Ce travail a été financé par le NIH (U54CA143837), les MD Anderson Cancer Center subventions de soutien aux NIH (__gVirt_NP_NN_NNPS&lt;__ CA016672), la Fondation V (SAC), et une bourse de recherche de la Fondation Kanzius recherche (SAC, Erie, Pennsylvanie). Nous remercions Kristine Ash du Département d&#39;oncologie chirurgicale, MD Anderson Cancer Center, de l&#39;assistance administrative.

Un survol complet expérimental est représenté sur la figure 1. De plus amples détails sont décrits dans les étapes 1 à 3 ci-dessous. Une. Évaluation de chauffage RF de NP colloïdes: AuNPs comme un exemple <ol><li> En général, pour chaque échantillon NP objet d&#39;une enquête, d&#39;abord laver les échantillons à plusieurs reprises à travers un filtre de centrifugation avec (DI) de l&#39;eau déminéralisée pour éliminer les ions et les contaminants fond. Tous les ions et les contaminants ont été retirés de la suspension AUNP lorsque le liquide lavé a des vitesses de chauffage RF similaires (RR) que de l&#39;eau DI. Ce processus de purification permet également de fortes concentrations de NP être obtenus. Il est à noter que, bien que l&#39;aide AuNPs dans cet exemple, les principes fondamentaux peuvent être appliqués à d&#39;autres matières NP. </li><li> A titre d&#39;exemple, une bouteille de purifier AuNPs disponibles dans le commerce d&#39;un diamètre de 5 nm de 500 ml, puis les soumettre à un champ électrique de fi-RF 13,56 MHzchamp de force 90 kV / m. <ol><li> Prenez ~ 125 ml de la solution mère de AUNP et répartis entre six 50 kDa tubes de filtre de la centrifugeuse. Centrifuger à 3000 rpm. pendant 2 min 5 sec. Retirer les filtres tampons et recharge filtrés avec plus de solution stock. Répétez jusqu&#39;à ce que tous les 500 ml a été filtré. </li><li> Remplacez la solution filtrée avec un volume similaire de l&#39;eau DI et répéter environ 8 fois (ou jusqu&#39;à ce que les tampons RR RF filtrés sont équivalentes à l&#39;eau DI). Notez, analyse UV-Vis peut également être utilisé pour surveiller les pics d&#39;absorption des contaminants. Une fois les contaminants tampons ont été entièrement enlevés, pipette environ 0,5 ml d&#39;eau déminéralisée dans chaque filtre et remettre en suspension les AuNPs par pipetage répété. Cela devrait éliminer complètement les AuNPs du filtre et permettre la pleine remise en suspension. Mélanger tous les six suspensions dans un tube de 15 ml Eppendorf. </li><li> Une fois les AuNPs ont été purifiés et concentrés, d&#39;analyser l&#39;échantillon en utilisant l&#39;ICP-OES et / ou ICP-MS, UV-vis et le potentiel Zeta de données sur concentration et la stabilité NP, respectivement. SEM et / ou analyse MET peuvent également être utilisés pour obtenir des données morphologiques. Préparation de l&#39;échantillon pour ces techniques détaillées peuvent être trouvées dans la littérature 4. </li></ol></li><li> En utilisant le système Kanzius RF décrit dans les études précédentes 8 ou dérivations de ce système, placez un cylindrique cuvette de quartz de 1,3 ml de sorte que le champ électrique RF dans l&#39;air (sans échantillon présent) serait ~ 90 kV / m à l&#39;intérieur de la cuvette. Pour un échantillon de sérum physiologique standard (0,9% de NaCl), le champ électrique sera réduite à environ 1,1 kV / m. Ce sont les conditions approximatives utilisées pour permettre d&#39;effectuer des comparaisons entre les différents systèmes. <ol><li> Pipette 1,3 ml d&#39;un 1,000 mg / l échantillon de AUNP colloïde purifié dans la cuvette de quartz et d&#39;introduire ce dans le champ de RF. Cela peut être fait en utilisant un porte-échantillon en Téflon sur mesure. Exposer l&#39;échantillon au champ de RF pendant une période de 120 secondes ou jusqu&#39;à ce que l&#39;échantillon atteigne 70 ° C pour éviter la formation d&#39;un arc électrique ou une ébullition rapide. Californiepture les données d&#39;imagerie thermique (ainsi que les zones de contrôle) à l&#39;aide d&#39;une caméra infrarouge et le logiciel associé. Répétez cette procédure trois fois. </li><li> Filtrer l&#39;échantillon à travers un autre filtre de la centrifugeuse 50 kDa pour extraire les AuNPs à partir du tampon d&#39;eau DI. Ré-exposer le tampon sur le champ RF, de nouveau trois fois. La différence en heures entre le colloïde AUNP et le tampon de l&#39;eau déminéralisée de fond détermine la RH en raison des AuNPs eux-mêmes. Attendez-vous à obtenir RR de ~ 0,3 ° C / s et 0,05 ° C / sec pour donner un HR dépend AUNP de ~ 0,25 ° C / sec. Reprendre les AuNPs restants du filtre dans 1,3 ml d&#39;eau pour expériences in vitro / in vivo. </li></ol></li></ol> 2. Hyperthermie induite RF assistée nanoparticules: études in vitro <ol><li> Ces études in vitro peuvent être appliqués à n&#39;importe quel type de cancer type de cellules qui forment des monocouches 2D. Dans cette expérience, utiliser carcinome hépatocellulaire humain dérivé de cellules Hep3B. <ol><li> Plate ~ 50000 cells dans les trois frontales puits d&#39;une plaque à 12 puits avec 1 ml de milieu de croissance. Répétez cette 6 fois (utiliser trois plaques pour les études NP et trois plaques de témoins). Incuber à 37,5 ° C pendant 24 heures avant d&#39;introduire les infirmières praticiennes. Stériliser les IP de la première utilisation de biosécurité Cabinet exposition aux UV-lumière pendant 5 min. </li><li> Dans chaque puits introduire 0,1 ml d&#39;une solution 1,000 mg / L AUNP et quitter pour un autre 24 heures. Ajouter 0,1 ml d&#39;eau dans chaque puits des trois plaques de cellules de contrôle et de laisser aussi pendant 24 heures. </li><li> Après 24 heures se sont écoulées, aspirer les milieux cellulaires et laver avec du PBS pour éliminer toute AuNPs liés à la surface. Remplacez le support de cellule. Les cellules sont maintenant prêts pour l&#39;exposition aux RF. </li></ol></li><li> Placez chaque paquet de cellules de 12 puits dans le champ de RF. Attendez jusqu&#39;à ce que les cellules ont refroidi à 31 ° C. Allumez le générateur RF et exposer pour 3,5 min. La température finale du milieu cellulaire sera de ~ 37 ° C. Désactiver le champ RF. Éliminer les cellules et les placer dans un incubateur pendant 24 heures avant l&#39;analyse. <ol> &lt;li&gt; Supprimer des cellules de l&#39;incubateur et les médias de la cellule d&#39;aspiration. Ajouter 1,6 ml de milieu de cellules dans chaque puits ainsi à 0,4 ml de réactif MTT. Incuber les cellules pendant 4 heures. Aspirer le milieu et remplacer par 2 ml de diméthylsulfoxyde (DMSO). Placez les plaques de cellules sur une bascule de banc et laisser reposer 10 minutes pour permettre le DMSO pour solubiliser les réactifs de MTT. Enfin, pipette 100 pi de chaque puits dans une plaque de 96 puits et la lecture optique du puits à 570 nm en utilisant un lecteur de plaque, comme le lecteur de plaque SPECTROstar Nano. </li></ol></li></ol> 3. Hyperthermie induite RF assistée nanoparticules: Les études in vivo <ol><li> Ces études in vivo peuvent être appliquées à n&#39;importe quel type de cancer qui se forme de tumeurs solides chez un modèle murin orthotopique ou ectopique. Cette expérience utilise des cellules de cancer du foie Hep3B dans un modèle de souris BALB-C ectopique de souris Nude tumorale. </li><li> Remarque: toutes les expériences in vivo sont exécutées en conformité avec toutes les directives, les règlements et les organismes de réglementation. En outre, le protocole étant démontré a été réalisée sous la direction et l&#39;approbation de l&#39;Université du Texas MD Anderson Cancer Centers soin et l&#39;utilisation des animaux Commission institutionnelle (IACUC). <ol><li> Cultiver un nombre approprié de cellules (~ 100 k) dans un ballon de culture de tissu avec le milieu de croissance approprié. Incuber dans un incubateur à 37 ° C avec 5% de CO 2 pendant toute la durée de la culture cellulaire. </li><li> Traiter les cellules avec de la trypsine (à détacher du ballon) et de produire une solution de 2 millions de cellules pour tous les 25 pi. Ajouter une quantité égale de Matrigel (sur la glace) et bien mélanger pour préparer la solution finale d&#39;injection. Injecter cette solution dans la position souhaitée sur le dos de la souris et d&#39;attendre une période de temps appropriée pour que les tumeurs se développer jusqu&#39;à la taille désirée (2-4 semaines pour la plupart des cellules). Avant l&#39;exposition RF, souris nude BALB-C doivent porter tumeurs ectopiques solides 0,5-1 cm de diamètre. </li></ol></li><li><ol><li> Préparer les souris à utiliser (dans ce cas BALB-C souris Nude) par anéles sthetizing avec une solution de kétamine et de xylazine par injection IP. Alors que les souris s&#39;endorment, les garder dans une chambre à température contrôlée à 37 ° C. 20 souris au total seront nécessaires, tous portant des tumeurs de taille similaire. Dix souris seront utilisés en conjonction avec et sans AuNPs (ces derniers étant les injections de PBS), tandis que les 10 souris restantes seront réparties entre les RF-exposée témoins non exposés et RF: les deux groupes sans injections de AUNP. </li><li> Une fois anesthésié, injecter les AuNPs directement dans la tumeur en utilisant une seringue de 1 cc avec une aiguille 27 G. La solution AUNP devrait être à une concentration de 200 mg de Au / L dans 0,1 ml de PBS. Après l&#39;injection, utiliser un tampon chirurgical pour absorber le sang et essuyez le site d&#39;injection avec un tampon imbibé d&#39;alcool. </li><li> Puis monter la souris à traiter sur la tête de réception du générateur RF. La souris doit être placé de sorte que la tumeur est le plus proche de la tête de transmission. Protéger les zones qui ne doivent pas être traités, ainsi que sensiblestion des domaines tels que les yeux, les oreilles et les orteils, avec une bande de cuivre. Assurez-vous que la bande de cuivre est en contact de façon appropriée au plan de mise à la terre de sorte qu&#39;aucune accumulation de charge se produit. En outre, la zone d&#39;exposition doit avoir un intervalle d&#39;au moins 1 cm plus grande que la taille du site de traitement souhaité. </li><li> Position caméra infrarouge thermique de sorte que la tumeur et la zone de traitement sont visibles. Mettez RF pendant 5 min. Enregistrer la courbe de température qui en résulte. Si le traitement permet d&#39;obtenir des températures supérieures à 42 ° C de traitement de l&#39;arrêt immédiatement. </li></ol></li><li><ol><li> Après l&#39;exposition aux RF récupérer la souris de l&#39;anesthésie dans une chambre chaude jusqu&#39;à ce qu&#39;ils soient conscients. </li><li> Répéter l&#39;expérience avec les mêmes souris 48 heures plus tard (étapes 3.3.1 - 3.4.1). </li><li> Après l&#39;expérience, euthanasier les souris selon des protocoles et des procédures institutionnelles. Noter le poids de la tumeur. Pour l&#39;analyse histologique fixer les tumeurs à l&#39;aide de formol et de les intégrer dans de la paraffine. sections de tumeurs sont généralement colorées esprith hématoxyline et l&#39;éosine et des cibles pertinentes pour évaluer l&#39;efficacité thérapeutique, par exemple Ki-67, caspase-3, etc. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Gannon, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotube-enhanced+thermal+destruction+of+cancer+cells+in+a+noninvasive+radiofrequency+field.">Carbon nanotube-enhanced thermal destruction of cancer cells in a noninvasive radiofrequency field.</a> Cancer. 110, 2654 (2007).</li><li>Curley, S. A., Cherukuri, P., Briggs, K., Patra, C. R., Upton, M., Dolson, E., Mukherjee, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+radiofrequency+field-induced+hyperthermic+cytotoxicity+in+human+cancer+cells+using+cetuximab-targeted+gold+nanoparticles.">Noninvasive radiofrequency field-induced hyperthermic cytotoxicity in human cancer cells using cetuximab-targeted gold nanoparticles.</a> J. Exp. Ther. Oncol. 7, 313 (2008).</li><li>Gannon, C. J., Patra, C. R., Bhattacharya, R., Mukherjee, P., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+gold+nanoparticles+enhance+non-invasive+radiofrequency+thermal+destruction+of+human+gastrointestinal+cancer+cells.">Intracellular gold nanoparticles enhance non-invasive radiofrequency thermal destruction of human gastrointestinal cancer cells.</a> Journal of Nanobiotechnology. 6, 2 (2008).</li><li>Raoof, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+of+antibody-conjugated+gold+nanoparticles+in+the+endolysosomal+nanoenvironment:+implications+for+noninvasive+radiofrequency-based+cancer+therapy.">Stability of antibody-conjugated gold nanoparticles in the endolysosomal nanoenvironment: implications for noninvasive radiofrequency-based cancer therapy.</a> Nanomedicine. 8, 1096 (2012).</li><li>Glazer, E. S., Massey, K. L., Zhu, C., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pancreatic+carcinoma+cells+are+susceptible+to+noninvasive+radio+frequency+fields+after+treatment+with+targeted+gold+nanoparticles.">Pancreatic carcinoma cells are susceptible to noninvasive radio frequency fields after treatment with targeted gold nanoparticles.</a> Surgery. 148, 319 (2010).</li><li>Glazer, E. S., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiofrequency+field-induced+thermal+cytotoxicity+in+cancer+cells+treated+with+fluorescent+nanoparticles.">Radiofrequency field-induced thermal cytotoxicity in cancer cells treated with fluorescent nanoparticles.</a> Cancer. 116, 3285 (2010).</li><li>Glazer, E. S., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+radiofrequency+ablation+of+malignancies+mediated+by+quantum+dots,+gold+nanoparticles+and+carbon+nanotubes.">Non-invasive radiofrequency ablation of malignancies mediated by quantum dots, gold nanoparticles and carbon nanotubes.</a> Therapeutic Delivery. 2, 1325 (2011).</li><li>Corr, S. J., Raoof, M., Mackeyev, Y., Phounsavath, S., Cheney, M. A., Cisneros, B. T., Shur, M., Gozin, M., McNally, P. J., Wilson, L. J., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Citrate-Capped+Gold+Nanoparticle+Electrophoretic+Heat+Production+in+Response+to+a+Time-Varying+Radiofrequency+Electric-Field.">Citrate-Capped Gold Nanoparticle Electrophoretic Heat Production in Response to a Time-Varying Radiofrequency Electric-Field.</a> J. Phys. Chem. C. 116, 24380 (2012).</li><li>Kruse, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Radio-Frequency+Coupling+Network+for+Heating+of+Citrate-Coated+Gold+Nanoparticles+for+Cancer+Therapy:+Design+and+Analysis.">A Radio-Frequency Coupling Network for Heating of Citrate-Coated Gold Nanoparticles for Cancer Therapy: Design and Analysis.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 58, 10 (2011).</li><li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Negligible+absorption+of+radiofrequency+radiation+by+colloidal+gold+nanoparticles.">Negligible absorption of radiofrequency radiation by colloidal gold nanoparticles.</a> J. Colloid Interf. Sci. 358, 47 (2011).</li><li>Liu, X., Chen, H. J., Chen, X., Parini, C., Wen, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+frequency+heating+of+gold+nanoparticle+dispersions+for+non-invasive+thermal+therapies.">Low frequency heating of gold nanoparticle dispersions for non-invasive thermal therapies.</a> Nanoscale. , (2012).</li><li>Sassaroli, E., Li, K. C. P., O'Neill, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radio+frequency+absorption+in+gold+nanoparticle+suspensions:+a+phenomenological+study.">Radio frequency absorption in gold nanoparticle suspensions: a phenomenological study.</a> J. Phys. D App. Phys. 45, 075303 (2012).</li><li>Worle-Knirsch, J. M., Pulskamp, K., Krug, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oops+they+did+it+again!+Carbon+nanotubes+hoax+scientists+in+viability+assays.">Oops they did it again! Carbon nanotubes hoax scientists in viability assays.</a> Nano Lett. 6, 1261 (2006).</li></ol>

Nous n&#39;avons rien à communiquer.

Ces protocoles permettent à l&#39;expérimentateur d&#39;analyser pleinement la mesure dans laquelle les nanomatériaux (dans ce cas AuNPs) peut augmenter l&#39;hyperthermie induite RF-pour le traitement du cancer. Le premier protocole traite spécifiquement de l&#39;analyse de la production de chaleur à partir d&#39;échantillons AUNP hautement concentré et purifié. Bien que d&#39;autres groupes ont rapporté la production de chaleur principalement à partir des tampons dont les AuNPs sont suspendus à l&#39;intér...

L&#39;absorption de l&#39;énergie RF par un tissu biologique (à cause de leur permittivité électrique intrinsèque) se traduit par des températures élevées de tissu en fonction du temps, ce qui conduit finalement à la mort cellulaire par hyperthermie. On suppose que l&#39;hyperthermie du cancer peut être optimisée par l&#39;utilisation de nanomatériaux ciblées qui internalisent l&#39;intérieur de la cellule cancéreuse et agissent comme des capteurs RF-thermiques, en laissant les cellules saines normales, voisins intacts. Plusieurs rapports ont déjà montré qu&#39;une variété de IP peut agir sources de chaleur RF efficaces qui aident à la nécrose de cancer 1-4. À ces égards, les IP or (AuNPs) 3-5, les nanotubes de carbone 1, et les points quantiques 6, 7 ont présenté des caractéristiques intéressantes lorsqu&#39;il est utilisé à la fois in vitro et in vivo expériences RF. Bien que la nature exacte du mécanisme de chauffage de ces NP lorsqu&#39;ils sont exposés à un champ RF est encore en discussion, une série deexpériences fondamentales en utilisant AuNPs a accordé une grande importance à la fois sur la taille NP et états d&#39;agrégation. Il a été montré que seuls AuNPs de diamètre &lt;10 nm va chauffer lorsqu&#39;il est exposé à un champ RF-8. En outre, ce mécanisme de chauffage est significativement atténuée lorsque les AuNPs sont agrégés. Cette condition d&#39;agrégation a également été validé dans les modèles in vitro qui ont placé d&#39;importance à l&#39;optimisation AUNP stabilité colloïdale dans des compartiments intracellulaires endolysomal pour la thérapie RF efficace 4. Cependant, les techniques et les principes expérimentales utilisées pour recueillir et évaluer ces données peut être problématique, surtout dans le cas de la validation des profils de chaleur RF de colloïdes NP. Plusieurs rapports ont montré que l&#39;effet Joule de la suspension ionique de fond que les IP sont en suspension dans peut-être la principale source de production de chaleur RF et pas les mêmes IP 9-12. Bien que notre récent article 8 a validé til utiliser des interactions de RF dans la production de chaleur à partir de AuNPs de diamètre inférieur à 10 nm, nous visons à décrire ces protocoles plus en détail dans cet article. Nous démontrons également les protocoles et les techniques nécessaires pour évaluer l&#39;efficacité de AuNPs comme agents thermiques hyperthermie à la fois in vitro et in vivo pour les modèles de cancer du foie. Bien que nous nous intéressons principalement sur les colloïdes simples de AuNPs de citrate coiffés, les mêmes techniques peuvent être appliquées à d&#39;autres hybrides tels que AUNP-anticorps et des complexes conjugué de chimiothérapie. En adhérant à ces principes, l&#39;expérimentateur devrait, espérons être en mesure d&#39;évaluer rapidement le potentiel pour tout nanomatériau d&#39;être un agent hyperthermique thermique RF-induite efficace.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Reagent/Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 ml gold nanoparticles (5 nm)</td>
			<td>Ted Pella, INC</td>
			<td>15702-5</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amicon Ultra-4/-15 Centrifugal Filter Units (50 kDa)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>UFC805024/UFC910096</td>
			<td>(4 ml and 15 ml volumes)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM X1 Cell Culture Media</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>10-101-CV</td>
			<td>(add extra nutrients as necessary)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F4135-500 ml</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper Tape</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>16072</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kanzius RF System (13.56 MHZ)</td>
			<td>ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR Camera</td>
			<td>FLIR SC 6000, FLIR Systems, Inc. (Boston, MA, USA)</td>
			<td>Contact FLIR</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.3 ml Quartz Cuvette</td>
			<td>ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon Sample holder with Rotary Stage</td>
			<td>ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPECTROstar Nano Microplate reader</td>
			<td>BGM Labtech</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-Vis spectrometer</td>
			<td>Applied Nanofluorescence, Houston, TX)</td>
			<td>NS1 NanoSpectralyzer</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICP-OES</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Optima 4300 DV</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer</td>
			<td>Malvern</td>
			<td>Zen 3600 Zetasizer</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocols for assessing radiofrequency interactions with gold nanoparticles and biological systems for non-invasive hyperthermia cancer therapy

