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Medicine

Veicolazione Trans-timpanico per il trattamento dell'ototossicità

Published: March 16, 2018 doi: 10.3791/56564
* These authors contributed equally

Summary

Presentiamo una tecnica per somministrazione localizzata di farmaci attraverso la via trans-timpanica nella coclea. Somministrazione di farmaci attraverso questa rotta non avrebbe interferito con l'efficacia anticancro dei farmaci chemioterapici come il cisplatino.

Abstract

La somministrazione sistemica di agenti protettivi per trattare l'ototossicità indotta da farmaci è limitata dalla possibilità che questi agenti protettivi potrebbero interferire con l'efficacia chemioterapeutica delle droghe primarie. Questo è particolarmente vero per il cisplatino della droga, le cui azioni anticancro sono attenuati dagli antiossidanti che forniscono una protezione adeguata contro perdita dell'udito. Altri agenti attuali o potenziali otoprotective potrebbero rappresentare un problema simile, se somministrato per via sistemica. L'applicazione di vari biologicals o agenti protettivi direttamente alla coclea consentirebbe di alti livelli di questi agenti localmente con limitati effetti collaterali sistemici. In questo rapporto, dimostriamo un trans-timpanico metodo di consegna dei vari farmaci o reagenti biologici alla coclea, che dovrebbe migliorare la ricerca di scienza di base sulla coclea e forniscono un modo semplice di orientare l'utilizzazione di agenti otoprotective nelle cliniche. Questo rapporto Dettagli un metodo di consegna della droga trans-timpanico e fornisce esempi di come questa tecnica è stata utilizzata con successo in animali da esperimento per trattare l'ototossicità del cisplatino.

Introduction

Il sistema uditivo periferico è squisitamente sensibile a farmaci quali cisplatino e aminoglycoside antibiotici. Il cisplatino è un agente chemioterapeutico ampiamente usato per il trattamento di una varietà di tumori solidi, quali testa, testicolare e ovarico e cancri del collo. L'ototossicità sperimentato con l'uso di questo farmaco è dose-limitante e abbastanza comune, che colpisce il 75-100% dei pazienti trattati1. Altri farmaci, come carboplatino e oxaliplatino, sono emerse come alternative al cisplatino2,3,4,5, ma la loro utilità è limitata ad alcuni tipi di cancro.

I primi studi hanno dimostrato il ruolo critico di specie reattive dell'ossigeno (ROS) nel mediare l'ototossicità prodotta dal cisplatino e gli aminoglicosidi. Studi successivi hanno mostrato che l'isoforma NOX3 della NADPH ossidasi è la principale fonte di ROS nella coclea e viene attivato da cisplatino6,7. La generazione di compromessi ROS l'antiossidante tampone di cellule, con conseguente aumentata perossidazione lipidica delle membrane cellulari8. Inoltre, cisplatino aumenta la produzione di radicali idrossilici che generano altamente tossico aldeide 4-hydroxynonenal (4-HNE), un iniziatore di cellule morte9,10. Basato su questi risultati, parecchi antiossidanti sono stati esaminati per il trattamento dell'ototossicità del cisplatino. Questi includono N-acetil cisteina (NAC), tiosolfato di sodio (STS), amifostina e D-metionina. Tuttavia, delle principali preoccupazioni della terapia antiossidante è che questi antiossidanti potrebbero ridurre il cisplatino chemioterapeutico efficacia quando somministrato per via sistemica11 attraverso l'interazione di cisplatino con gruppi tiolici in molecole antiossidanti.

In considerazione di questi problemi con la terapia antiossidante, l'obiettivo di questo studio era di esaminare il percorso trans-timpanico di fornire antiossidanti e altri farmaci alla coclea per ridurre la perdita dell'udito. La via trans-timpanico di droga e breve interferire (si) RNA, descritto di seguito, appare particolarmente promettente.

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Protocol

Linee guida e un protocollo approvato dal comitato di utilizzare e Southern Illinois University School di medicina laboratorio Animal Care utilizzare Wistar maschio ratti sono stati trattati in conformità con l'animale di National Institutes of Health. Risposta uditiva del tronco cerebrale (ABR) è stato effettuato su ratti mentre nell'ambito dell'anestesia prima della somministrazione del farmaco e 72 h dopo per verificare l'effetto della veicolazione trans-timpanico.

1. risposta uditive del tronco cerebrale (ABR)

Nota: Misurazioni di ABR sono stati raccolti utilizzando le apparecchiature di prova uditiva e software. ABR rappresenta i potenziali evocati o onde ad alta frequenza generate da ottavo nervo cranico (onda I e II) e altre strutture uditive del tronco cerebrale superiore tra cui nucleo cocleare anteroventral (onda III), lemnisco laterale (onda IV) e inferiore collicolo (onda V). Queste onde sono differenziate a seconda della latenza. ABR sono state effettuate come descritto in precedenza12.

  1. Anestetizzare ratti con una miscela di 90 mg/kg ketamina e 17 mg/kg xylazina tramite iniezione intraperitoneale. Confermare la profondità del riflesso di anestesia via punta-pizzico. Applicare lubrificazione oftalmica (o gocce di olio minerale) in entrambi gli occhi per evitare gli occhi secchi e ulcerazione durante l'anestesia.
  2. Posizionare il ratto in posizione prona su un rilievo di riscaldamento (37 ° C) all'interno di una cabina acustica controllata. Apparecchiatura di collaudo di audiologia si trova all'esterno, nei pressi del casello.
  3. Inserire gli elettrodi in acciaio inox di conseguenza: l'elettrodo di terra nella parte posteriore del fianco, l'elettrodo positivo tra le due orecchie direttamente sulla sommità del cranio e gli elettrodi negativi sotto pinna di ciascun orecchio.
  4. Applicare stimoli acustici utilizzando trasduttori ad alta frequenza come una raffica di tono 5 ms a 8, 16 e 32 kHz. Determinare intensità di stimolo come livello di pressione sonora di decibel (dB SPL). Questo comincia a 10 dB SPL e raggiunge 90-dB SPL con un incremento di 10 dB. Calibrare le intensità sonore per una potenza massima di 90 dB SPL utilizzando un fonometro impulso precisione.
    Nota: Il risultato del test dà un'indicazione dell'integrità dell'organo dell'udito periferico, la coclea e le suddette strutture uditive. Le forme d'onda vengono generate all'interno di 15 ms di input di stimolo e la latenza delle onde dipende dal tempo di conduzione, che a sua volta è regolato da tre fattori critici: volume del cervello, l'intensità e la frequenza del suono. Potenziali evocati uditivi sono stati registrati usando il software fornito dal produttore.
  5. Prendere in considerazione l'intensità minima che può evocare due diverse forme d'onda (II e III) di ampiezza di 0,5 µV come soglia prominente.
    Nota: Spostamento della soglia rappresenta la differenza tra la soglia misurata dopo trattamento confrontato con la soglia ottenuta prima del trattamento.

2. Trans-timpanico iniezioni

  1. Per amministrare il farmaco trans-tympanically, posizionare il ratto in decubito laterale sinistro.
    1. Inserire speculum auricolari monouso 2,5 mm nel condotto uditivo.
    2. Con l'uso di un ambito chirurgico, posizionare gli speculi in modo che la membrana timpanica è visibile.
    3. Utilizzando un 29 X ½, siringa da insulina 0,5 mL, redigere 50 µ l di adenosina [R] - N - fenil isopropilico (R-PIA) soluzione (1 µM), 8-ciclopentil-1,3-dipropilxantina (DPCPX) soluzione (3 µM) o siRNA soluzione (0,9 µ g) da iniettare (5 unità).
    4. Utilizzare gli speculi per dirigere l'ago alla regione inferiore anteriore della membrana timpanica.
    5. Poke un buco attraverso la membrana con l'ago e amministrare i farmaci citati in 1.2.3. Consentire il topo a riposare in questa posizione per 15 min.
      Nota: 50 µ l deve essere il volume adeguato per adattarsi dietro la membrana timpanica. Nessun liquido deve essere nel condotto uditivo dopo la somministrazione.
    6. Posizionare il ratto nel diritto decubitus laterale di posizione e ripetere i passaggi 1.2.1 attraverso 1.2.5 per amministrazione in altro orecchio.
  2. Per i ratti che riceve il cisplatino intraperitonealmente, posizionare il ratto in posizione supina su un rilievo di riscaldamento a 37 ° C.
    1. Utilizzando un 21 X 3/4 butterfly needle (tubazione di lunghezza 12"), redige il cisplatino (11 mg/kg, 1 mg/mL di soluzione in una soluzione salina tampone fosfato sterile [PBS]).
    2. Utilizzando una pompa a siringa, amministrare cisplatino (1 mg/mL) tramite l'iniezione intraperitoneale dopo 30 min.
      Nota: Per un ratto di 250 gr, il volume sarebbe 2,75 mL a una velocità di circa 0,1 mL / min.
  3. Continuare a monitorare la profondità dell'anestesia durante queste procedure. Una volta completata la somministrazione di cisplatino, posizionare il topo nella gabbia in posizione prona, assicurandosi che non c'è nulla per ostacolare la respirazione.
  4. Monitorare il ratto fino a completamente recuperato.

3. coclea dissezione e decalcificazione

  1. In seguito la finale ABR (dopo 72 h), anestetizzare il topo con una miscela di 90 mg/kg ketamina e 17 mg/kg xylazina tramite iniezione intraperitoneale. Confermare l'anestesia con una reflex di punta-pizzico. Eutanasia il ratto tramite decapitazione.
  2. Sezionare l'osso temporale, come descritto in precedenza13.
  3. Posto coclea in paraformaldeide al 4% in PBS soluzione in un flaconcino di vetro da 7 mL scintillazione (coprendo completamente la coclea) 1x. Conservare in frigorifero durante la notte a 4 ° C. Rimuovere la paraformaldeide e lavare con 1x PBS a temperatura ambiente.
  4. Rimuovere PBS e riempire completamente il tubo con una soluzione di 120 mM di EDTA (pH 7,3). Posizionare sull'agitatore a temperatura ambiente e consentire la decalcificazione per 2-3 settimane, cambiando ogni giorno la soluzione di EDTA.

4. Cryosectioning

  1. Al completamento di decalcificazione, immergere completamente la coclea nelle seguenti soluzioni (7 mL ciascuno) per 24 h a 4 ° c: 10% saccarosio, saccarosio al 20%, miscela 1:1 di saccarosio al 20% e temperatura di taglio ottimale (OCT) incorporare composti.
  2. Posto fresco OCT composto per riempire e coprire completamente la coclea in un 15 mm x 15 mm x 5 mm USA e getta l'incorporamento di muffa. Orientare la coclea sul suo lato in modo che sia parallela alla parte inferiore dello stampo incorporamento, come descritto da Whitlon et al. 14
  3. Collocare immediatamente lo stampo sul ghiaccio secco per solidificare il OCT e conservare a-80 ° C durante la notte.
  4. Immergere i vetrini microscopio in 0,01% Poly-L lisina a temperatura ambiente per 30 min. Remove le diapositive, non sciacquare e lasciar asciugare durante la notte. Utilizzare queste diapositive per cryosections.
  5. Rimuovere la coclea in ottobre dal congelatore-80 ° C e posizionarlo sul ghiaccio secco. Utilizzando una lama tagliente microtomo (L x w: 80 mm x 8 mm, spessore 0,25 mm, angolo di taglio di 34 °), sezione i blocchi OCT a 10 µm utilizzando un criostato a-30 ° C. Inserire due sezioni per ogni diapositiva.
  6. Refrigerare diapositive a 4 ° C al termine.

5. Immunohistochemistry

  1. Porre i vetrini in un vetrino per microscopio vaschetta di colorazione in un portavetrini. Riempire il piatto con 350 mL di 1X PBS e lavare i vetrini per 5 min tre volte a temperatura ambiente.
  2. Rimuovere le diapositive dal piatto e asciugare la zona che circonda il tessuto utilizzando un panno asciutto, facendo attenzione a non asciugare il tessuto.
    1. Utilizzando una penna di blocco liquida, disegnare un cerchio intorno alla sezione di tessuto.
  3. Bloccare il tessuto per 1 h a temperatura ambiente mediante l'aggiunta di 150 µ l di soluzione bloccante contenente siero normale 10% (asino), detergente non ionico 1% e 1% BSA in PBS 1X.
  4. Tocca Disattiva soluzione bloccante in eccesso e incubare il tessuto durante la notte a 4 ° C in una camera umidificata con 150 µ l di siero normale 10% (asino), 0,1% detergente non ionico e anticorpo primario (vedere la nota qui sotto) in PBS 1X.
    Nota: Per i seguenti anticorpi, queste diluizioni sono state usate: per Figura 2 e 3, p-STAT1 Ser727 1: 300. Figura 4, p-STAT1 Ser727, 1: 100 e 1: 100 TRPV1.
  5. Porre i vetrini in del vetrino per microscopio vaschetta di colorazione in un portavetrini. Riempire il piatto con 350 mL di 1X PBS e lavare tre volte i vetrini per 5 min a temperatura ambiente.
  6. Incubare con gli anticorpi secondari diluiti in una soluzione contenente detergente nonionico 0,01% e siero di 10% normale (asino) in PBS 1X per 2-3 h a temperatura ambiente in una camera umidificata al buio.
    Nota: Per i seguenti anticorpi secondari, queste diluizioni sono state usate: per Figura 2 e 3, 1:600 asino anti-coniglio IgG. Per Figura 4, rodamina (TRITC) asino Anti-Rabbit IgG 1: 500 e asino anti-capra IgG 1: 500.
  7. Porre i vetrini in del vetrino per microscopio vaschetta di colorazione in un portavetrini. Riempire il piatto con 350 mL di 1X PBS e lavare tre volte i vetrini per 5 min a temperatura ambiente.
  8. Toccare il liquido in eccesso dal vetrino e far asciugare il vetrino con un panno asciutto intorno al tessuto. Montare diapositive aggiungendo una goccia dell'agente montaggio con DAPI direttamente sul tessuto. Lentamente, adagiarvi il vetrino coprioggetto, assicurando che nessun bolle si formano di sotto e lasciare i vetrini curare una notte a temperatura ambiente al buio. Archivio diapositive a 4 ° C.
  9. Diapositive di immagini usando la microscopia confocal. Utilizzare il laser per l'imaging come segue: laser UV per DAPI, 488 nm del laser per asino anti-coniglio IgG e 543 nm laser per rodamina TRITC.

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Representative Results

ABR risposte misurate in ratti a tre giorni dopo somministrazione di cisplatino hanno mostrato un'elevazione significativa in soglie. Elevazione di queste soglie è stata ridotta significativamente in ratti amministrati con trans-timpanico [R] - N - phenylisopropyladenosine (R-PIA), adenosina un1 recettore agonista15, prima del cisplatino. La specificità dell'azione del R-PIA presso l'adenosina un ricevitore1 è stato dimostrato dall'osservazione che esso è stato antagonizzato da 8-ciclopentil-1,3-dipropilxantina (DPCPX), un antagonista del recettore specifico di1 A16. Questo farmaco ha rafforzato indotta da cisplatino gli spostamenti della soglia ABR (Figura 1A). Simile al suo effetto di produrre la perdita della capacità uditiva, cisplatino anche aumentato il danno per le cellule ciliate esterne (valutato da microscopia elettronica [SEM]) (Figura 1B). Immagini di SEM sono state ottenute come descritto in precedenza17. Questo effetto è stato ridotto significativamente tramite l'amministrazione trans-timpanico di R-PIA (Figura 1C). Inoltre, mostriamo che trans-timpanico R-PIA riduce il immunoreactivity basale che indotta da cisplatino p-STAT1 nella coclea, che riflette le proprietà antinfiammatorie di questo farmaco (Figura 2).

La rotta trans-timpanico potrebbe essere utilizzata anche per amministrare prodotti biologici come siRNA, che provocare effetti benefici. Trans-timpanico amministrazione di STAT1 siRNA ai ratti efficacemente ha ridotto i livelli di STAT1 e p-STAT1 e ha bloccato l'attivazione di questo fattore di trascrizione da cisplatino (Figura 3).

Ulteriori studi dimostrano che l'amministrazione trans-timpanico di siRNA un altro per il mRNA NOX3 ha ridotto la capacità di farmaci come capsaicina per aumentare alcuni mediatori a valle, quali vanilloide potenziale transitorio del ricevitore 1 canale (TRPV1) e p-STAT1 ( Figura 4). Questi mediatori sono implicati nella perdita dell'udito indotta da capsaicina18.

