sørges for, at alle arbejder trin udføres under minimal lys eksponering efter tilsætning af PS til cellerne, som normalt dagslys indeholder også bølgelængde er nødvendige for at aktivere mTHPC. Ligeledes til in vivo anvendelse i prækliniske modeller, der skal træffes for at beskytte dyrene mod direkte lys efter injektion mTHPC pleje. Det skal også bemærkes, at WST-1 assay blev kun vurderer den metaboliske aktivitet af tumorceller, som er en indirekte indikator for celledød. DerforEn kombination med et samlet celletal, som præsenteres her, anbefales.

Det konkluderes, at kombinationen af de beskrevne metoder (PS-uptake og PDT-induceret celletoksicitet) giver en hurtig og omkostningseffektiv fremgangsmåde til at karakterisere toksicitet egenskaber af en PS in vitro. Med disse in vitro resultater kan anslås intervallet den optimale lysintensitet og lægemidlet lys intervallet, hvilket giver en god indikation af, hvor PDT kan anvendes in vivo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer ingen konkurrerende økonomiske interesser eller interessekonflikter.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne takke biolitec Research GmbH (Jena, Tyskland) for venligt at forsyne os med den liposomale mTHPC formulering, med særlig tak til Susanna Grafe og Arno Wiehe for deres hjælp og teknisk ekspertise. Vi vil også gerne takke Kerstin Reidy, der genererede en stor del af resultaterne og var coresponsible for offentliggørelsen 11..

Dette arbejde blev støttet af tilskud fra Schweizerischer Verein Balgrist, universitetet i Zürich, det Krebsliga Zürich samt ved en bevilling fra Walter L. og Johanna Wolf Foundation, Zürich, Schweiz og en bevilling fra EuroNanoMed ERA-NET / SNF Swiss National Science Foundation 31NM30-131004/1. Dette arbejde blev også støttet af HSM (Highly speciallæger) program for Muskuloskeletal Onkologi af Kanton Zürich.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DMEM PAA GmbH, Freiburg, Germany E15-883
HAM F12 PAA GmbH, Freiburg, Germany E15-817
Heat-inactivated fetal calf serum GIBCO, Basel, Switzerland 10500-064
mTHPC biolitec Research GmbH, Jena, Germany As this liposomal formulation is originating from R&D
no catalogue number is available at the moment. Stock: 1.5 mg/ml; provided in a 9:1 mixture of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and dipalmitoylphosphatidylglycerol (DPPG; >99% purity)
Spectramax Gemini XS plate reader Molecular Devices, Sunnyvale, CA ID# 861
Microscope Zeiss Observer.Z1 Axio Observer, Axio Vision Release 4.6.3 SP1, Jena Germany
Ceralas PDT 652 nm Laser biolitec AG, Jena, Germany LD652nm2W400u
Water-soluble tetrazolium (WST) reagent Roche Diagnostics AG, Rotkreuz, Switzerland 1644807

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Juarranz, A., Jaen, P., Sanz-Rodriguez, F., Cuevas, J., Gonzalez, S. Photodynamic therapy of cancer. Basic principles and applications. Clin. Transl. Oncol. 10, 148-154 (2008).
  2. Agostinis, P., et al. Photodynamic therapy of cancer: an update. CA Cancer. 61, 250-281 (2011).
  3. D'Adamo, D. R. Appraising the current role of chemotherapy for the treatment of sarcoma. Semin. Oncol. 38 Suppl 3, 19-29 (2011).
  4. Allison, D. C., et al. A meta-analysis of osteosarcoma outcomes in the modern medical era. Sarcoma. , (2012).
  5. Anninga, J. K., et al. Chemotherapeutic adjuvant treatment for osteosarcoma: where do we stand. Eur. J. Cancer. 47, 2431-2445 (2011).
  6. Bacci, G., et al. Pattern of relapse in patients with osteosarcoma of the extremities treated with neoadjuvant chemotherapy. Eur. J. Cancer. 37, 32-38 (2001).
  7. Briccoli, A., et al. Resection of recurrent pulmonary metastases in patients with osteosarcoma. Cancer. 104, 1721-1725 (2005).
  8. Milla Sanabria, L., et al. Direct and indirect photodynamic therapy effects on the cellular and molecular components of the tumor microenvironment. Biochim. Biophys. Acta. 1835, 36-45 (2013).
  9. Mitra, S., Foster, T. H. Photophysical parameters, photosensitizer retention and tissue optical properties completely account for the higher photodynamic efficacy of meso-tetra-hydroxyphenyl-chlorin vs Photofrin. Photochem. Photobiol. 81, 849-859 (2005).
  10. Ma, L., Moan, J., Berg, K. Evaluation of a new photosensitizer, meso-tetra-hydroxyphenyl-chlorin, for use in photodynamic therapy: a comparison of its photobiological properties with those of two other photosensitizers. Int. J. Cancer. 57, 883-888 (1994).
  11. Reidy, K., Campanile, C., Muff, R., Born, W., Fuchs, B. mTHPC-mediated photodynamic therapy is effective in the metastatic human 143B osteosarcoma cells. Photochem. Photobiol. 88, 721-727 (2012).
  12. Triesscheijn, M., Ruevekamp, M., Aalders, M., Baas, P., Stewart, F. A. Comparative sensitivity of microvascular endothelial cells, fibroblasts and tumor cells after in vitro photodynamic therapy with meso-tetra-hydroxyphenyl-chlorin. Photochem. Photobiol. 80, 236-241 (2004).
  13. Triesscheijn, M., Baas, P., Schellens, J. H., Stewart, F. A. Photodynamic therapy in oncology. Oncologist. 11, 1034-1044 (2006).
  14. Burch, S., et al. Treatment of canine osseous tumors with photodynamic therapy: a pilot study. Clin. Orthop. Relat. Res. 467, 1028-1034 (2009).

Tags

Medicine Fotodynamisk terapi (PDT) 5,10,15,20-tetrakis (meta-hydroxyphenyl) chlorin (mTHPC) fototoksicitet mørk-toksicitet osteosarkom (OS) photosensitizer
Cytotoksisk Effekten af ​​Fotodynamisk terapi i osteosarcomceller<em&gt; In Vitro</em
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Meier, D., Campanile, C., Botter, S. More

Meier, D., Campanile, C., Botter, S. M., Born, W., Fuchs, B. Cytotoxic Efficacy of Photodynamic Therapy in Osteosarcoma Cells In Vitro. J. Vis. Exp. (85), e51213, doi:10.3791/51213 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter