Summary
Geri dönüşü olmayan Elektroporasyon (IRE) yerel olarak gelişmiş pankreas kanseri tedavisi için kullanılan bir sigara-termal ablasyon tekniği kullanıyor. Nispeten yeni bir teknik olarak, tümör büyüme IRE etkileri kötü anlaşılır. Pankreas kanseri IRE etkilerini eğitim kolaylaştırır bir syngeneic fare modeli geliştirdik.
Abstract
Pankreas kanseri (PC), yaklaşık 40.000 hasta her yıl ABD'de, öldüren bir hastalık başarıyla umut verici immunotherapeutic stratejileri de dahil olmak üzere çeşitli tedavi yaklaşımları yapmamış olan. Geri dönüşü olmayan Elektroporasyon (IRE) tümör hücre ölümü böylece tümörler çok yakın kan damarları içinde gerçekleştirilecek yordam etkinleştirme bitişik kolajen yapılarını imha olmadan indükler bir sigara-termal ablasyon tekniktir. Termal ablasyon teknikleri, aksine IRE kademeli apoptotik hücre ölüm, hemen ablasyon indüklenen nekroz, birlikte ve şu anda seçili yerel olarak gelişmiş PC hastalarda klinik kullanımda olan. Bir Ablatif olmayan hedef belirli yordam IRE gibi tümör microenvironment yanıtlarında sayısız tetikleyebilir. Bir kaç çalışmalar diğer tümör türleri tümör büyüme IRE etkilerini ele sahip, ama hiçbiri PC üzerinde odaklanmıştır. Hangi cilt altı (SQ) ve orthotopic tümörlerin başarıyla tedavi edilebilir bilgisayarla IRE syngeneic fare modeli son derece kontrollü bir ortamda çeşitli uzunlamasına çalışmalar sonrası yordamı kolaylaştırmak geliştirdik. Bu hayvan modeli öfke ve öfke klinik etkinliği arttırmanın yolları etkilerini incelemek için sağlam bir sistem hizmet vermektedir.
Introduction
Pankreas duktal adenokarsinom (PC) kanser ölüm ikinci önde gelen nedenidir ABD'de 20201etrafında olmak için tahmin edilmektedir. PC ile tanısı hastaların büyük çoğunluğu uzak metastatik hastalık2den sonunda ölecek. PC microenvironment Rootkitler immünsüpresif ve chemoresistant. Bir kıtlık efektör (anti-tümör) T hücrelerinin ve immünsupresif lökosit, tümör ilişkili makrofajlar (TAMs) dahil olmak üzere bir çıkıntı onun desmoplastic stroma içeren, myeloid türetilmiş bastırıcı (MDSCs) hücreleri ve düzenleyici T hücreleri (Tregs)3 . Bunlar microenvironment bu etkilerini multimodal stratejiler geliştirmek gerek altında yatan.
IRE tümör ablasyon termal olmayan şekli olarak geliştirilmiştir. Termal ablasyon teknikleri, aksine IRE hızlı koagülatif nekroz neden olmaz ancak bunun yerine yavaş yavaş apoptotik hücre ölüm4' te sonuç. Önemlisi pankreas tümörleri, öfke "ısı emici" etkileri için güvenlik açığından etkilenmez ve yanındaki şu5kan damarları gerçekleştirilebilir. Bu teknoloji 510(k) yetkisi FDA6 ve şu anda klinik olarak, seçilen yerel olarak gelişmiş ya da sınırda çevrimsel pankreas kanseri hastalarda kullanılıyor. En büyük yayımlanmış IRE içinde PC7için öfke geçiren hastaların ortalama yaşama yaklaşık iki katı modern kemoterapi rezeksiyon8,9yalnız ile tedavi edilen hastaların sağkalım serisidir.
Çeşitli çalışmalarda bu termal ablasyon (gözden Chu vd. diğer tümör türleri bir sistemik Bağışıklık yanıtında indükler göstermiştir 10). radyofrekans ablasyon (RFA) hayvan tümör modelleri götürmek-e doğru artan T hücre içinde infiltratlar11,12artış hepatosellüler kanser hastaları13, hücrelerde aktif doğal öldürücü (NK) de dahil olmak üzere, 14ve immünsupresif Tregs akciğer kanseri hastaları15dakika sonra bir düşüş. Çalışmaları bir çok daha az sayıda bağışıklık, microenvironmental ve yaralanma yanıt IRE16için inceledik. ÖFKE içinde ikincil (kontralateral) renal hücreli allogrefler büyüme azaltılmış veya birincil tümör IRE tarafından iki hafta engelledi immün fare modellerinde sistemik bir bağışıklık yanıtı uyarmak için gösterilen önceki17. Onlar da immün fareler immün fareler daha az voltaj tam regresyon için gerekli görülmektedir. Olan IRE termal ablasyon koagülatif nekrozu ile karşılaştırıldığında geliştirilmiş antijen sunumu neden olabilir, ama bu değil özellikle çalışılmıştır.
PC syngeneic fare modeli erkek LSL Kras geliştirilen bir tümör üzerinden türetilmiş KPC-Luc 4580 hücre satırından (hediye J.J. Yeh, University of North Carolina), geliştirdiğimizG12D / +; LSI-Trp53R172H / +; PDX1Cre / +; LSI-ROSA26 Luc / + fare IRE18,19yerel ve sistemik etkileri çalışmaya,. Bu luciferase ifade hücre kültürünü immunojenik ve ayrıca tumorigenic immün C57BL/6 fare olarak SQ veya orthotopically enjekte ve güvenilir bir şekilde dalak enjekte edildiğinde karaciğer metastaz üretir. Biz bir programlanabilir kare dalga darbe jeneratör 100 µs bakliyat elektrik voltaj/mesafe oranı 1500 V/cm (5 mm tarafından ayrılmış) iki iğneli dizi sonda veya platin cımbız-trodes SQ veya orthotopic tümörler için kullanarak sunmak için kullanılan sırasıyla, küçük bir hayvan IRE Effects'te modellemek için fareler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm hayvan deneyleri aşağıda bu iletişim kuralı ilgili kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanması gerekir gerçekleştirilen. Burada açıklanan tüm yordamları IACUC UCSD tarafından onaylanmıştır.
1. alıcı hayvan alımı
Not: KPC-Luc 4580 hücre kültürünü LSL Kras doğan bir tümör üzerinden kurulanG12D / +; LSI-Trp53R172H / +; PDX1Cre / +; LSI-ROSA26 Luc / + PC genetik bir model C57BL/6 arka plan üzerinde fare (KPC),. Bu hücre kültürünü avantajı bu yapısal luciferase etkinleştirme tümör orthotopic modellerinde izleme ifade olduğunu. Ancak, alıcı Farelerin genetik arka plan ile uyumlu oldukları sürece diğer hücre hatları da kullanılabilir.
- Deneysel grupları ve grup başına hayvan sayısını önceden belirler.
- Yaş (önerilen 6 - 10 - hafta eski fareler) seçin ve cinsel kullanılan hipotez ve hücre göre hayvanların kullanılır.
2. kültür hücreleri
- Kullanım Dulbecco'nın modifiye kartal Orta (DMEM): besin karışımı F12% 10 fetal Sığır serum (FBS) ve % 1 penisilin-streptomisin antibiyotik (tam büyüme medya) KPC-Luc 4580 hücreleri büyümeye içeren (50: 50) medya.
- Eğer dondurulmuş, hücreleri tümör implantasyon öncesinde 4 gün çözülme.
- Aseptik koşullar altında % 5 CO2 ve % 95 nem ile 37 ° C'de hücrelerin büyümesine.
- % 0.25 hücrelerle trypsinize tripsin onlar ulaşmadan 37 ° C'de 5 min için > % 80 confluency ve iki kez tam büyüme medya hacmi ekleyerek tripsin etkisiz hale getirin.
Not: Bu hücreler tümör verimli farelerde % 100 confluency kullandıysanız veya onlar için 12'den fazla kez pasajlı Eğer oluşturmayan. Bu nedenle, en iyi confluency altında önceki pasajlar, hücreleri dondurmak için tavsiye edilir. - Bir hemasitometre kullanarak hücreleri saymak ve yeterli sayı varsa tümör indüksiyon devam edin (0.5 - 1 x 106 hücreler/fare). Eğer değilse, bir daha fazla geçiş için hücreleri yeterli hücre sayıları elde edilen kadar genişletin.
3. indüksiyon SQ tümörleri
- Gerekli malzemeleri hazırlamak: P1000 ve P100 Pipetler ve ipuçları, 1 mL şırınga, 25G iğneler, membran matris (BMM), DMEM bazal medya, 1.5 mL tüpler santrifüj kapasitesi. Tüm malzemeler steril ve soğuk (4 ° C) yordamı sonuna kadar devam et. Ayrıca saç kesme makineleri ve alkol bezlerden hayvan kullanıma hazır tutun.
- (Adım başı olarak 2.4) trypsinize ve hücreleri saymak ve onları bir konsantrasyon 2-4 x 107 hücre/mL soğuk DMEM, resuspend.
- % 100 eşit bir birim eklemek son hücre süspansiyon % 50 olarak yapmak için BMM BMM. Son hacim için hücre süspansiyon gerekli her fare için 50 µL tutar. % 10 fazla ölü boşluk şırınga ve pipetting hatalar için karşılamak için hazır olun.
- Aliquot 550 µL Cilt 1,5 mL santrifüj tüpleri olarak süspansiyon buzun içinde yerleştirilir.
- Bir restrainer kullanarak hayvanlar (6 - hafta eski erkek C57BL/6 fareler) dizginlemek veya el ile.
Not: Alternatif olarak, fare ile oksijen gazı 2 L/dak hassas Buharlaştırıcı kullanarak akış hızında % 2.5 isoflurane anaesthetized. - Tercihen bir kanadının bir bacak üzerinde bir kırpma makası kullanarak Enjeksiyon Makinası tıraş. Bir alkol pamuklu çubuk kullanarak, iki kez Enjeksiyon Makinası temiz.
- 1-2 x 107 hücre/mL 1 mL soğuk şırınga son bir konsantrasyon, hücre süspansiyon 250 µL çizmek ve herhangi bir hava kabarcıkları pistonu yukarı ve aşağı hareket ettirerek kaldırın. 25 G iğne şırıngaya takın ve iğne içinde boşluğu doldurmak emin olun.
- Dikkatle iğne derinin altında cesedinin yanında iğne periton boşluğuna veya bacaklarda kas delip değil emin yanları için 30 ° açıyla yerleştirin.
- İğneyi vücuduna paralel dümdüz ve cilt kırışıklıkları düzleştirin. Yavaş yavaş hücre süspansiyon 50 µL enjekte et. İğne 10 için enjeksiyon yerinde tutun s herhangi bir sızıntı önlemek için katılaşmaya BMM izin vermek için.
- Yavaş yavaş herhangi bir yana doğru hareket etmeden paralel tutmak iğne geri alıyorum. Yavaşça bir alkol bez ile Enjeksiyon Makinası temiz ve onun konut için fare düğmesini serbest bırakın.
Not: Eğer fare işlem sırasında anestezi, onun iyileştiren refleksleri tekrar yerine geleceğinden hayvan monitör. - 5 mm çapında ulaşıncaya kadar düzenli olarak Çap pergeli kullanarak tümör büyümesini izlemek.
4. indüksiyon Orthotopic tümörlerin
- Gerekli malzemeleri hazırlayın. Otoklav cerrahi gibi neşter, iğne sürücüleri, makas ve işaret ve düz uçlu forseps araçları. Kullanışlı steril dikiş (absorbe 6-0 ve absorbe olmayan 4-0), alkol bezlerden, saç kesme makineleri, depilatory krem, göz yağı, pamuk gazlı bez, % 10 povidone iyot çözüm, cerrahi perdeler, Isıtma pedleri, buprenorfin ve anestezik ajanların tutun.
- Bir donör fare (tercihen orthotopic modeli için gerekli aynı arka plan), ötenazi yavaş dolgu CO2 odası kullanarak SQ KPC tümör taşıyor. Steril forseps ve microscissors kısa bir süre önce orthotopic implantasyon kullanarak BSL-2 başlıklı steril koşullarda dikkatle SQ tümör tüketim. Tümör eksizyonu sırasında periton boşluğuna ponksiyon ve steril PBS 2 değişimi hemen tümörle yıkamak için dikkat ediniz.
- Steril neşter kullanarak, 1 mm3 parçalar halinde çıkarılan tümör kıyma, onları soğuk steril DMEM bazal ortamı içeren bir petri yer ve buza implantasyon kadar saklayın.
- Alıcı fare 0,05 - 1 mg/kg buprenorfin analjezik SQ, ameliyat öncesi 30 dk yönetmek.
- Hassas Buharlaştırıcı (veya diğer anestezik ajanların) kullanarak alıcı fare ile % 2-3 isoflurane oksijen (2 L/dak) anestezi. 37 ° C üzerinde fare yastık yordamın tamamı için Isıtma tutun. Yağ kuruma önlemek için gözler için geçerlidir. Anestezi derinliği refleks başlangıçta şaşırtıcı eksikliği tarafından test ve nazik ayak çimdik için pedal refleks eksikliği ile cerrahi uçak anestezi onaylayın. Anestezi tüm cerrahi işlem sırasında korumak.
- Sırtında fareyi getirin ve karın sol tarafındaki maruz böylece nazikçe bunu onun için düzeltmesi. Depilatory krem kullanarak fare karın saç çıkarın ve hiçbir ücretsiz saç karın sonrası insizyon girer emin olmak için gazlı bez ile temizleyin. Sol karın % 10 povidone iyot alkol mendil tarafından takip 3 kür cilt dezenfekte için kullanma ameliyat için hazırlayın.
- Steril neşter kullanmadan, 1.5 cm enine veya oblik insizyon cilt, 1-cm aşağıda göğüs kafesi, orta hat solundaki dalak için biraz medial olun. O zaman, belgili tanımlık kesme örten yüzeysel kesik yansıtma karın kas aracılığıyla genişletmek.
- Düz kullanarak dalak uçlu forseps bulun ve yavaşça Karın boşluğundan yansıtmak. Steril Pamuklu aplikatör kullanarak dalak geri çekmek ve dalak altına yapıştırılmış Pankreas kuyruk bulmak.
- Düz uçlu forseps kullanarak, Pankreas kuyruk yanal geri çek.
- Donör fare ile bir güzel (6-0) steril dikiş iğne ucu kadar bir ince kıyılmış tümör parça seçim ve steril forseps kullanarak konumlandırın.
- Yavaşça Pankreas kuyruk/beden yanal geri çeker iken, Pankreas kuyruk tümör parçası içeren dikiş iğne yerleştirin. Dikiş yavaş yavaş doku tümörü Pankreas kuyruk ile temas halinde tutan, üzerinden geçmek. Bir veya iki ek dikiş doku ile ilgili olarak çekirdeğin yönlendirme bağlı olarak uygulanır.
- İğneyi tamamen dokudan kaldırmak ve pankreas/dalak için ek bir 60 externalized saklamak kanama veya sızıntı belirtisi için teftiş ederken s. O zaman, onları hafifçe künt forseps kullanarak karın boşluğuna özümsemek.
- 6-0 absorbe dikiş ile kullanarak karın kas sürekli ya da dikiş ve örten deri bir 3-0 6-0 absorbe olmayan kesintiye uğramış dikiş kullanarak kapatın. Anestezi bu noktada durdurun.
- Ev onun kafes yiyecek ve su için ücretsiz erişimi kurtarmak için fareyi izin. Kafes kurtarma kolaylaştırmak için ısıtma yastığını yerleştirin. Nefes, kurtarma işlemi sırasında perfüzyon vb gibi hayati izlemek.
- Refleks kez fare kurtarır ve sonra dönüş kafes düzenli konut olabilir keşfetmiş belirtileri onaylamak.
- Buprenorfin 0,05 - 0,1 mg/kg yönetmek 8-12 h ameliyattan sonra ve her 8-12 saat sonra ağrı belirtileri için gerektiği gibi yordam.
- İzlemek bir vivo içinde bioluminescence görüntüleme sistemi kullanarak tümör büyüme ( Tablo reçetesigörmek).
- Günde 4 orthotopic implantasyonu sonrası başlayan Imaging tarafından tümör büyümesini izleyin ve haftada iki kez Imaging gerçekleştirin.
- Görüntüleme gününde (mayi enjeksiyon) yönetmek 30 mg/kg D-biyoluminesans için bir imzalat (oksijen (2 L/dak) % 2-3 isoflurane) alıcı fare görüntüleme önce 10 dak.
- Görüntü için en az 5 s maruz kalma bir ışıldama Imager otomatik floresans ücretsiz ısıtmalı sahne ile ve anestezi fareler için hala korurken içinde herhangi bir emisyon filtre olmadan ışıldama ayarı kullanarak luciferase etkinliğini.
5. mustafa SQ tümörlerin
- Gerekli malzemeleri hazırlamak: kare dalga electroporator, Emanet ayak pedalı anahtarı, elektrotlar (iğne dizi cımbız-trode karşı) ve adaptörler. Steril dikiş (absorbe olmayan 4-0), alkol bezlerden, saç kesme makineleri, depilatory krem, göz yağı, pamuk gazlı bez, buprenorfin ve anestezi tutun da yakın.
- Cımbız sterilize veya gaz sterilizasyon kullanarak dizi elektrotlar iğne. Isıyla tavsiye edilmez. Cam boncuk Sterilizatör hayvanlar arasında elektrotlar sterilize etmek için kullanın.
- Buprenorfin 0,05 - 0,1 mg/Kg tümörü taşıyan fareler 30 dk önce yordamı için yönetmek.
- SQ tümör implantı 5 mm çap ulaştıktan sonra anestezi farelerde başarılı bir şekilde ikna etmek için 4.4-4.5 adımları izleyin.
- Yan tarafı olarak SQ tümör erişmek için kendi tarafında imzalat fareyi getirin. Saç kesme makineleri ve temiz cilt bir alkol pamuklu çubuk kullanarak kullanarak kaldırın.
- SQ tümörler için 2-iğne dizi elektrotlar kullanın. Deri altında doğrudan forseps kullanarak tümör sitesi yüceltmek ve periton boşluğuna nüfuz değil emin vücut paralel deri yoluyla elektrotlar yerleştirin. Bir kez deri yoluyla elektrotlar tümör ayraç şekilde konumlandırın.
- 100 µs bakliyat 150 bakliyat 1.500 V/cm toplam 1 Hz frekansta sunmak için electroporator program. Ayak pedalı kullanarak darbeleri teslim. 10 Bakliyat her kümesi tarafından 10 ayrı s ısı dağıtımı için izin ve elektrotlar doğru konumunu doğrulamak için.
Not: paralitik aracıları kullanmadan, kas kasılmaları elektrotlar deplasman el ile güvenli sürece neden olabilir öfke ile fareler yaşayacaksınız. - Electroporator üzerinde görüntülenen gerçek gerilim teslim, 200 s. kaydı geçmemelidir tam dozaj sonra elektrotlar kaldırın. Fareler 4.14-4.16 adımlara göre IRE kurtarmak izin verir.
6. IRE Orthotopic tümörlerin
Not: IRE orthotopic tümörlerin üzerinde böylece özel başlamadan yerel IACUC onayını gerektiren aynı fare ikinci bir hayatta kalma ameliyat içerir.
- Gerekli malzemeler hazırlamak: otoklav cerrahi alet öyle aynı derecede makas, neşter, iğne sürücüleri, sivri uçlu forseps ve düz uçlu forseps. Aşağıdaki yakın de bulundurun: steril dikiş (absorbe 6-0 ve absorbe olmayan 4-0), alkol bezlerden, saç kesme makineleri, depilatory krem, göz yağı, pamuk gazlı bez, % 10 povidone iyot çözüm, cerrahi perdeler, Isıtma pedleri, kare dalga electroporator, Emanet ayak pedalı anahtarı, elektrotlar ve adaptörler, buprenorfin ve anestezi.
- Fareler orthotopic tümör büyümesi için in vivo görüntüleme tarafından değerlendirmek (bkz. Adım 4,17) intraperitoneally 30 mg/kg D-biyoluminesans enjekte edilerek.
Not: tümör ( Temsilcisi sonuçlarıgörmek) Luciferase ışıma görüntülerde görüleceği üzere pankreas için açıkça görülebilir ve hala kapalı olduğunda orthotopic tümör IRE tedavi 8 ila 10 gün sonrası implantasyon için idealdir. - 4.4-4,9, implante tümör bulmak için adımları izleyin. Eğer tümör bulmak kolay değil, küt burunlu forseps yavaşça tümör tanımlamak için dalak ve mide taşımak için kullanın.
- Tümör Küt burunlu forseps ile yansıtmak ve tümör sıkıca cımbız trode platin elektrotlar ile yakalamak. Elektroporasyon bakliyat adım 5,7 kare dalga electroporator setler halinde 10 Bakliyat ayak pedalı anahtarı tarafından kontrol kullanarak programlanmış gibi teslim.
- En az 60 s yazı IRE kanama belirtisi için izlemek için externalized tümör tutun. Tümör karın boşluğuna yerleştirin ve belgili tanımlık kesme olarak açıklanan önceki (adım 4.13-4.16) kapatın ve farenin bunu iyileşene kadar izlemek.
- Vivo luciferase görüntüleme adım 4,17 göre kullanarak tümör büyüme IRE etkilerini izlemek.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Prosedürü takip yukarıda açıklanan ve 5-6 hafta eski vahşi türü C57BL/6 fareler aşısını 1 x 106 hücreler % 50 olarak SQ tümörler oluşturulan BMM. Tümör boyutu 5-6 mm çapında ulaştığı zaman, fareyi birkaç ötenazi, onların tümörleri eksize ve orthotopically bir alıcı C57BL/6 farelerde implante. IRE gerçekleştirilen 10 gün sonrası implantasyon Şekil 1cetvelinde gösterildiği gibi oldu. IRE SQ tümörler taşıyan kalan fareler üzerinde gerçekleştirildi.
SQ tümörler, IRE gerilim ve darbe süresi duruyordu 1.500 V/cm ve 100 µs, sürekli sırasıyla, ama nabız sayısı çeşitli. Şekil 2 bir kaç fare olarak SQ tümörleri tamamen 150 bakliyat IRE ama değil de 75 darbeleri ile sonra gerilediği gösterir. Toplamda 4 9 fare IRE 150 bakliyat sonra tam tümör gerileme gösterdi. Histolojik olarak görüldü değil tümör doku 1 hafta yazı gösterdi IRE büyük bölgelerinde merkezi tümör nekroz analizini tedavi edilmezse tümörler kontrol. Bu çürümüş çekirdek canlı tümör doku durumlarda eksik tümör regresyon (Şekil 3) tarafından çevrili. Orthotopic tümör başarılı implantasyonu da elde edildi ve büyüme oranı tümör 10 gün ve gün 15 (Şekil 4) implantasyon sonra gösterilen vivo içinde bioluminescence Imaging'i kullanma sınıf başkanı. IRE 150 Bakliyat, ayrıca gösterilen orthotopic tümörler (Şekil 5) etkili olduğu tümör birimleri azaltılmış oldu. Genel olarak, bu sonuçlar IRE etkilerini simulate için yetenek bu modelin göstermek bir immün fare modelinde, böylece çeşitli IRE koşulları ve PC tedavi kombinasyonları test etmek için bir platform sağlar.
Resim 1 : Şematik Gösterim gösterir zaman tabii ki tümör implantasyon ve IRE. Tümör çapı 5-6 mm ulaşır ulaşmaz SQ tümörler için IRE gerçekleştirilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2 : Luciferase-bioluminescence görüntüleme gösterir bir azalma tümör büyüme sonrası IRE SQ modeli. KPC-Luc hücre kültürünü yapısal tümör büyüme IRE yanıt gerçek zamanlı olarak izlemek için uygun hale luciferase ifade eder. Eksik regresyon ve tedavi edilmezse denetimine karşılaştırıldığında IRE 75 darbeleri ile görüldü, ancak gün 14 bioluminescence IRE tümör tam regresyon fareler birinde gösterir yazı görüntüleme IRE, 150 bakliyat ile tedavi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3 : Hematoksilen ve eozin tümör dokusunun boyama gösterir doku mimari değişiklikleri sonrası IRE. SQ tümörler için IRE maruz nekroz büyük bölgelerinde merkezi olarak, bazı durumlarda yetersiz IRE kapsama gösteren canlı doku bölgelerinde çevrili gösterdi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 : Bioluminescence görüntüleme gösterir orthotopic tümör ve büyümesini zaman içinde başarılı implantasyonu. Görüntüleri bir ticari bioluminescence 1dk pozlama yakalanan ışıma ile araç Imaging kullanarak alındı. Fareler ile 30 mg/kg-D-biyoluminesans çözüm intraperitoneally 10 dk önce görüntüleme enjekte edildi. Fareler sürekli işlem sırasında % 2 isoflurane kullanarak anaesthetized. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5 : IRE orthotopic PC tümör tümör büyüme azalma indükler. Fareler orthotopic azaltılmış luciferase sinyal 7 gün sonrası IRE gösterdi PC yataklık görüntülerini azaltılmış canlı tümör yükünü IRE sonucunda ameliyat düşündüren sham karşılaştırıldığında(a)Bioluminescecnce. Eksize orthotopic tümörler (+ Standart hata) vs IRE uygulandı fareler denetim farelerde (B) ortalama hacmi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu çalışmada, tümör büyüme IRE etkilerini incelemek için kullanılan PC için bir immün fare modeli göstermiştir. Şu anda, IRE hastalarda ameliyat öncesi terapi ay sonra uzak hastalık ilerleme olmayan sadece son derece seçili yerel olarak gelişmiş PC-termal ablasyon tekniği olarak kullanılıyor. Yerel olarak gelişmiş PC ile hastaların çoğunda uzak metastatik hastalık20geliştirmek çünkü kullanımı bu nedenle sınırlı olmuştur. Bu model çeşitli genişletilmiş tedavi parametreleri ve kombinasyonları kullanarak, PC IRE etkilerini değerlendirmek çalışmalar için bir temel olarak hizmet verecek.
İletişim kuralı sırasında göz önünde bulundurulacak en önemlisi IRE gerçekleştirildiği tümör boyutudur. Fare modelleri için piyasada bulunan probları elektrot uzak (5-10 mm) tarafından sınırlıdır. Bu nedenle, tümör elektrot mesafe önemli ölçüde daha büyük, eksik ablasyon yer alır. Tümör çevresindeki deri cımbız-trodes içinde geçerli akışını direnç arttıkça SQ tümörler için cımbız-trodes üzerinden 2-iğne dizi elektrot kullanılması önerilir. 2-iğne dizi elektrot boyutu sınırlama aynı tümör çeşitli derinliklerde ve açıları IRE gerçekleştirerek üstesinden gelebilir; Ancak, bu yaklaşım tümör düzgün tedavi zorlaştırır. Alternatif olarak, daha büyük tümör için (ilâ 10 mm), bir kesi tümörün altındaki deride tümör çapı daha biraz daha uzun bir süre için yapılabilir. Tümör sonra örten deri forseps kullanarak ters çevirme kesi externalized. Tümör sonra cımbız-trodes, yukarıda açıklanan orthotopic tümör benzer ile tedavi edilebilir. Cilt ve 4-0 absorbe olmayan dikiş olarak kesintiye uğramış bir dikiş ile eserler cilt altında electroporated tümör sonra reinserted. Ancak, belgili tanımlık kesme etkileri IRE etkileri yıkmak ve bu performans bulduk tümörler iki iğneli dizi elektrotlar çalışma mesafesi içinde olduğunda IRE (~ 5-6 mm) en iyi standardizasyon sağlar.
