Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
Dieses Protokoll beschreibt eine effiziente und komfortable analytischen Prozess der Probengewinnung und gleichzeitige Bestimmung von mehreren Medikamenten, Doxorubicin (DOX), Mitomycin C (MMC) und ein Cardio-toxische DOX Metabolit, Doxorubicinol (DOXol), in der biologischen Proben aus einem präklinischen Brust-Tumor-Modell mit Nanopartikel Formulierungen von synergistischen Arzneimittelkombination behandelt.
Kombinations-Chemotherapie wird häufig in der Klinik zur Behandlung von Krebs verwendet; damit verbundenen negative Auswirkungen auf Normalgewebe schränken jedoch seine therapeutischen Nutzen. Nanopartikel-basierte Arzneimittelkombination hat sich gezeigt, um die Probleme der freien Kombination der Arzneimitteltherapie zu mildern. Unsere früheren Studien haben gezeigt, dass die Kombination von zwei Krebsmedikamente, Doxorubicin (DOX) und Mitomycin C (MMC), produziert einen synergistischen Effekt gegen beide Murine und menschlichen Brustkrebs Zellen in Vitro. DOX und MMC Co geladenen Polymer-Lipid Hybrid Nanopartikel (DMPLN) umgangen verschiedenen Efflux-Transporter-Pumpen, die multidrug-Resistenz und nachgewiesene verbesserte Wirksamkeit bei Brustkrebs Tumormodellen übertragen. Im Vergleich zu konventionellen Lösung Formen, wurde diese überlegene Wirksamkeit von DMPLN die synchronisierten Pharmakokinetik von DOX und MMC und erhöhte intrazelluläre Medikament Bioverfügbarkeit innerhalb von Tumorzellen aktiviert, indem die Nanocarrier PLN. zugeschrieben
Zur Bewertung der Pharmakokinetik und Bio-Vertrieb von verwaltet Co DOX und MMC in kostenlose Lösung und Nanopartikel Formen, eine einfache und effiziente Multi-Drug-Analysemethode mit Reverse-Phase Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) wurde entwickelt. Im Gegensatz zu den bisher gemeldeten Methoden, die DOX oder MMC einzeln im Plasma analysiert, ist diese neue HPLC-Methode in der Lage, gleichzeitig DOX, MMC und ein großer Cardio-toxische DOX Metabolit, Doxorubicinol (DOXol), in verschiedenen biologischen Matrizen ( quantitate z. B. Vollblut, Brusttumor und Herz). Ein dual fluoreszierende und UV absorbierende Sonde 4-Methylumbelliferone (4-MU) diente als interner Standard (I.S.) für einstufige Erkennung von mehreren Drogen-Analyse mit verschiedenen Wellenlängen. Diese Methode wurde erfolgreich eingesetzt, um die Konzentrationen von DOX und MMC geliefert durch Nanopartikel und Lösung Ansätze im Vollblut und verschiedenen Geweben in einer orthotopen Brust Tumor Mausmodell zu bestimmen. Die analytische Methode vorgestellt ist ein nützliches Werkzeug für die prä-klinischen Analyse von Nanopartikel-basierte Lieferung von Medikamenten-Kombinationen.
Chemotherapie ist eine primäre Behandlungsmethode für viele Krebsarten, dennoch es oft mit schweren Nebenwirkungen und begrenzte Wirksamkeit aufgrund von Resistenzen und anderen Faktoren1,2,3 ist. Um das Ergebnis der Chemotherapie zu verbessern, wurden Drogen Kombination Therapien angewendet in der Klinik basierend auf Kriterien wie nicht-überlappende Toxizitäten, verschiedene Mechanismen der Wirkdauer und nicht Kreuz Medikament Widerstand4,5 , 6. in klinischen Studien eine bessere Tumor-Response-Rate wurde oft beobachtet, gleichzeitig mit Medikamenten-Kombinationen im Vergleich zu einer Therapie von sequentiellen Medikament Lieferung7,8verabreicht. Gleichzeitige Injektion von mehreren Medikamenten kann jedoch durch suboptimale Bio-Verteilung des freien Arzneiformen, prominente Normalgewebe Toxizität verursachen, die die therapeutische Wirkung9,10,11überwiegt. Nanocarrier-based Drug-Delivery hat sich gezeigt, die Pharmakokinetik und Bio-Vertrieb von gekapselten Medikamenten, Verbesserung der Tumor gezielt Ansammlung12,13,14ändern. Wie in unserem letzten Artikel überprüft, haben Nanopartikel Co geladen mit synergistischen Wirkstoffkombinationen die Fähigkeit, die Probleme der freien Medikamenten-Kombinationen aufgrund ihrer kontrollierten zeitlichen und räumlichen Co Lieferung von mildern gezeigt. mehrere Medikamente zur Tumor-Gewebe, so dass synergistische Drogenwirkungen gegen Krebs Zellen4,15,16. Infolgedessen wurden in beiden präklinischen und klinischen Studien4,17,18überlegenen therapeutischen Wirksamkeit und geringe Toxizität nachgewiesen.
Unsere bisherigen in-vitro- Studien festgestellt, dass die Kombination von zwei Krebsmedikamente, Doxorubicin (DOX) und Mitomycin C (MMC), eine synergistische Wirkung gegen mehrere Brust-Krebs-Zelllinien hergestellt und darüber hinaus Co laden DOX und MMC innerhalb Polymer-Lipid-Hybrid-Nanopartikel (DMPLN) überwand verschiedenen multiresistenten verbunden Efflux Pumpen (z. B. P-Glykoprotein und Brust Krebs beständig Protein)19,20,21. In Vivo, konnten DMPLN räumlich-zeitliche Co Lieferung von DOX und MMC zu Tumor Websites und erhöhte Bioverfügbarkeit von Medikamenten innerhalb von Krebszellen, wie durch Moderation der Bildung von DOX Metaboliten Doxorubicinol (DOXol)22angegeben. Infolgedessen verbessert die DMPLN Tumor Zelle Apoptosis, Tumor Wachstumshemmung und längeren Host überleben im Vergleich um zu kostenlosen DOX und MMC-Kombination oder eine liposomale DOX Formulierung22,23,24, 25.
Die tatsächliche Menge an Drogen Co geliefert durch eine Nanocarrier Analyse ist von entscheidender Bedeutung für die Gestaltung effektiver Nanopartikel Formulierungen. Viele Methoden wurden entwickelt, um die Plasmaspiegel von DOX oder MMC Einzeldosen mit Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) allein oder in Kombination mit Massenspektrometrie (MS)26,27,28 analysieren , 29 , 30 , 31 , 32 , 33 , 34. diese Methoden sind jedoch oft zeitaufwändig und unpraktisch für Kombinationstherapie wie eine große Anzahl von biologischen Proben muss separat für die Analyse von mehreren Medikamenten (manchmal einschließlich Droge Metaboliten) vorbereitet werden. Neben der starken Plasmaproteinbindung von DOX und MMC haben roten Blutkörperchen auch eine große Fähigkeit zu binden und konzentrieren sich viele Krebsmedikamente35,36. So kann Plasmaanalyse DOX oder MMC tatsächliche Droge Blutkonzentrationen verschleiern. Die vorliegende Arbeit (Abbildung 1) beschreibt eine einfache und robuste mehrere Drogen Analysemethode mit umgekehrter Phase HPLC gleichzeitig extrahieren und quantitate DOX, MMC und DOX Metaboliten Doxorubicinol (DOXol) aus Vollblut und verschiedenen Geweben ( z. B. Tumoren). Sie ist erfolgreich angewendet worden, um die Pharmakokinetik und Bio-Vertrieb von DOX und MMC sowie die Bildung von DOXol nach Drug-Delivery über kostenlose Lösungen oder Nanopartikel Formulare (d.h., DMPLN und liposomalen DOX) in einer Orthotopically zu bestimmen implantiert murinen Brusttumor Mausmodell nach intravenösen (i.v.) Injektion22.
alle Tierversuche wurden genehmigt durch die Animal Care Ausschuss des University Health Network am Ontario Cancer Institute und im Einklang mit dem Canadian Council über Animal Care Leitlinien.
1. biologische Probenvorbereitung
2. HPLC-Instrumentierung und Betriebsparameter
3. HPLC-Validierung
Zwei Krebsmedikamente, DOX und MMC sowie der DOX Metabolit, DOXol, wurden gleichzeitig ohne biologische Störungen unter der gleichen angewandte Gradienten HPLC Zustand mit 4-MU als die I.S. für die Fluoreszenz und die UV-Detektoren nachgewiesen. DOX, MMC, DOXol und 4-MU waren gut getrennt voneinander mit Retentionszeiten von 5,7 min für MMC, 10,4 min für DOXol, 10,9 min für 4-MU und 11,1 min für DOX (Abbildung 2). Jedes Medikament im Vollblut und versch...
Im Vergleich zu anderen chromatographischen Methoden, die den Nachweis einer einzigen Wirkstoff-Spezies zu einem Zeitpunkt zu ermöglichen, ist dieses HPLC-Protokolls in der Lage, gleichzeitig drei Wirkstoffe (DOX, MMC und DOXol) in der gleichen biologischen Matrix ohne die Notwendigkeit zu ändern quantitate die mobile Phase. Diese Vorbereitung und Analyse-Methode wurde erfolgreich eingesetzt, um die Pharmakokinetik und Bio-Vertrieb von zwei Nanopartikel-based Drug Delivery Systeme bestimmen (z. B. liposomalen ...
Die Autoren haben keine konkurrierenden finanziellen Interessen und Interessenkonflikte.