Figure 1
Figura 1: Trans-timpanico amministrazione di R-PIA ha ridotto la perdita dell'udito indotta da cisplatino e protetti contro la perdita di cellule ciliate esterne. R. soglie ABR sono state misurate in ratti prima e 72 h dopo il loro trattamento con cisplatino (11 mg/kg, i.p.) trans-timpanico somministrazione di R-PIA o DPCPX + R-PIA. Indotta da cisplatino elevazione della soglia di ABR è stato indicato per essere attenuato da agonista A1AR, R-PIA. La co-somministrazione dell'antagonista A1AR, DPCPX, ha invertito l'effetto della R-PIA su soglia ABR e significativamente elevato che ABR sposta prodotto da cisplatino affatto le frequenze testate. La freccia indica zero spostamento della soglia ABR. B. trattamento di cisplatino hanno mostrato danni significativi per le cellule ciliate esterne (OHC) (freccia bianca), come dimostrato da microscopia elettronica (SEM). R-PIA protetto OHCs contro danni indotti da cisplatino, mentre DPCPX ha attenuato l'effetto protettivo di R-PIA. C. il grafico a barre Mostra l'analisi quantitativa delle immagini SEM mostrato in B. Le barre di errore indicano l'errore standard della media. Gli asterischi (*) e (*) indicano una differenza statisticamente significativa dal veicolo o cisplatino gruppi di trattamento, rispettivamente, mentre (*) indica una differenza statisticamente significativa da R-PIA + ratti cisplatino-trattati (p < 0.05, n = 5). Questa figura è stata adattata da Kaur et al. 19 con il permesso. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2 : Trans-timpanico somministrazione di un agonista1AR, R-PIA, ridotto cisplatino-aumento p-STAT1 Immunoreactivity nella coclea. Ratti sono stati amministrati una dose intraperitoneale del cisplatin (11 mg/kg), che ha aumentato il immunoreactivity p-STAT1 Ser727 , valutato a FDA 72 h post. Tuttavia, il pretrattamento di 1h con trans-timpanico R-PIA smussato questo aumento in p-STAT1 immunoreactivity. Co-trattamento dell'A1AR antagonista, DPCPX, insieme a agonista ha invertito l'inibizione di p-STAT1 immunoreactivity. Colorazione blu rappresenta DAPI-ha macchiato i nuclei, mentre la macchiatura verde rappresenta p-STAT1 immunolabeling. OHC e DC rappresentano esterna della cellula ciliata e cella di Deiter, rispettivamente. Frecce bianche indicano le tre righe di OHCs. Barra della scala mostrata nel pannello di sinistra più basso è 10 µm. Questa figura è stata adattata da Kaur et al. 19 con il permesso. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3 : Trans-timpanico amministrazione di STAT1 siRNA indotta da cisplatino bloccato p-STAT1 livelli. Cocleare sezioni isolate dai ratti amministrati con cisplatino (11 mg/kg, i.p.) per 72 h ha mostrato maggiore Ser727 p-STAT1 immunoreactivity in OHCs. Pre-trattamento con trans-timpanico STAT1 siRNA (0,9 mg) ha attenuato indotta da cisplatino aumento di immunoreactivity di p-STAT1, considerando che strapazzate trattamento ha mostrato alcun effetto. Colorazione blu rappresenta DAPI-ha macchiato i nuclei, mentre la macchiatura verde rappresenta p-STAT1 immunolabeling. Frecce bianche indicano le tre righe di OHCs. La barra della scala mostrata nel pannello destro inferiore misura 10 µm. Questa figura è stata adattata da Kaur et al. 20 con permesso. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4 : Iniezione Trans-timpanico di NOX3 siRNA riduce TRPV1 e livelli di p-STAT1 nella coclea Rat. Ratti anestetizzati sono stato amministrato strapazzata siRNA (scramble) o siRNA NOX3 delle iniezioni trans-timpanico, cui seguirono due giorni più tardi trans-timpanico iniezioni di capsaicina per coclee isolato h. 24 da questi animali sono stati macchiati per p-STAT1 Ser727 e il immunoreactivity TRPV1. Capsaicina aumentato sia TRPV1 (verde) e p-STAT1 Ser immunoreactivity727 (rosso) a 24 h in vascularis dello stria (SVA), le cellule ciliate esterne (OHC) e cellule del ganglio (SG) a spirale. Tuttavia, gli animali pretrattati con siRNA NOX3 non hanno mostrato alcuna induzione visibili di p-STAT1 Ser727 e TRPV1 immunolabeling. Barre della scala (pannello di destra inferiore) rappresentano 50 e 10 µm per inserti. Questa figura è stata adattata da Mukherjea et al. 18 con permesso. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

La via di somministrazione trans-timpanico permette per consegna localizzata di farmaci e di altri agenti alla coclea che altrimenti potrebbe produrre effetti collaterali sistemici significativi se somministrato per via sistemica. Questo metodo di somministrazione del farmaco consente l'accesso rapido di farmaci al sito d'azione alle dosi significativamente più alto di quello che potrebbe essere raggiunto attraverso la via sistemica. Risultati qui presentati e pubblicati precedentemente mostravano che trans-timpanico gestione di [R] - N - fenil isopropil adenosina (R-PIA) protetto della coclea da indotta da cisplatino esterna della cellula ciliata perdita (Figura 1)19 e induzione di infiammazione come dimostrato dalla diminuita l'attivazione del fattore di trascrizione STAT1 (rispetto a quelli trattati con cisplatino o R-PIA + DPCPX + cisplatino) (Figura 2)19. Questi benefici potrebbero contribuire alla protezione da perdita della capacità uditiva offerto da questa droga. Basata sull'esperienza precedente, affermiamo che è necessaria la somministrazione di un solo farmaco. Questo potrebbe indicare che il farmaco viene mantenuto nell'orecchio medio e lentamente ha potuto essere preso nella coclea per fornire protezione durante i tre giorni che questi animali sono valutati per l'ototossicità. Questa tecnica è attualmente in uso per fornire altre droghe nell'orecchio interno per determinare la loro efficacia come protectants di oto.

Oltre ai farmaci, trans-timpanico amministrazione di siRNA può fornire efficace atterramento di RNAs selettiva per ridurre i livelli di proteina e fornire oto-protezione18,20. Ancora una volta, questi siRNAs fornirebbe meno tossicità se sono consegnati nella prossimità della coclea. La durata dell'atterramento era fino a tre giorni (il limite del nostro periodo di valutazione). D'importanza, l'aggiunta di siRNA blocca l'induzione della loro proteina corrispondente da farmaci ototossici, come cisplatino. La durata dell'atterramento è un po ' sorprendente data l'abbondanza di nucleasi nel fluido extracellulare e nelle cellule e le potenziali difficoltà nell'ottenere queste molecole in cellule cocleari. Dimostrazione di entrambi atterramento di proteine e oto-protezione implica tuttavia che questi siRNAs stanno raggiungendo la coclea alle concentrazioni efficaci.

Nonostante i vantaggi sopra descritti, sono previste alcune limitazioni di questa tecnica. Questi includono la necessità per anestetizzare gli animali prima di iniziare la procedura. Farmaci devono essere somministrati alle più alte concentrazioni nell'orecchio centrale, poiché solo una piccola frazione (~ 1-10%) prevede di raggiungere perilymph. Inoltre, la distribuzione dei farmaci applicati o biologicals è più concentrata alla base dove si osservano i più grandi effetti.

Mentre trans-timpanico consegna degli agenti qui presentato è stato limitato ai ratti, un simile metodo di consegna della droga potrebbe essere usato profilattico in pazienti che sono in attesa di chemioterapia con farmaci come il cisplatino. Si prevede che questo metodo di consegna della droga poteva essere adottato rapidamente agli esseri umani per lo screening di un gran numero di composti che hanno indicato l'efficacia nel trattamento della perdita dell'udito indotta da farmaci negli animali da esperimento.

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Disclosures

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Acknowledgments

Il lavoro descritto in questo articolo è stato supportato da un NCI RO1 CA166907, NIDCD RO1-DC 002396 e RO3 DC011621.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ketathesia (100 mg/ml) 10 ml Henry Schein 56344 Controlled substance 
AnaSed Injection/Xylazine (20 mg/ml) 20 ml Henry Schein 33197
2.5 mm disposable ear specula Welch Allyn 52432
Surgical Scope Zeiss
29 G X 1/2 insulin syringe Fisher Scientific 14-841-32  Can be purchased through other vendors
cis-Diammineplatinum(II) dichloride Sigma Aldrich P4394 TOXIC - wear proper PPE
Harvard 50-7103 Homeothermic Blanket Control Unit Harvard Apparatus Series 863
Excel International 21 G X 3/4 butterfly needle Fisher 14-840-34  Can be purchased through other vendors
BSP Single Speed Syringe Pump Brain Tree Sci, Inc BSP-99
Pulse Sound Measurement System Bruel & Kjaer Pulse 13 software
High-Frequency Module Bruel & Kjaer 3560C
1/8″ Pressure-field Microphone —-Type 4138 Bruel & Kjaer bp2030
High Frequency Transducer Intelligent Hearing System M014600
Opti-Amp Power Transmitter Intelligent Hearing System M013010P
SmartEP ABR System Intelligent Hearing System M011110
Disposable Subdermal EEG Electrodes CareFusion 019-409700
16% Formaldehyde, Methanol-free Fisher Scientific 28908 TOXIC - wear proper PPE 
7 mL Borosilicate Glass Scintillation Vial Fisher Scientific 03-337-26 Can be purchased through other vendors
EDTA Fisher Scientific BP118-500 Can be purchased through other vendors
Sucrose Fisher Scientific S5-500 Can be purchased through other vendors
Tissue Plus OCT Compound Fisher Scientific 4585
CryoMolds (15 mm x 15 mm x 5mm) Fisher Scientific 22-363-553 Can be purchased through other vendors
Microscope Slides (25mm x 75mm) MidSci 1354W Can be purchased through other vendors
Coverslips (22 x 22 x 1) Fisher Scientific 12-542-B Can be purchased through other vendors
Poly-L-Lysine Solution (0.01%) EMD Millipore A-005-C Can be purchased through other vendors
HM525 NX Cryostat Thermo Fischer Scientific 956640
MX35 Premier Disposable Low-Profile Microtome Blades Thermo Fischer Scientific 3052835
Wheaton™ Glass 20-Slide Staining Dish with Removable Rack Fisher Scientific 08-812
Super Pap Pen Liquid Blocker Ted Pella, Inc. 22309
Normal Donkey Serum Jackson Immuno Research 017-000-121 Can be purchased through other vendors
TritonX-100 Acros 21568 Can be purchased through other vendors
BSA Sigma Aldrich A7906 Can be purchased through other vendors
Phospho-Stat1 (Ser727) antibody Cell Signaling 9177
VR1 Antibody (C-15) Santa Cruz sc-12503
DyLight 488 Donkey anti Rabbit Jackson Immuno Research 711-485-152 Discontinued
DyLight 488 Donkey anti Goat Jackson Immuno Research 705-485-003 Discontinued
Rhodamine (TRTIC) Donkey anti Rabbit Jackson Immuno Research 711-025-152 Discontinued
ProLong® Diamond Antifade Mountant w/ DAPI Thermo Fisher P36971
(−)-N6-(2-Phenylisopropyl)adenosine Sigma Aldrich P4532
8-Cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine Sigma Aldrich C101
siRNA pSTAT1 Qiagen Custome Made Kaur et al. 201120
siRNA NOX3 Qiagen Custome Made Kaur et al. 201120
Scrambled Negative Control siRNA Qiagen 1022076 Kaur et al. 201120

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. McKeage, M. J. Comparative adverse effect profiles of platinum drugs. Drug Saf. 13 (4), 228-244 (1995).
  2. Boulikas, T., Vougiouka, M. Cisplatin and platinum drugs at the molecular level. Oncol Rep. 10 (6), 1663-1682 (2003).
  3. Fouladi, M., et al. Phase II study of oxaliplatin in children with recurrent or refractory medulloblastoma, supratentorial primitive neuroectodermal tumors, and atypical teratoid rhabdoid tumors: a pediatric brain tumor consortium study. Cancer. 107 (9), 2291-2297 (2006).
  4. Pasetto, L. M., D'Andrea, M. R., Rossi, E., Monfardini, S. Oxaliplatin-related neurotoxicity: how and why. Crit Rev Oncol Hematol. 59 (2), 159-168 (2006).
  5. Ardizzoni, A., et al. Cisplatin- versus carboplatin-based chemotherapy in first-line treatment of advanced non-small-cell lung cancer: an individual patient data meta-analysis. J Natl Cancer Inst. 99 (11), 847-857 (2007).
  6. Banfi, B., Malgrange, B., Knisz, J., Steger, K., Dubois-Dauphin, M., Krause, K. H. NOX3, a superoxide-generating NADPH oxidase of the inner ear. J Biol Chem. 279 (44), 46065-46072 (2004).
  7. Mukherjea, D., Whitworth, C. A., Nandish, S., Dunaway, G. A., Rybak, L. P., Ramkumar, V. Expression of the kidney injury molecule 1 in the rat cochlea and induction by cisplatin. Neuroscience. 139 (2), 733-740 (2006).
  8. Rybak, L. P., Husain, K., Morris, C., Whitworth, C., Somani, S. Effect of protective agents against cisplatin ototoxicity. Am J Otol. 21 (4), 513-520 (2000).
  9. Lee, J. E., et al. Role of reactive radicals in degeneration of the auditory system of mice following cisplatin treatment. Acta Otolaryngol. 124 (10), 1131-1135 (2004).
  10. Lee, J. E., et al. Mechanisms of apoptosis induced by cisplatin in marginal cells in mouse stria vascularis. ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 66 (3), 111-118 (2004).
  11. Lawenda, B. D., Kelly, K. M., Ladas, E. J., Sagar, S. M., Vickers, A., Blumberg, J. B. Should supplemental antioxidant administration be avoided during chemotherapy and radiation therapy. J Natl Cancer Inst. 100 (11), 773-783 (2008).
  12. Akil, O., Oursler, A. E., Fan, K., Lustig, L. R. Mouse auditory brainstem response testing. Bio Protoc. 6 (6), 1768 (2016).
  13. Montgomery, S. C., Cox, B. C. Whole Mount Dissection and Immunofluorescence of the Adult Mouse Cochlea. J. Vis. Exp. (107), e53561 (2016).
  14. Whitlon, D. S., Szakaly, R., Greiner, M. A. Cryoembedding and sectioning of cochleas for immunocytochemistry and in situ hybridization. Brain Res Brain Res Protoc. 6 (3), 159-166 (2001).
  15. Londos, C., Cooper, D. M., Wolff, J. Subclasses of external adenosine receptors. Proc Natl Acad Sci. 77 (5), 2551-2554 (1980).
  16. Lohse, M. J., Klotz, K. N., Lindenborn-Fotinos, J., Reddington, M., Schwabe, U., Olsson, R. A. 8-Cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine (DPCPX)--a selective high affinity antagonist radioligand for A1 adenosine receptors. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 336 (2), 204-210 (1987).
  17. Rybak, L. P., Whitworth, C., Scott, V., Weberg, A. D., Bhardwaj, B. Rat as a potential model for hearing loss in biotinidase deficiency. Ann Otol Rhinol Laryngol. 100 (4), Pt 1 294-300 (1991).
  18. Mukherjea, D., et al. NOX3 NADPH oxidase couples transient receptor potential vanilloid 1 to signal transducer and activator of transcription 1-mediated inflammation and hearing loss. Antioxid Redox Signal. 14 (6), 999-1010 (2011).
  19. Kaur, T., et al. Adenosine A1 receptor protects against cisplatin ototoxicity by suppressing the NOX3/STAT1 inflammatory pathway in the cochlea. J Neurosci. 36 (14), 3962-3977 (2016).
  20. Kaur, T., Mukherjea, D., Sheehan, K., Jajoo, S., Rybak, L. P., Ramkumar, V. Short interfering RNA against STAT1 attenuates cisplatin-induced ototoxicity in the rat by suppressing inflammation. Cell Death Dis. 2 (180), (2011).

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Medicina problema 133 ototossicità coclea trans-timpanico cisplatino NOX3 STAT1 TRPV1
Veicolazione Trans-timpanico per il trattamento dell'ototossicità
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Sheehan, K., Sheth, S., Mukherjea,More

Sheehan, K., Sheth, S., Mukherjea, D., Rybak, L. P., Ramkumar, V. Trans-Tympanic Drug Delivery for the Treatment of Ototoxicity. J. Vis. Exp. (133), e56564, doi:10.3791/56564 (2018).

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