Introduction
la distruzione collaterale dei tessuti sani rappresenta un certo numero di deleteri effetti collaterali dei trattamenti contro il cancro. Una parte o la totalità di ghiandole salivari maggiori che si trovano con i campi di radiazione sono inevitabilmente distrutti. Pertanto, la maggior parte dei pazienti sottoposti a radioterapia per cancro della testa e del collo, linfoma cervicale, o radiazioni su tutto il corpo prima del trapianto di midollo osseo subiscono uno degli effetti collaterali più comuni e persistenti delle radiazioni, delle ghiandole salivari ipofunzione 2-6.
Le cellule acinari fluido-produzione delle ghiandole salivari sono molto sensibile alle radiazioni. Danni alle ghiandole salivari provoca una drastica diminuzione del flusso salivare, una condizione di cui ipofunzione come salivare. La riduzione cronica del flusso salivare compromette attività chiave orali come la masticazione, deglutizione, della parola e il gusto, ma la sequele morbosa di intenso dolore, le lacrime delle mucose, disfagia, infezioni opportunistiche, e la carie dentale peggiora unpaziente di benessere e la funzione 2,3.
Dal momento che la perdita di cellule salivari radioterapia associata è irreversibile, non esiste alcun trattamento correttivo di xerostomia. Attuale trattamento che si concentra su assuaging sintomi con sostituti salivari artificiali e farmaci prosecretory è inefficace per il sollievo a lungo termine 6. Sebbene tecniche perfezionate di consegna radiazioni hanno contribuito diminuire la gravità della condizione, normale tossicità per i tessuti e le sue complicazioni rimangono un fattore limitante nel trattamento del cancro 6,7. misure preventive per prevenire le complicanze radioterapia associate sono, di conseguenza, diventando la norma. Agenti radio-protettiva che eliminano specie di ossigeno dei radicali liberi, ripopolamento cellulare adottiva, o migliorano la riparazione del DNA sono in fase di studio per evitare ipofunzione salivare 8-11.
Secrezioni delle ghiandole salivari esocrine scarico nella bocca attraverso le principali dotti escretori. incannulamento intraorale di The dotti escretori per l'iniezione di mezzi di contrasto è fatto di routine in regime ambulatoriale. Utilizzando un approccio simile, ghiandole salivari possono essere mirati direttamente per il trattamento localizzato 12. Oltre a ridurre il rischio di effetti collaterali sistemici, retroductal instillazione ghiandola ha aggiunto benefici. La disposizione monostrato di cellule salivari intorno all'albero duttale permette di mira di tutte le cellule epiteliali salivari, e l'incapsulamento fibroso degli atti ghiandola come una barriera per ridurre la diffusione terapeutico indesiderati. In sostanza, le ghiandole salivari sono perfettamente adatti per il trattamento mirato di afflizioni ghiandole come la radiazione indotta salivare ipofunzione.
radioterapia convenzionale per il trattamento del cancro è consegnato in piccole dosi (1,8-2,5 Gy / frazione / giorno, cinque giorni alla settimana) per un periodo di settimane. Pertanto, una terapia radio-protettiva che mostra efficacia contro uno schema radiazioni protratta in modelli sperimentali ha maggior cuscinetto clinica. comprofunzione salivare neralmente eseguita dopo la radiazione frazionato è stato registrato nei piccoli animali, ma sorgente di radiazione, frazione della dose, e protocolli utilizzati sono molteplici 9,10,13.
Questa relazione stabilisce i metodi per la consegna retroductal da e per la radiazione localizzata di ratto ghiandole sottomandibolari che utilizzano sorgenti di radiazioni sul paziente in questione e frazione della dose.
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Protocol
Tutte le procedure sono state approvate dal LSU Salute, Shreveport, cura degli animali e del Comitato Usa ed erano in conformità con le linee guida NIH per la cura e l'uso di animali da laboratorio.
1. Incannulazione di Rat sottomandibolare ghiandole salivari
- Preparazione della siringa-Tubing Assembly
- Tagliare una lunghezza di 10 cm di PE10 tubi in polietilene con un bisturi. Tenere entrambe le estremità del tubo tra il dito indice e il pollice. Riscaldare la sezione centrale del tubo sopra una fiamma dolce, e allungare delicatamente il tubo ammorbidito a raddoppiare la sua lunghezza tirando entrambe le parti.
- Tagliare il tubo nel mezzo con un bisturi ad un angolo di 45 o per ottenere 2 cannule - ciascuno con una estremità rastremata. Espandere l'estremità non rastremata della cannula mediante innesto su un ago 29 G di 0,5 cc Siringa.
- Rimuovere la cannula, e disegnare 220 ml di soluzione salina nella siringa. Toccare per rimuovere le bolle d'aria. Montare il Cannuleal di sopra l'ago, e spingere lo stantuffo della siringa per espellere l'aria e garantire un libero flusso di soluzione attraverso la cannula. Regolare il volume a 200 ml.
- Cannulazione intra-orale della ghiandola sottomandibolare Duct
NOTA: strumenti Autoclave prima della procedura, e sterilizzare in-tra le procedure in uno sterilizzatore a caldo tallone.- Pesare il ratto Sprague Dawley, e dispensare il volume calcolato di ketamina (42 mg / kg) / xilazina (8 mg / kg) / acepromazine (1,4 mg / kg) della miscela in una siringa ipodermica.
- Trattenere gli animali afferrando la base della coda tra il dito indice e il pollice di una mano, facendo scorrere l'altra mano sul corpo di afferrarlo. Appoggiare l'indice e il medio lungo i lati della testa, mentre tenere il busto con il pollice e altre dita.
- Iniettare l'anestetico della muscolatura degli arti posteriori. Confermare la profondità dell'anestesia per pizzico punta e riflesso palpebrale. Applicare lubrificante occhio per prevenire la secchezza mentreanimale è sotto anestesia.
- Posto l'animale su una piattaforma appositamente progettati (figura 1), e impegnare i denti incisivi superiori sulla barra trasversale. Tirare la mascella inferiore dal loop un elastico intorno incisivi inferiori e ancorandola alla piattaforma.
- Far passare una sutura sterile attraverso la lingua e sollevarlo per alzare il pavimento della bocca. Bloccare i punti di sutura con una pinza emostatica, e passarlo sopra la barra trasversale.
- Espandere le guance con una guancia spreader su misura (figura 1), e sotto un microscopio da dissezione individuare le papille sublinguale sul pavimento della bocca.
- Afferrare l'estremità rastremata del tubo PE10 preformato con un delicato pinza. manipolare delicatamente la punta della cannula nel foro duttale sul papille sublinguale. Confermare il posizionamento della cannula infilando il 3 - 5 mm nel condotto; assicurare che passa senza alcun ostacolo.
- Sottomandibolare Gland Instillation
- Iniettare atropina (0,5 mg / kg) per via sottocutanea nella collottola, e attendere 10 min per una riduzione delle secrezioni salivari.
- Fissare la cannula per l'orifizio del condotto con una goccia di cianoacrilato (colla), e lasciare asciugare. Instillare la soluzione nella ghiandola (200 pl / ghiandola) premendo lentamente lo stantuffo della siringa ad una velocità di ~ 50 microlitri / min.
- Schiacciare il tubo con una pinza emostatica, e rimuovere con attenzione la siringa. Conservare il tubo nel condotto per 30-60 minuti fino a quando l'animale riprenda coscienza. Rimuovere la sutura che mantiene la linguetta.
- Trasferire l'animale ad una gabbia separata, e utilizzare una lampada di calore per mantenerlo caldo durante il recupero. Non lasciare l'animale incustodito fino a quando non ha ripreso conoscenza per mantenere prona sternale.
- Dopo che l'animale è completamente ambulatoriale, la casa è al vivaio con accesso illimitato al cibo e all'acqua.