Yaklaşım ne olursa olsun, nabız sayısı ampirik olarak tümör türüne bağlı olarak belirlenmesi gerekiyor. Yayımlanan çalışmaları 150-300 darbeleri bu gerilim17arasında kullanılan. Ancak, bakliyat ön doz-yanıt denemede en uygun sayısı belirlenir. Orada tam ablasyon gerilim ve elektrot mesafe göre bölgenin tahmin modelleri ama tümör türleri büyük ölçüde vascularity ve Elektroporasyon21yanıt etkileyebilir fibrozis değişebilir.
Her kümesi 10 Bakliyat, 10 tarafından ayrılmış s çok fazla bakliyat çok hızlı bir şekilde teslim edilir eğer Isıtma etkileri önlemek için. Aşırı tedavi doğru termal IRE etkileri karakterizasyonu engelleyebilir termal ablasyon içinde sonuçlanabilir. 10 s aralığı da sık sık kas kasılmaları elektrot ötelemeye neden beri elektrot doğru konumlandırma onaylamak için bize izin verir. Bizim IACUC henüz paralitik ajanlar kullanımı kas kasılmaları IRE sırasında önemli ölçüde azaltabilirsiniz küçük hayvanlarda yasak. Orthotopic tümör durumunda, cımbız trodes tümör sıkıca tutmak ve iğne elektrot karşılaştırıldığında daha büyük bir elektrot yüzey alanı için bize izin verir.
ÖFKE Şu anda olmasına rağmen klinik ortamda ablatif bir yordamla kullanılan yalnızca Elektroporasyon genel olarak sinir ve kas etkinleştirmeleri için çeşitli ilaçlar ve oligonucleotides teslim arasında değişen uygulamalar geniş bir yelpazede vardır. Dikkatle patofizyolojik değişimleri sırasında ve sonrasında bu modeli kullanan IRE analiz ederek, PC için sayısız tedavi stratejileri geliştirmek mümkündür.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların ilgili hiçbir mali açıklamalar vardır.
Acknowledgments
Bu iş için bir işbirlikçi translasyonel araştırma bursu San Diego C3 Padres Pedal tarafından finanse edilen üzerinden (#PTC2017) neden RRW destek aldı.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ECM 830 square wave electroporator | Harvard Apparatus | BTX # 45-0002 ( 58018-004 ) | |
| 2 needle array electrode | Harvard Apparatus | 45-0167 | |
| Safety foot switch | Harvard Apparatus | 45-0211 | |
| Platinum Tweezer-trode | Harvard Apparatus | 45-0486 | |
| DMEM-F12 media | ThermoFisher Scientific | 11320-033 | |
| Fetal Bovine Serum | ThermoFisher Scientific | 10437028 | |
| Trypsin | ThermoFisher Scientific | 25200056 | |
| Matrigel | Corning | 354230 | |
| Isoflurane | Sigma-Aldrich, Inc. | 792632 | |
| Lacrilube | Fisher Scientific | 19090646 | |
| Buprenorphine | Fisher Scientific | NC1292810 | |
| D-luciferrin | Perkin Elmer | 122799 | |
| IVIS Spectrum In Vivo Imaging System | Perkin Elmer | 124262 | |
| Mouse strain C57BL/6J | The Jackson Laboratory | 000664/Black 6 | |
| Cell line (KPC-Luc 4580) | J.J. Yeh Lab at University of North Carolina | ||
| BD Precisionglide syringe needles | Sigma-Aldrich, Inc. | Z192406 | |
| Alcohol Swab(70% isopropyl alcohol ) | BD | 326895 | |
| Digital calipers | ThermoFisher Scientific | 14-648-17 | |
| Disposable Scalpels, Sterile | VWR | 21909 | |
| Cotton Tipped Applicators | VWR | 89198 | |
| Suture Needle, 45 cm, Size 6-0 | Harvard Apparatus | 72-3308 | |
| Suture Needle, 45 cm, Size 4-0 | Harvard Apparatus | 72-3314 | |
| Povidone-iodine 10% | BD | 29900-404 | |
| Disposable Warming Pad | KENT SCIENTIFIC CORP. | TP-3E | |
| Mouse Hair Clipper | KENT SCIENTIFIC CORP. | CL8787 | |
| Surgical Drape | Harvard Apparatus | 59-7421 | |
| Phosphate-buffered Saline | ThermoFisher Scientific | 10010023 |
References
- Rahib, L., et al. Projecting cancer incidence and deaths to 2030: the unexpected burden of thyroid, liver, and pancreas cancers in the United States. Cancer Res. 74 (11), 2913-2921 (2014).
- Howlader, N., et al. SEER Cancer Statistic Review, 1975-2013. , http://seer.cancer.gov/csr/1975_2013/ (1975).
- Clark, C. E., et al. Dynamics of the immune reaction to pancreatic cancer from inception to invasion. Cancer Res. 67 (19), 9518-9527 (2007).
- Lee, E. W., Loh, C. T., Kee, S. T. Imaging guided percutaneous irreversible electroporation: ultrasound and immunohistological correlation. Technol Cancer Res Treat. 6 (4), 287-294 (2007).
- Charpentier, K. P. Irreversible electroporation for the ablation of liver tumors: are we there yet? Arch Surg. 147 (11), 1053-1061 (2012).
- Narayanan, G. Irreversible Electroporation. Seminars in Interventional Radiology. 32 (4), 349-355 (2015).
- Martin, R. C. 2nd Treatment of 200 locally advanced (stage III) pancreatic adenocarcinoma patients with irreversible electroporation: safety and efficacy. Ann Surg. 262 (3), 486-494 (2015).
- Belfiore, M. P., et al. Percutaneous CT-guided irreversible electroporation followed by chemotherapy as a novel neoadjuvant protocol in locally advanced pancreatic cancer: Our preliminary experience. Int J Surg. 21 Suppl 1, S34-S39 (2015).
- Belfiore, G., et al. Concurrent chemotherapy alone versus irreversible electroporation followed by chemotherapy on survival in patients with locally advanced pancreatic cancer. Med Oncol. 34 (3), 38 (2017).
- Chu, K. F., Dupuy, D. E. Thermal ablation of tumours: biological mechanisms and advances in therapy. Nat Rev Cancer. 14 (3), 199-208 (2014).
- Wissniowski, T. T., et al. Activation of tumor-specific T lymphocytes by radio-frequency ablation of the VX2 hepatoma in rabbits. Cancer Res. 63 (19), 6496-6500 (2003).
- Eros de Bethlenfalva-Hora, C., et al. Radiofrequency ablation suppresses distant tumour growth in a novel rat model of multifocal hepatocellular carcinoma. Clin Sci (Lond). 126 (3), 243-252 (2014).
- Zerbini, A., et al. Radiofrequency thermal ablation for hepatocellular carcinoma stimulates autologous NK-cell response. Gastroenterology. 138 (5), 1931-1942 (2010).
- Ali, M. Y., et al. Activation of dendritic cells by local ablation of hepatocellular carcinoma. J Hepatol. 43 (5), 817-822 (2005).
- Fietta, A. M., et al. Systemic inflammatory response and downmodulation of peripheral CD25+Foxp3+ T-regulatory cells in patients undergoing radiofrequency thermal ablation for lung cancer. Hum Immunol. 70 (7), 477-486 (2009).
- Jiang, C., Davalos, R. V., Bischof, J. C. A review of basic to clinical studies of irreversible electroporation therapy. IEEE Trans Biomed Eng. 62 (1), 4-20 (2015).
- Neal, R. E. 2nd, et al. Improved local and systemic anti-tumor efficacy for irreversible electroporation in immunocompetent versus immunodeficient mice. PLoS One. 8 (5), e64559 (2013).
- Hingorani, S. R., et al. Trp53R172H and KrasG12D cooperate to promote chromosomal instability and widely metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma in mice. Cancer Cell. 7 (5), 469-483 (2005).
- Safran, M., et al. Mouse reporter strain for noninvasive bioluminescent imaging of cells that have undergone Cre-mediated recombination. Mol Imaging. 2 (4), 297-302 (2003).
- Martin, R. C. 2nd, McFarland, K., Ellis, S., Velanovich, V. Irreversible electroporation in locally advanced pancreatic cancer: potential improved overall survival. Ann Surg Oncol. 20 Suppl 3, S443-S449 (2013).
- Neal, R. E., Garcia, P. A., Robertson, J. L., Davalos, R. V. Experimental Characterization and Numerical Modeling of Tissue Electrical Conductivity during Pulsed Electric Fields for Irreversible Electroporation Treatment Planning. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 59 (4), 1076-1085 (2012).
