Entrega de nanopartículas de una carga útil de oligonucleótidos en un modelo animal de glioblastoma multiforme

Resumen

La barrera hematoencefálica es un obstáculo importante en la administración de terapias para el glioblastoma, una enfermedad para la que no hay cura. Aquí, reportamos una nano plataforma terapéutica de óxido de hierro guiada por imágenes in vivo que puede eludir esta barrera fisiológica en virtud de su tamaño y acumularse en el tumor.

Resumen

El glioblastoma multiforme (GBM) es la forma más común y agresiva de neoplasia maligna cerebral primaria para la cual no existe cura. La barrera hematoencefálica es un obstáculo importante en la administración de terapias para el GBM. Aquí se informa de una nanoplataforma de administración terapéutica basada en óxido de hierro guiada por imágenes capaz de eludir esta barrera fisiológica en virtud de su tamaño y acumularse en la región tumoral, entregando su carga útil. Esta nanoplataforma de 25 nm consta de nanopartículas de óxido de hierro recubiertas de dextrano reticuladas marcadas con colorante fluorescente Cy5.5 y que contienen oligonucleótidos antisentido como carga útil. El núcleo magnético de óxido de hierro permite el seguimiento de las nanopartículas a través de imágenes de resonancia magnética in vivo , mientras que el colorante Cy5.5 permite el seguimiento mediante imágenes ópticas. Este informe detalla el seguimiento de la acumulación de esta plataforma de nanopartículas (denominada MN-anti-miR10b) en tumores de glioblastoma implantados ortotópicamente después de una inyección intravenosa. Además, proporciona información sobre la administración in vivo de oligonucleótidos de ARN, un problema que ha dificultado la traducción de las terapias de ARN a la clínica.

Introducción

El glioblastoma multiforme (GBM) es el grado más alto de astrocitoma para el que prácticamente no hay cura. Aproximadamente 15.000 personas son diagnosticadas con glioblastoma anualmente, que tiene una mediana de supervivencia pésima de aproximadamente 15 meses y una tasa de supervivencia a 5 años del 5%¹. En las últimas décadas, ha habido una mejora marginal en el pronóstico a pesar de los múltiples esfuerzos para avanzar en las opciones terapéuticas. El estándar actual de atención para la GBM incluye la resección quirúrgica máxima, cuando sea posible, seguida de radioterapia y quimioterapia^2....

Protocolo

Todos los procedimientos que involucran animales han sido aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Estatal de Michigan (IACUC). Se compraron ratones hembra exogados desnudos atímicos de Jackson Labs (cepa #007850) a las 7 semanas de edad y se les permitió aclimatarse durante 1 semana antes de la cirugía de implantación. Los ratones pesaban aproximadamente 21-25 g en el momento del implante. Las células U251 que expresan luciferasa de luciferasa fueron generadas y proporcionadas por la Dra. Ana deCarvalho¹².

1. Cultivo celular y prepar....

Discusión

Varios pasos críticos en los diferentes métodos de validación de la acumulación de las nanopartículas en la BBB pueden ser decisivos para el éxito del protocolo. A partir de la implantación ortotópica de células GBM, es importante asegurarse de que las líneas de sutura del cráneo sean visibles después de secar el hueso; Esto ayuda a la colocación precisa de las células tumorales. Para perforar el cráneo, es mejor aplicar una ligera presión en el sitio de perforación y co.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Athymic nude "J:NU" mice	Jackson Laboratory	RRID:IMSR_JAX:007850	Immunocompromised mouse model
0.25% Trypsin	Gibco	25200-056	Cell culture reagent for U251
1.7 mL microcentrifuge tube	DOT Scientific	RN1700-GMT	For tissue collection
10 µL, Neuros Syringe, Model 1701 RN, 33 gauge, Point Style 4	Hamilton	65460-06	Syringe for intracranial implantation of tumor cells
3M Vetbond	3M	1469SB	Tissue adhesive for surgical site closure
4% Paraformaldehyde	Thermo Scientific	J199943-K2	Tissue fixing solution
70% isopropoyl alcohol wipe	Cardinal	MW-APL	Topical antiseptic wipe for tumor implantation and tail vein injection
Aperio Versa	Leica		For scanning of stained tissue section slides
Betadine Surgical Scrub	Purdue	6761815101	Topical antiseptic for tumor implantation
BioSpec 70/30	Bruker		Magnetic resonance imaging scanner
Bone Wax	Medline	DYNJBW25	Bone wax for sealing implantation site
Burrs for Micro drill	F.S.T.	19007-05	Drill burr used to make hole in skull for tumor implantation
DAPI Fluoromount-G	SouthernBiotech	0100-20	Tissue mounting media containing DAPI stain
Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM)	Gibco	11995-065	Cell culture media for U251
Extra Fine Graefe Forceps	F.S.T.	11150-10	Sugical tool for tumor implantation
Fetal bovine serum	Corning	35-010-CV	Cell culture media supplement for U251
Fine Scissors - Sharp 10.5cm	F.S.T.	14060-10	Sugical tool for tumor implantation
Glydo (Lidocaine)	Sagent	673-76	Topical analgesic for surgical site
Ideal Micro Drill	CellPoint Scientific	67-1200A	Drill used to make hole in skull for tumor implantation
Insulin syringe 1CC 29G X 1/2"	Becton, Dickinson	324704	Syringe for D-Luciferin injection and tail vein injection of nanoparticles
Isoflurane	Covetrus	11695067772	Anethesia
Isoflurane vaporizer	SOMNI Scientific	VS6002	Anethesia apparatus
IVIS SpectrumCT In Vivo Imaging System	PerkinElmer/Revvity	128201	Bioluminescence and fluorescence imaging scanner
IVISbrite D-Luciferin Potassium Salt	PerkinElmer/Revvity	122799-100MG	Substrate for bioluminescence imaging
Ketaset (Ketamine)	Zoetis	10004027	Anesthetic for tumor implantation surgery
Ketofen (Ketoprofen)	Zoetis	10004031	Analgesic for tumor implantation surgery
Leica CM1950	Leica	CM1950	For cryosectioning of OCT-embedded samples
PBS	Gibco	14190-144	Cell culture reagent and cell suspension solution for implantation of U251
Penicillin-streptomycin	Gibco	15140-122	Antibiotic for cell culture media for U251
Puralube vet ointment	MWI Veterinary	27505	Opthalmic eye ointment for protection during tumor implantation
Ruler	F.S.T.	18000-30	Used to measure drill site for implanation
Tissue-Tek Cryomold  Intermediate 15 x 15 x 5 mm	Sakura	4566	Collection mold for collecting tissue samples
Tissue-Tek O.C.T. Compound	Sakura	4583	Freezing compound for collecting tissue samples
U-251 MG cell line human	Millapore Sigma	9063001	Human glioblastoma cell line
Xylazine Injectable Solution, 100 mg/ml	Covetrus	1XYL006	Paralytic for tumor implantation surgery