Die Autoren erkennen dankbar der Anlagen Zuschuss von naturwissenschaftlichen und technischen Forschung (NSERC) Council of Canada für HPLC, Betriebskostenzuschuss seitens des Canadian Institute of Health Research (CIHR) und Canadian Breast Cancer Research (CBCR) Allianz X.Y. Wu und der University of Toronto-Stipendium für R.X. Zhang und T. Zhang.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Doxorubicin | Polymed Theraeutics | 111023 | Anticancer drug |
Mitomycin C | Polymed Theraeutics | 060814 | Anticancer drug |
Doxorubicinol (DOXol) | Toronto Research Chemicals | D558020 | Metabolite of DOX |
4-Methylumbelliferone sodium salt | Sigma-Aldrich | M1508 | Internal standard |
Myristic Acid | Sigma-Aldrich | 544-63-8 | Materials for poly-lipid hybrid nanoparticles |
Polyoxyethylene (100) Stearate | Spectrum | M1402 | Materials for poly-lipid hybrid nanoparticles |
Polyoxyethylene (40) Stearate | Sigma-Aldrich | P3440 | Materials for poly-lipid hybrid nanoparticles |
Pluronic F68 (PF68) | BASF Corp. | 9003-11-6 | Materials for poly-lipid hybrid nanoparticles |
Ultrasonication (UP100H) | Hielscher, Ultrasound Technology | NA | Nanoparticle preparation |
Water Bath (ISOTEMP 3016HS) | Fisher Scientific | NA | Nanoparticle preparation |
Liposomal Doxorubicin (Caelyx) | Janssen | Purchased from the pharmacy Princess Margaret Hospital | Clinically-approved nanoparticle formulation |
HPLC-graded Methanol | Caledon Chemicals | 6701-7-40 | HPLC mobile phase composition |
HPLC-graded H2O | Caledon Chemicals | 8801-7-40 | HPLC mobile phase composition |
HPLC-graded Acetonitrile | Caledon Chemicals | 1401-7-40 | HPLC mobile phase composition |
Trifluoroacetic Acid | Sigma-Aldrich | 302031 | HPLC mobile phase composition |
0.45 μm Nylon Membrane Filter Paper | Whatman | WHA7404004 | HPLC mobile phase preparation |
1cc Plastic Syringes | Becton, Dickinson and Company | 2606-309659 | Treatment injection |
5cc Plastic Syringes | Becton, Dickinson and Company | 2608-309646 | Tissue collections |
30G 1/2 Needles | Becton, Dickinson and Company | 305106 | Treatment injection |
25G 5/8 Needles | Becton, Dickinson and Company | 305122 | Tissue collections |
Sterile 0.9% Saline | Univeristy of Toronto House Brand | 1011 | Tissue perfusion |
13 ml Rounded-bottom conical tube | SARSTEDT | 62.515.006 | Prolyprolene, tissue homogenization |
Alpha Minimum Essential Medium (MEM) | Gibco | 12571063 | Cell medium |
1 x Phosphate Buffer Saline | Gibco | 10010023 | Tissue homogenization |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100-100 ML | Tissue homogenization |
Formic acid | Caledon Chemicals | 1/5/3840 | Adjust pH for extraction solvent |
Sodium heparin sprayed plastic tubes | Becton, Dickinson and Company | 367878 | Blood collection |
Analytical Weigh Balance | Sartorius | CPA225D | NA |
pH meters | Fisher Scientific | 13-637-671 | accumet BASIC |
Vortex Mixter | Fisher Scientific | 02-215-365 | Vortexing samples at desired speed |
1.5 ml Microcentrifuge Tube | Fisherbrand | 2043-05408129 | Prolyprolene |
Model 1000 homogenizer | Fisher Scientific | 08-451-672 | Tissue homogenization |
Centrifuge 5702R | Eppendorf | 5702R | Extraction preparation |
Heated Evaporator System | Glas-Col | NA | Sample reconstitution |
HPLC Screw Thread Vials | DIKMA | 5320 | HPLC sample injection |
HPLC Screw Caps with PTFE White Silicone Septa | DIKMA | 5325 | HPLC sample injection |
HPLC Polypropylene Insert | Agilent Technologies | 5182-0549 | Maximum volume 250 μl, HPLC sample injection |
Xbridge C18 Column | Waters Corporation | 186003117 | Drug analysis |
Gradient pump | Waters Corporation | W600 | Drug analysis |
Auto-sampler | Waters Corporation | W2707 | Drug analysis |
Photodiode array detector | Waters Corporation | W2998 | Drug analysis |
Multi λ fluoresence detector | Waters Corporation | W2475 | Drug analysis |
EMPOWER 2 | Waters Corporation | NA | Data analysis software |
Scientist | Micromath | NA | Pharmacokinetic analysis |
Female Balb/c Mice | Jackson Laboratory | 001026 | In vivo |
EMT6/WT Breast Cancer Cells | Provided by Dr. Ian Tannock; Ontario Cancer Institute | NA | In vivo |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten