Waiting
Login processing...

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

Cancer Research

Всеобъемлющая процедура для оценки Published: March 4, 2017 doi: 10.3791/55271

Abstract

Вдохновленные успехом предыдущих нанолекарства рака в клинике, исследователи произвели большое количество новых композиций в последнее десятилетие. Тем не менее, лишь небольшое количество нанолекарства были одобрены для клинического использования, в то время как большинство нанолекарства в условиях клинического развития, привели к разочаровывающим результатам. Одним из основных препятствий для успешного клинического перевода новых нанолекарства рака является отсутствие точного понимания их работы в естественных условиях. Эта статья имеет строгую процедуру , чтобы охарактеризовать поведение в естественных условиях нанолекарства в опухоли мышей при системной, ткани, одноклеточных и субклеточном уровнях посредством интеграции позитронно - эмиссионной томографии, компьютерной томографии (ПЭТ-КТ), методы Радиоактивность количественной оценки , проточной цитометрии, и флуоресцентной микроскопии. Используя этот подход, исследователи могут точно оценить новые рецептуры наноразмерных в соответствующих мышиных моделях Canceр. Эти протоколы могут иметь возможность определить наиболее перспективные нанолекарства рака с высоким потенциалом поступательной или для помощи в оптимизации рака нанолекарства для будущего перевода.

Introduction

Наномедицина смещает парадигму развития лечения рака 1. Вдохновленный огромным клиническим воздействием предыдущих нанолекарства рака, таких как liposome- и альбумина на основе nanotherapies 2, 3, многие новые препараты были произведены в последнее десятилетие. Однако недавние исследования клинического успеха перевода этих рака нанолекарства показывают , что лишь немногие из них были одобрены для клинического использования 4, 5. Одним из основных препятствий для клинического перевода новых нанолекарства рака является их ограниченная улучшение терапевтического индекса по сравнению с непосредственным введением свободных терапевтических соединений 6. В качестве такой, точной оценки производительности в естественных условиях нанолекарства на системном, тканевом и клеточном уровнях в доклинических моделях животных имеет важное значение для IDENTIFу тех, с оптимальными терапевтическими индексами для будущего клинического перевода.

Наноматериалы могут быть радиоактивно для количественной характеристики в живых животных с позитронно - эмиссионной томографии (ПЭТ), которая имеет превосходную чувствительность и воспроизводимость среди всех методов клинической визуализации 7. Например, 89 Zr-меченные длинные циркулирующие нанолекарства были охарактеризованы в мышиных моделях рака 8, 9, 10, а также в других моделях болезни 11. Кроме того, кровь полувыведения и биораспределение нанолекарства может быть в значительной мере оценены с использованием естественных условиях измерения экс Радиоактивность в отдельных тканях 8. Поэтому радиоактивной позволяет для количественной оценки нанолекарства на системных и тканевых уровнях.

Важно отметить, что radiolabeleD нанолекарства как правило, не могут быть проанализированы в одноклеточных или субклеточном уровнях в связи с ограниченным пространственным разрешением радиоактивного сигнала. Таким образом, флуоресцентное мечение оказывается комплементарной модальности для оценки наночастиц с помощью оптических методов визуализации , таких как проточной цитометрии и флуоресцентной микроскопии 12. С этой целью, наночастицы , меченные радиоактивными изотопами и флуоресцентные метки могут быть количественно оценены в естественных условиях с помощью ядерной томографии и экс виво путем подсчета радиоактивности, и они также могут быть широко охарактеризованы на клеточном уровне оптических изображений.

Ранее мы разработали модульные процедуры , чтобы включать радиоактивные и флуоресцентные метки в различные наночастицы, в том числе липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) , 11, липосом 9, 10, полимерных наночастиц, фрагментов антител и nanoemulsions 10, 13. Эти меченые наночастицы позволили количественной характеристики в соответствующих моделях животных на разных уровнях, которые руководствуются оптимизацию этих наноматериалов для их конкретных применений. В текущем исследовании, цель состоит в том, чтобы использовать наночастицы-липосомальной наиболее авторитетных наномедицина платформа 14 -как пример для демонстрации комплексных процедур для создания двойной меченных наночастиц и тщательно охарактеризовать его в классическом сингенная меланома B16-F10 модели мыши 15 , Из результатов, мы уверены, что это наночастицами характеристика подход может быть адаптирован для оценки других нанолекарства рака в соответствующих моделях мышей.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Процедура состоит из двойного радиоактивного и флуоресцентным наночастиц, в естественных условиях ПЭТ-КТ, экс естественных условиях измерений биораспределению и экс естественных иммунным окрашиванием и проточной цитометрии анализа. Все эксперименты на животных были утверждены Институциональный животных по уходу и использованию комитета Memorial Sloan Kettering Cancer Center мимо.

1. Получение двойного меченых липосом

Примечание: Сингенные B16 опухоли меланомы может быть вызван инъекцией 300000 B16-F10 клеток в заднюю бока мышей C57BL / 6 под анестезией с вдыханием 2% -isoflurane содержащего кислород. Используйте стерильные реактивы и инструменты в стерильной рабочей области во время операции. После операции, осторожно наблюдать за животными, пока их выхода из наркоза. Положите животных обратно в их клетках только тогда, когда они вновь обрести полное сознание и подвижность. Дом их в стерильных помещениях для животных с ксенотрансплантированной опухолей. Опухоли с размером300 мм 3 идеально подходят для определения характеристик наночастиц в связи с их выраженной повышенной проницаемости и удержания эффектов (ЭПР), которые могут увеличить накопление наночастиц. Подробные протоколы представлены ниже.

  1. В круглодонную колбу, растворяют в смеси 20 мг липида в 2 мл хлороформа , содержащих 1,2-dipalmitoyl- зп глицеро-3-phophocholine (ДПФХ), холестерин, 1,2-disearoyl- зп глицеро 3-фосфоэтаноламин-поли (этиленгликоль) 2000 (DSPE-PEG2000), DSPE-дефероксамин (DSPE-ДФО) 8, и 1,1-diododecyl-3,3,3,3-tetramethylindodicarbocyanine-5,5-дисульфокислоты ( DiIC12 [5] -DS) при мольном соотношении 61,3%, 33,4%, 5, 0,2% и 0,1%, соответственно.
    Примечание: Этот липидный состав очень похож на липосомного препарата доксорубицина , используемой в настоящее время в клинике 2. Полученные липосомы из нашей процедуры будет точно имитировать производительность в естественных условиях клинической nanomedicине.
  2. С помощью роторного испарителя для удаления органического растворителя и образованием тонкой липидной пленки при комнатной температуре. Добавьте 20 мл PBS и гомогенат, в течение 30 мин, чтобы генерировать наночастицы липосомальных с помощью 3,8-мм наконечник и ультразвуковую обработку и амплитуду 30 Вт, при условии достаточной охлаждением на льду.
  3. Центрифуга липосом раствор при 4000 х г в течение 10 мин для удаления комков и мыть наночастицы с PBS, с использованием центробежной фильтрации (молекулярная масса отсечки (MWCO:. 100 кДа) для удаления свободных липидов и остаточный органический растворитель концентрате липосом, что будет остаются в верхней камере, и передавать их в новую пробирку. липосомы могут храниться в холодильнике в PBS в течение 1 недели перед последующими шагами.
  4. Для контроля качества, характеризуют липосом методом динамического рассеяния света (DLS). В частности, смешайте 50 мкл липосом с 950 мкл PBS, а затем перевести смесь в проклейки кювете. Поместите кювету в анализатор и измерить частицуразмеры и распределение их по размерам. Размеры частиц и их распределение по размерам (индекс полидисперсности (ИПД)), как ожидается, будет 90 - 120 нм и 0,1 - 0,2 соответственно.
  5. Для радиомечения, смешать очищенные липосом, что эквивалентно 2 мг липидов, в PBS при рН от 6,9 до 7,1 с 1 мКи 89 Zr-оксалата при температуре 37 ° С в течение 2 ч в трубке 1,5 мл, (общий объем: ~ 100 мкл). Удалите свободный, непрореагировавший 89 Zr под действием центробежной фильтрации (MWCO = 100 кДа), аналогично шагу 1.3. Промыть ретентата стерильной PBS и разбавить его до нужного объема. Радиохимический выход должен составлять 80 - 95%.
    ВНИМАНИЕ! Работа с радиоактивными веществами строго регулируется. Учебные заведения должны быть сертифицированы и обеспечивают необходимые условия, обучение персонала, а также строгий контроль за использованием радиоактивных веществ. Исследователи должны получить надлежащую подготовку и носить средства индивидуальной защиты и дозиметрии кольца / значки при обращении с радиоактивностью.
  6. 10. Радиохимические степень чистоты ниже, чем 95%, свидетельствуют о недостаточной промывки на стадии 1.5.
  7. После того, как радиомечения, определяют размер наночастиц методом динамического рассеяния света. Размер и ППД , как ожидается, будет в том же диапазоне, что и измерения на этапе 1.4 10.
    Примечание: Если радиоактивные образцы не допускаются в проточной цитометрии или флуоресцентного микроскопа, нерадиоактивного физ Zr-оксалат может быть использован для обозначения липосом на стадии 1.5. Эти нерадиоактивных липосом имеют одинаковые характеристики с их радиоактивными аналогами. Изображен этой процедуры предусмотрено на фиг.2.

2. В Vivo ПЭТ-КТ и биораспределении двойственных меченных липосом

  1. Вводят около 100 мкл двойственных меченных липосом шIth около 300 мКи радиоактивности в сдерживали мышей с меланомой (C57BL / 6, женщина, 10 - 16 недель) через их хвостовые вены, при температуре около 10 мКи 89 Zr / кг массы тела.
  2. Для того, чтобы определить период полураспада, забор крови из хвостовой вены от наркотизированных животных под 2% изофлуран-содержащим кислород, используя 28-G шприцы для инсулина. Собирают кровь (10 - 20 мкл) в предварительно взвешенную труб через 2 мин, 15 мин, 1 ч, 4 ч, 8 ч, 24 ч и 48 ч после инъекции. Взвесить кровь по разности, определяют содержание радиоактивности с помощью гамма-счетчика, и рассчитать концентрацию радиоактивности в процентах от введенной дозы на грамм (% ID / г).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните процедуру, описанную в помещении, оборудованном системой анестезии, клетки восстановления, систем отопления и биологически опасных капотом. Убедитесь в том, что животные полностью восстановиться и получить нормальную подвижность после процедуры перед передачей их из клеток для восстановления на проведение клетки. Дом на опухолью животных в помещениях, предназначенных для животных, которым вводилирадиоактивные материалы.
  3. 24 или 48 ч после инъекции липосом, изображения мышей в малых животных MicroPET-томографа 10. Поместите наркозом животное в горизонтальном положении на животе и держать его под наркозом. Администрирование 2% изофлуран-кислород через носовой конус. Применение глазной мази, чтобы ее глаза перед сканированием, чтобы предотвратить их от высыхания.
  4. Выполнение ПЭТ статической записи сканирования всего тела по меньшей мере 50 миллионов совпадающих событий, с приблизительной продолжительностью 15 мин. Установите окно синхронизации энергии и совпадений при 350-700 кэВ и 6 нс, соответственно. Затем выполнить 5-минутный компьютерная томография (КТ). Установите рентгеновской трубки с напряжением 80 кВ и токе 500 мкА; КТ сканирование использует 120 вращательные шаги в общей сложности на 220 градусов с примерно 145 мс на кадр 10.
  5. После сканирования ПЭТ-КТ, немедленно принести в жертву мышей от асфиксией диоксидом углерода и подтверждают гибель от pinchiнг лап животных. После подтверждения выполнения цервикальной дислокации.
  6. Удалить кровь в тканях мыши сначала разрезав правое предсердие и затем введением 20 мл PBS в левый желудочек, а затем собирают соответствующие ткани , такие как опухоли, печени, селезенки, легких, почек, мышц, и другие 16.
  7. Взвесить ткани, измеряют их содержание радиоактивности гамма - подсчета 8, 9, и рассчитать накопление ткани радиоактивности в виде процента от введенной дозы на грамм (% ID / г).

3. Ex Vivo Проточная цитометрия и Иммунологическое

Примечание: Вводят около 100 мкл флуоресцентных липосом в мышей с меланомой через хвостовую вену в дозе 0,5 мг красителя на килограмм массы тела. Если радиоактивные образцы не допускаются в проточной цитометрии и флуоресцентного микроскопа, должны быть использованы нерадиоактивные липосом.

  1. Жертвоприношение мышей 24 часа после инъекции, как в шаге 2.5, и собирать опухоли, которые должны храниться в холодном PBS.
  2. Для проточной цитометрии, выполните следующие действия 17:
    1. Приготовьте ферментный коктейль, состоящий из смеси очищенного коллагеназы I и II (4 ед / мл), гиалуронидазы (60 ед / мл) и ДНКазы I (60 ед / мл) в проточной цитометрии буфере (PBS с 0,5% BSA и 1 мМ ЭДТА).
    2. Смешать 100 мг опухолевой ткани с помощью 200 мкл ферментного буфера коктейль в пробирку 1,5 мл и кости ткани на мелкие кусочки тонких ножниц. Добавить еще 1,3 мл ферментный коктейль в трубку и передать его содержимое на 6-луночный планшет.
    3. Взболтать 6-луночного планшета на горизонтальном шейкере помещают внутрь печи C 37 ° в течение 60 мин при 60 оборотах в минуту.
    4. Промыть гомогената ткани с проточной цитометрии буфером 3 раза, чтобы получить суспензию единичных клеток.
    5. Пятно клетки с коктейлем из антител, специфичных к биомаркеров, включая CD45, CD11b, Ly6C, CD11c,CD64, CD3, MHCII, и CD31 (1: 200 разбавление для всех антител, информация клон представлена ​​в таблице материалов). Определение соответствующих типов клеток и определить их среднюю интенсивность флуоресценции (MFI) от DiIC12 (5) -ds в каждой популяции клеток с соответствующим проточной цитометрии программного обеспечения для анализа.
  3. Для иммуноокрашиванием, выполните следующие действия:
    1. Поместите опухоль в кассету, заполненную оптимальной резки среднего (ОКТ) и заморозить его на сухом льду.
    2. Сделайте 6 мкм замороженных срезов из опухолевой ткани и поместите их на гистологию стеклах; участки должны охватывать самые большие поперечные сечения опухоли, которые обеспечивают наиболее представительную информацию о ткани.
    3. Пятно биомаркеров (например, CD31 для эндотелиальных клеток) , представляющие интерес с соответствующими антителами (например, анти-CD31, клон MEC13.3). Закрепить секции с параформальдегидом; блокировать их с соответствующими сывороточный видового происхождения вторичных антител; incubели с первичными антителами в течение 12 ч при температуре 4 ° С, а затем с вторичными антителами в течение 2 ч; и, наконец, промывают PBS и покрывают покровных стеклах. Изображение окрашенные слайды с Leica вертикально конфокальной SP5 микроскоп 13, 16.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

На рисунке 1 показан обзор процедуры. На рисунке 2 представлена принципиальная процедура синтеза двойственных-меченых липосом , описанных в шаге 1 , 10. На рисунке 3 изображен представитель ПЭТ-КТ изображение (рисунок 3а), радиоактивностью Количественное определение из ПЭТ (рис 3b), в крови период полураспада (3в) и биораспределени (рисунок 3d) радиоактивных наночастиц, как описано в шаге 2. В Рисунок 3а, липосомы высоко накапливаются в опухоли, что подтверждается количественному результатов визуализации на рисунке 3b. Кроме того, липосомы показывают крови период полураспада около 10 ч на фиг.3С. Экс естественных биораспределение подтверждает высокое накопление опухоли липосом. И, наконец, на рисунке 4 представлена типичная стробирования прocedure для выявления соответствующих клеток в опухоли для анализа уровня одноклеточного накопления наночастиц (рис 4а и б), который отображает преимущественное накопление наночастиц в опухолеассоциированными макрофагов (TAM). Представитель конфокальной микроскопии изображение также показывает перекрытие между наночастицами и эндотелиальными клетками (рис 4в).

Рисунок 1
Рисунок 1. Схема Обзор В Vivo Nanomedicine характеризации процедуры. Эта процедура включает в себя маркировку наночастиц как с радиоактивными и флуоресцентных меток; характеристика меченных наночастиц с ПЭТ-КТ, измерения в крови период полураспада и оценки биораспределению; и одноклеточных и субклеточном анализ флуоресцентных наночастиц методом проточной цитометрии и яmmunostaining, соответственно. Методы, слева направо, обеспечивают увеличение пространственного разрешения наночастицами в естественных условиях накопления. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2. Процедура Синтез Dual-меченых липосом. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3. Представитель Результаты В Vivo Характеристика радиоактивной наночастицами. (а) ПЭТ-КТ образы тумоR-несущих мыши после инъекции наночастиц и (б) ПЭТ , полученных значений поглощения во многих тканях (п = 3). (с) Кровь Радиоактивность Период полураспада радиоизотопный наночастицами, а также (d) ее биораспределение через 24 ч после инъекции (п = 3). Столбики ошибок являются стандартное отклонение. Модифицированный из работы 8, с разрешения. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4
Рисунок 4. Представитель результаты в естественных условиях Характеристика Флуоресцентные наночастицами. (а) процедуры типичный цитометрии потока стробирования для выявления иммунных клеток , опухоль-ассоциированных, опухолевые клетки, а также эндотелиальные клетки (EC), а также (б) определение количества nanopartiнакопление НКУ в этих клетках 8. Представитель образ 3-х биологических повторов. (с) представитель иммунофлюоресценции изображений , показывающий специфическое нацеливание с RGD-конъюгированного наноэмульсии эндотелиальных клеток в опухоли 13. Модифицированный из ссылок 8 и 13, с разрешения автора. Опухолеассоциированными макрофага (TAM). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Критические шаги в рамках Протокола:

Высокое качество с двумя метками липосом является ключом к получению стабильных результатов в течение длительного периода времени. Свободные флуоресцентные красители или 89 ионов Zr может генерировать совершенно различные модели таргетинга и должны быть полностью удалены во время стадии очистки. Кроме того, если иммунная система существенно влияет на экспериментальную производительность наномедицинскими рака, использование иммунокомпетентных мышиных моделей должно быть предпочтительным, например, B16-F10 меланома модели в мышей C57BL / 6, который был использован в данном протоколе. Если микроокружение опухоли или определенной комбинации генетических мутаций является одним из основных факторов, моделей ксенотрансплантатов опухоли пациента, полученных бы идеальным выбором.

Модификация и устранение неисправностей:

Наша процедура обеспечивает простой и надежный способ для оценки производительности в естественных условиях нанолекарства в опухоли-процентнойimals. Эта процедура служит в качестве основы для построения конкретных экспериментов, чтобы охарактеризовать рака нанолекарства для различных областей применения. Например, исследователи могут определить количественные виво фармакокинетики в наноматериала , когда сканирование ПЭТ-КТ выполняются в различные моменты времени на одних и тех же животных 17; они могут собирать информацию биораспределение наноматериалы путем анализа других тканей, таких как толстой кишки, тонкого кишечника, поджелудочной железы, головного мозга, кожи, тимуса, желудка или слюнных желез, как показано в других публикациях , 18, 19, 20, 21; или же они могут оценить для одной ячейки и субклеточном специфичность нанолекарства в других опухолей, чем соответствующих тканей путем применения этого проточной цитометрии и иммунным протокол.

Ограничения Техника исполнения:

Этот протокол гequires некоторых специализированных исследовательской инфраструктуры, в том числе радиохимии и объектов-и визуализации технических знаний в радиоактивной, визуализации мелких животных и иммунологии. Поэтому, было бы идеально выполняться междисциплинарной группой исследователей, обладающих знаниями в соответствующих областях. Наш собственный опыт показывает, что оптимальное выполнение этой процедуры требует тщательного планирования и эффективного сотрудничества.

Стоит отметить, что конкретные протоколы и предлагаемые агенты в этой рукописи лучше всего подходят для радиоактивной наночастиц на основе липидов. Тем не менее, понятие двойного меченных наночастиц могут быть использованы для характеристики других рецептур наночастиц, которые, например, основанные на золотых нанокристаллов, полимеров, или даже вирусных частиц. В этих случаях будет требоваться разные стратегии маркировки. Важно подчеркнуть широкое разнообразие радиоактивных изотопов , используемых в биомедицинской визуализации, в том числе 89 Zr, 18 64 Cu, 68 Ga и 123 I, чтобы назвать только некоторые из них 7. Выбор радиоизотопа должен быть сделан на основе специфических свойств наноматериала под следствием, главным образом, его кровообращение полураспада, чтобы обеспечить полную характеристику в более поздние моменты времени. Тем не менее, другие факторы, такие как химия маркировки или наличия изотопов, могут повлиять на окончательный выбор. Для этого исследования, 89 Zr , был выбран из - за его длинный физический период полураспада (Т 1/2 = 78,4 ч) сравнима с кровью полураспада липосом. Следует отметить, что этот протокол также может быть выполнена с другими изотопами, как 99m Tc, 111 In, или 125 I, которые являются коммерчески доступными и подходят для обработки изображений с однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT). Точно так же, DilC был выбран из-за его высокой гидрофобностью и, следовательно, высокую эффективность погрузки в липосомах. Другие флуоресцентные красители с неблагоприятными физико-химической ПропертиES могут быть непосредственно конъюгированы с фосфолипидами 17.

Значение по методам:

Эта процедура представляет высокую трансляционный потенциал, когда приспособленный для оценки нанолекарства в клинических исследованиях. 4 основных методов, а именно ПЭТ-КТ изображений, измерение радиоактивности, проточной цитометрии и иммуногистохимии-которые обычно используются для диагностики онкологических больных. Таким образом, эта доклинические процедура может быть легко переведены для оценки производительности в естественных условиях нанолекарства в клинической фазе. Кроме того, больший размер человеческих органов по сравнению с мышами позволяет проводить более точный анализ с помощью ПЭТ-КТ 22, который может заменить инвазивной биопсии на основе измерения радиоактивности накопления наномедицинскими. В этих условиях, неинвазивным, обработки изображений наведением протоколы могут быть разработаны для стратифицировать пациентов и помочь гомогенизируют исход пациента 10. Девевприпрыжку радиоактивных наноматериалов все еще требует значительных инвестиций в инфраструктуру. В качестве альтернативы, нерадиоактивные методы визуализации на основе магнитно-резонансной томографии (МРТ), так как быстро развивается в последнее десятилетие. Например, изображения магнитных частиц (МПИ) используются малые наночастицы оксида железа ( от 10 до 20 нм) и может обеспечить гораздо более количественную оценку нанолекарства меченных наночастиц оксида железа в естественных условиях , чем современные методы МРТ 23. Клинический перевод MPI позволит больше исследователей использовать надежные в естественных условиях методов визуализации для оценки производительности в естественных условиях раковых нанолекарства.

Будущие программы:

После того, как исследователи освоить эти протоколы, они могут применять процедуры, чтобы охарактеризовать наиболее флуоресцентные и радиоактивные двойные меченных, новые материалы, в том числе пептиды, белки, антитела, фрагменты антител, и так далее. Эти процедурыможет помочь ученым , чтобы тщательно оценить производительность в естественных условиях новых биомедицинских материалов и выявить тех , с большим потенциалом поступательной.

В заключение, мы стремимся внедрить комплексную процедуру наномедицина характеризации, которая может обеспечить системную, ткани, одной ячейки, а также накопления информации субклеточном уровне наномедицины. В настоящее время большинство раковых нанолекарства по-прежнему не в фазе I клинических испытаний в связи с их неоптимальных фармакокинетики, Биораспределение и профили токсичности. С другой стороны, большая гетерогенность ответа на терапию на наномедицине мандатов стратегию формирования изображения компаньоном для отбора пациентов, которые могут особенно извлечь выгоду из этих экспериментальных нанолекарства. Мы считаем, что принятие этой процедуры может помочь сообществу выявлять перспективные нанолекарства с высоким потенциалом трансляционной в доклинических моделях на животных и, с надлежащей модификации, может также помочь клиническимисследователи для выявления пациентов поддающиеся nanotherapy.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DPPC Avantilipids 850355
Cholesterol Sigma-Aldrich C8667
DSPE-PEG2000 Avantilipids 880120P
DSPE-DFO Home made 110634 Perez-Medina et al., JNM, 2014
DiIC12[5]-DS AAT Bioquest 22051
Centrifugal filter Vivaproducts VS2061
Rotary evaporator Buchi R-100
Radio-HPLC Shimadzu HPLC with 2 LC-10AT pumps N/A
89Zr-oxalate MSKCC Synthesized in house TR19/9 variable beam cyclotron (Ebco Industries Inc.)
Micro PET-CT Siemens Inveon Micro-PET/CT
Gamma counter PerkinElmer 2470-0150
Flow cytometry BD Biosciences Fortessa Any multi-parametric flow cytometry analyzers would suffice
C57BL/6 mice Jackson Laboratories
B16-YFP melanoma cells Home made N/A Salmon et al., Immunity, 2016
Ly6C (clone HK1.4)--APC-Cy7 128025 Biolegend
MHCII (M5/114/152)--APC 107613 Biolegend
CD45 (30-F11)--BV510 103137 Biolegend
CD64 (X54-5/7.1)--PE-Cy7 139313 Biolegend
CD11b (M1/70)--BV605 101237 Biolegend
CD3 (17A2)--BV711 100241 Biolegend
CD31 (13.3)--PE 561073 Biolegend
CD11c (M418)--PerCP-Cy5.5 117327 BD Biosciences
CD31 (13.3) no fluorophore 550274 BD Biosciences

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Peer, D., et al. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nat Nanotechnol. 2, 751-760 (2007).
  2. Barenholz, Y. Doxil(R)--the first FDA-approved nano-drug: lessons learned. J Control Release. 160, 117-134 (2012).
  3. Green, M. R., et al. Abraxane, a novel Cremophor-free, albumin-bound particle form of paclitaxel for the treatment of advanced non-small-cell lung cancer. Ann Oncol. 17, 1263-1268 (2006).
  4. Juliano, R. Nanomedicine: is the wave cresting? Nat Rev Drug Discov. 12, 171-172 (2013).
  5. Ledford, H. Bankruptcy filing worries developers of nanoparticle cancer drugs. Nature. 533, 304-305 (2016).
  6. Venditto, V. J., Szoka, F. C. Jr Cancer nanomedicines: so many papers and so few drugs! Adv Drug Deliv Rev. 65, 80-88 (2013).
  7. Dunphy, M. P., Lewis, J. S. Radiopharmaceuticals in preclinical and clinical development for monitoring of therapy with PET. J Nucl Med. (50 Suppl 1), (2009).
  8. Perez-Medina, C., et al. PET Imaging of Tumor-Associated Macrophages with 89Zr-Labeled High-Density Lipoprotein Nanoparticles. J Nucl Med. 56, 1272-1277 (2015).
  9. Perez-Medina, C., et al. A modular labeling strategy for in vivo PET and near-infrared fluorescence imaging of nanoparticle tumor targeting. J Nucl Med. 55, 1706-1711 (2014).
  10. Perez-Medina, C., et al. Nanoreporter PET predicts the efficacy of anti-cancer therapy. Nature communications. , (2016).
  11. Tang, J., et al. Inhibiting macrophage proliferation suppresses atherosclerotic plaque inflammation. Science advances. , (2015).
  12. Priem, B., Tian, C., Tang, J., Zhao, Y., Mulder, W. J. Fluorescent nanoparticles for the accurate detection of drug delivery. Expert Opin Drug Deliv. 12, 1881-1894 (2015).
  13. Gianella, A., et al. Multifunctional nanoemulsion platform for imaging guided therapy evaluated in experimental cancer. ACS Nano. 5, 4422-4433 (2011).
  14. Torchilin, V. P. Recent advances with liposomes as pharmaceutical carriers. Nat Rev Drug Discov. 4, 145-160 (2005).
  15. Salmon, H., et al. Expansion and Activation of CD103(+) Dendritic Cell Progenitors at the Tumor Site Enhances Tumor Responses to Therapeutic PD-L1 and BRAF Inhibition. Immunity. 44, 924-938 (2016).
  16. Perez-Medina, C., et al. In Vivo PET Imaging of HDL in Multiple Atherosclerosis Models. JACC Cardiovasc Imaging. 9, 950-961 (2016).
  17. Duivenvoorden, R., et al. A statin-loaded reconstituted high-density lipoprotein nanoparticle inhibits atherosclerotic plaque inflammation. Nature communications. 5, 3065 (2014).
  18. Carney, B., et al. Non-invasive PET Imaging of PARP1 Expression in Glioblastoma Models. Mol Imaging Biol. , (2015).
  19. Salinas, B., et al. Radioiodinated PARP1 tracers for glioblastoma imaging. EJNMMI Res. 5, 123 (2015).
  20. Carlucci, G., et al. Dual-Modality Optical/PET Imaging of PARP1 in Glioblastoma. Mol Imaging Biol. 17, 848-855 (2015).
  21. Tang, J., et al. Immune cell screening of a nanoparticle library improves atherosclerosis therapy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. , (2016).
  22. Scott, A. M., Wolchok, J. D., Old, L. J. Antibody therapy of cancer. Nat Rev Cancer. 12, 278-287 (2012).
  23. Goodwill, P., et al. X-space MPI: magnetic nanoparticles for safe medical imaging. Adv Mater. 24, 3870-3877 (2012).

Tags

Cancer Research выпуск 121 наномедицина ПЭТ радиоактивной проточной цитометрии липосом молекулярной визуализации меланома иммунокомпетентные модели мыши
Всеобъемлющая процедура для оценки<em&gt; В Vivo</em&gt; Производительность Рака нанолекарства
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tang, J., Pérez-Medina, C.,More

Tang, J., Pérez-Medina, C., Zhao, Y., Sadique, A., Mulder, W. J. M., Reiner, T. A Comprehensive Procedure to Evaluate the In Vivo Performance of Cancer Nanomedicines. J. Vis. Exp. (121), e55271, doi:10.3791/55271 (2017).

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