2. localizzato frazionato irradiazionedi ghiandole sottomandibolari
- Trattenere l'animale come descritto in precedenza, e anestetizzare con la somministrazione intramuscolare di ketamina (33 mg / kg) / xilazina (6 mg / kg) / acepromazine (1 mg / kg) in miscela dell'arto posteriore. Confermare la profondità dell'anestesia, e applicare il lubrificante per gli occhi.
- Posizionare la supina animale sul tavolo acceleratore lineare, ed estendere il collo inclinando la testa. Collimare il campo di radiazione (3 cm di larghezza della fessura) per comprendere l'area dal bordo inferiore della mandibola all'inizio dello sterno.
- Inserire un bolo di tessuto-equivalente 1 cm quello della regione, e regolare la distanza tra la sorgente di radiazione e la parte superiore del bolo a 100 cm.
- Irradiare l'animale (2,5 Gy) utilizzando un MV fotoni di un acceleratore lineare 6. Dose rate, dimensioni del campo, e la distanza dalla sorgente di radiazione a bolo superficie detterà il tempo di esposizione. Nell'attuale configurazione, gli animali sono stati irradiati ad una dose di 1 Gy ~ / min.
- Ripetere l'esposizione; 2,5 Gy / giorno per un totale di 8giorni; 4 giorni / settimana con un intervallo di 2 giorni in mezzo. Tenere il caldo degli animali durante il recupero. Trasferire l'animale al vivaio dopo che è completamente ambulatoriale.
- Raccogliere stimolata sottomandibolare della ghiandola saliva 8 settimane dopo la radiazione per misurare la funzione della ghiandola 14. Eutanasia degli animali sotto anestesia da perfusione cardiaca del freddo paraformaldeide al 4% / tampone fosfato salino pH 7,2. Estirpare ghiandole sottomandibolari per istologica e immunoistochimica analisi 14.
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Representative Results
Adattare una tecnica mini-invasiva scialografia, trattamento locale di ghiandole salivari maggiori è fattibile. Amministrazione Retroductal nel ratto ghiandole salivari sottomandibolari e ha tentato da incannulamento intra-orale dei condotti di Wharton (Figura 2). I condotti salivari di Wharton aperte sul papille sub-linguale situato al piano della bocca, ma gli orifizi non sono facilmente visibili. L'inserimento della cannula è stata, quindi, fatto da dolce sondaggio. Per evitare spiacevoli emorragia o perforazione condotto, nessuna forza è stata utilizzata durante l'inserimento della cannula. Smooth libero passaggio resistenza della cannula nel condotto è stata confermata da indietro dolce e indietro il movimento del tubo.
Cannulazione durante gli esperimenti iniziali è stato confermato infondendo ghiandola con ematossilina o soluzione trypan blu, e valutare colorazione ghiandola animali sacrificati (Figura 3). Gle riempire il volume è stato accertato visualizzando colorazione dell'albero duttale in ghiandole estirpate. Per gli animali di peso 150 - 250 g, il riempimento completo della ghiandola è stato ottenuto con 200 - 250 ml di soluzione. infusione rapida può aumentare la pressione della ghiandola e aumentare il rischio di lesioni e biospread. Per evitare la distruzione dei tessuti, la soluzione è stata somministrata gradualmente ad una velocità di ~ 50 microlitri / min
Il ratto sottomandibolare ghiandole sono paragonabili a ghiandole parotidi nella loro sensibilità alle radiazioni 15. Ghiandole sottomandibolari sono stati studiati perché possono essere selettivamente irradiati senza incorrere gravi effetti off-bersaglio (Figura 4). Risparmiando del cavo orale e un grande volume delle ghiandole parotidi minimizzato l'influenza della mucosite orale e xerostomia acuta sulla salute degli animali e dei risultati sperimentali. I nostri studi precedenti nei ratti sono stati eseguiti con singoli, grandi dosi di radiazioni 11,16, ma fracdosaggio tionated è più pertinente alla pratica clinica. La regione del collo dell'animale è stato, quindi, esposto ogni giorno a piccole dosi di radiazioni. Per ottenere un accumulo uniforme della dose di radiazione all'interno delle ghiandole sottomandibolari situati vicino alla superficie della pelle, un bolo tessuti molli equivalente fatta da un gel omogeneo con una densità di 1,03 g / cc è stato posto sopra il collo durante radiazioni.
L'effetto della radiazione schema frazionato sul flusso salivare, stabilita a 8 settimane post-radiazioni mostrano che l'esposizione quotidiana a incrementi di 2,5 Gy ridotto flusso salivare precipitosamente. Un vicino di riduzione di 10 volte della produzione di saliva è stato registrato negli animali irradiati in contrasto con gli animali non irradiati (t-test di Student 2 lati, p <0.01; Figura 5) 14. I risultati hanno confermato la creazione di indotto da radiazioni salivare ipofunzione negli animali.
Figura 1. Costruzione di una piattaforma personalizzata e la guancia-Spalmatore. Un rigido filo 4 millimetri è stato piegato in un rettangolo 3 lati (11 cm di larghezza altezza x 13 cm), come mostrato, e la barra trasversale è stata inchinò al centro. Le estremità del filo sono stati piegati in loop, e le viti sono stati passati attraverso di loro per fissare l'assieme di una scheda di plastica (25 cm Lunghezza x 15 cm di profondità di larghezza x 0,8 cm). Una vite centrale è stato inserito cinque centimetri posteriormente al gruppo del filo. Serviva per ancorare l'elastico che aprì la mascella inferiore riquadro:. A guancia-spreader custom-built in un piegato filo spesso usa e getta 1 mm in una "forma di U" con le estremità svasate. Tubi di plastica sono stati passati sopra le estremità dei conduttori per evitare di danneggiare la mucosa buccale. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
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Figura 2. Incannulazione di Rat ghiandola sottomandibolare escretori Condotti. La lingua è sollevata per elevare il pavimento della bocca, e polietilene cannule sono state inserite negli orifizi del dotto sottomandibolare situate sul pavimento della bocca. Clicca qui per vedere una versione più grande questa figura.
Figura 3. L'infusione di soluzione ematossilina nella ghiandola sottomandibolare per confermare la Tecnica. Gland colorazione attesta l'amministrazione successo della soluzione nella ghiandola sottomandibolare. Si noti che la ghiandola sublinguale in alto a sinistra non è macchiato. Una ghiandola controllo non infusa è mostrato sulla sinistra.e.com/files/ftp_upload/53785/53785fig3large.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 4. Il posizionamento del Animal per irraggiamento. L'animale è disposto supino sul tavolo acceleratore lineare, e la testa intitolato indietro per estendere il collo. La larghezza della fenditura collimato era di 3 cm. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 5. Effetto della frazionato radiazioni sulla ghiandola sottomandibolare funzione. Saline è stato instillato nelle ghiandole sottomandibolari prima di radiazioni. Il collo dell'animale è stato irradiato in frazioni di 2,5 Gy / giorno per 8 giorni. il DATun dimostrato sono media ± SEM della portata stimolata sottomandibolare salivare 8 settimane dopo il completamento del sistema di radiazioni. La figura è riprodotto con il permesso di copyright da Human Gene Therapy, Mary Ann Liebert, Inc. Editore 15. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
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Discussion
ghiandole salivari spesso ricevono dosi di radiazioni oltre la soglia di recupero dei tessuti in pazienti sottoposti a radioterapia per il cancro della testa del collo, l'ablazione elettiva di linfonodi del collo, o neoplasie ematologiche regionali. Anche se le cellule acinari liquido che secernono della ghiandola sono terminalmente differenziate, sono paradossalmente sensibili alle radiazioni. La funzione secretoria cade entro le prime settimane di radiazioni, e ne risultano danni irreversibili ghiandola in un uscita bassa saliva cronica. Per combattere scarsa funzionalità della ghiandola e secchezza orale che ne deriva, la conservazione o ripristino della funzione secretoria è fondamentale. Nuove terapie per la protezione contro le radiazioni o riparare i danni sono oggetto di indagine 1, 8-11, 16-20.
La somministrazione sistemica di una terapeutica comporta il rischio intrinseco di effetti indesiderati nei tessuti non mirati. consegna Rivolto alle ghiandole salivari diminuisce questo rischio. la terapia genica Retroductal è efficace nel prevenire orimediare radiazioni associate delle ghiandole salivari afflizione 1, 9, 11, 16,17,20. Tuttavia, utilizzando la stessa tecnica, ghiandole salivari possono anche essere riprogettato per esprimere e secernere proteine, ectopically. Sfruttando la via basolaterale endocrine secretoria in cellule salivari, espressione del transgene e la secrezione dell'ormone nel sangue possono essere realizzati 21. Trasferimento genico ghiandole salivari può pertanto essere esteso efficacemente alla correzione di alcuni disturbi endocrini.
Anche se incannulamento dei condotti delle ghiandole salivari di piccoli animali può essere difficile, la pratica è fondamentale per affinare la tecnica. L'estremità conica della cannule può piegare facilmente durante l'inserimento, e rendere l'infusione difficile. Aumento della contropressione, mentre espellere la soluzione deve avvertire di una curva del tubo, e la necessità di ri-cannulate il condotto. variazioni anatomiche quali aberranti orifizio del condotto o un aumento della tortuosità del condotto, insieme con patologie che limitano la boccaapertura come trisma o fibrosi sottomucosa può fare sottomandibolare consegna ghiandola una sfida. L'infusione di un colorante impermeant quando si pratica la tecnica può essere un indicatore utile della consegna precisa. Il corretto posizionamento delle cannule e gentile infusione, privo di resistenza sono fattori importanti per il successo della procedura.
I malati di cancro sono spesso trattati con fotoni megavoltage generati da un acceleratore lineare. Radiazione viene consegnato al giorno in piccole dosi per un corso di settimane. Dose di frazionamento prevede periodi di recupero tra le radiazioni per ridurre la tossicità sui tessuti sani e sensibilizzare i tumori. Altamente penetranti raggi di energia di un acceleratore lineare sono utili per il trattamento di tumori profondi. E, per il trattamento dei tumori più vicino alla pelle, un bolo di tessuto-equivalente viene utilizzato per ridurre la profondità di penetrazione fotone. Simile alla pratica clinica, una radiazione frazionata acceleratore lineare espresso può essere utilizzato per irradiare localmente submaghiandole ndibular di piccoli animali. Tuttavia, la posizione delle ghiandole immediatamente sotto la pelle richiede il posizionamento di un bolo di raggiungere> dose di radiazione 90% entro le ghiandole. Lo spessore del bolo è calcolata in base all'energia dei fotoni e la profondità desiderata di penetrazione nel tessuto.
In questo articolo, forniamo linee guida sperimentali per l'esecuzione di retroductal instillazione ghiandola sottomandibolare e irradiazione frazionata locali delle ghiandole sottomandibolari di ratto. La nostra speranza è che i metodi evidenziati saranno di aiuto apparato sperimentale per gli investigatori avventurarsi nel campo della salivari radiotossicità delle ghiandole.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Intramedic Polyethylene tubing (PE10) | Becton Dickson | 427401 | |
| 1/2 cc Insulin Syringe U-100 | Becton Dickson | 309306 | |
| Artificial Tears | Miller Vet Supply | 5098-9840-64 | |
| Hot Bead Sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Perma-Hand silk suture | Ethicon | K833H | |
| Graefe forcep | Fine Science Tools | 11051-10 | |
| Olympus SZX16 Stereo Microscope | Hunt Optics and Imaging | ||
| 6 MV Linear Accelerator | Elekta | ||
| Bolus - Skinless | Civco | MTCB410 | |
| Heat Lamp | Braintree Scientific | HL-1 110V |
References
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