les thérapies du cancer qui sont moins toxiques et invasive que leurs homologues existants sont très souhaitables. L&#39;utilisation de RF électriques champs qui pénètrent profondément dans le corps, provoquant une toxicité minimale, sont actuellement à l&#39;étude comme un moyen viable de traitement du cancer non invasif. Il est prévu que les interactions de l&#39;énergie RF avec des nanoparticules internalisées (IP) peuvent libérer de la chaleur qui peut alors provoquer une surchauffe (hyperthermie) de la cellule, terminant finalement à une nécrose cellulaire. Dans le cas des systèmes non biologiques, nous présentons des protocoles détaillés relatifs à la quantification de la chaleur dégagée par les colloïdes NP hautement concentrés. Pour les systèmes biologiques, dans le cas d&#39;expériences in vitro, nous décrivons les techniques et les conditions qui doivent être respectées afin d&#39;exposer efficacement les cellules cancéreuses à l&#39;énergie RF sans vrac artefacts de chauffage médias obscurcissant considérablement les données. Enfin, nous donnons une méthodologie détaillée fou dans des modèles murins in vivo avec des tumeurs de cancer du foie ectopiques.

Une. L&#39;évaluation de chauffage RF de colloïdes NP: AuNPs titre d&#39;exemple. Après avoir suivi la section 1.1 - 1.2.3 s&#39;attendre à avoir une solution très concentrée, stable et purifiée de 5 nm et 10 nm AuNPs de diamètre. De les 500 ml de solution-acheté des actions, s&#39;attendre à obtenir au moins 4 ml d&#39;une solution à une concentration de 1,000 mg / L. La différence en heures entre les AuNPs et la solution tampon de l&#39;eau DI de fond à cette concentration doit ?...

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Protocols for Assessing Radiofrequency Interactions with Gold Nanoparticles and Biological Systems for Non-invasive Hyperthermia Cancer Therapy | Medicine | Video

Protocols for Assessing Radiofrequency Interactions with Gold Nanoparticles and Biological Systems for Non-invasive Hyperthermia Cancer Therapy

Nous décrivons les protocoles utilisés pour étudier les interactions de 13,56 MHz radiofréquence (RF) électriques champs avec des colloïdes de nanoparticules d&#39;or dans les deux systèmes non biologiques et biologiques (in vitro / in vivo). Ces interactions sont à l&#39;étude pour des applications dans le traitement du cancer.

Protocoles pour l&#39;évaluation des radiofréquences Interactions avec des nanoparticules d&#39;or et les systèmes biologiques pour la thérapie du cancer hyperthermie non invasive

Cancer therapies  which are less toxic and invasive than their existing counterparts are highly  desirable. The use of RF electric-fields that penetrate ...

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10.7K vues.  University of Texas M.D. Anderson Cancer Center.  Nous décrivons les protocoles utilisés pour étudier les interactions de 13,56 MHz radiofréquence (RF) électriques champs avec des colloïdes de nanoparticules d'or dans les deux systèmes non biologiques et biologiques (in vitro / in vivo). Ces interactions sont à l'étude pour des applications dans le traitement du cancer. 

Vidéo: Protocols for Assessing Radiofrequency Interactions with Gold Nanoparticles and Biological Systems for Non-invasive Hyperthermia Cancer Therapy

Staining Protocols for Human Pancreatic Islets

Estimates of islet area and numbers and endocrine cell composition in the adult human pancreas vary from several hundred thousand to several million and beta mass ranges from 500 to 1500 mg 1-3. With this known heterogeneity, a standard processing and staining procedure was developed so that pancreatic regions were clearly defined and islets characterized using rigorous histopathology and immunolocalization examinations. 
Standardized procedures for processing human pancreas recovered from organ donors are described in part 1 of this series. The pancreas is processed into 3 main regions (head, body, tail) followed by transverse sections. Transverse sections from the pancreas head are further divided, as indicated based on size, and numbered alphabetically to denote subsections. This standardization allows for a complete cross sectional analysis of the head region including the uncinate region which contains islets composed primarily of pancreatic polypeptide cells to the tail region.
The current report comprises part 2 of this series and describes the procedures used for serial sectioning and histopathological characterization of the pancreatic paraffin sections with an emphasis on islet endocrine cells, replication, and T-cell infiltrates. Pathology of pancreatic sections is intended to characterize both exocrine, ductular, and endocrine components. The exocrine compartment is evaluated for the presence of pancreatitis (active or chronic), atrophy, fibrosis, and fat, as well as the duct system, particularly in relationship to the presence of pancreatic intraductal neoplasia4. Islets are evaluated for morphology, size, and density, endocrine cells, inflammation, fibrosis, amyloid, and the presence of replicating or apoptotic cells using H&amp;E and IHC stains. 
The final component described in part 2 is the provision of the stained slides as digitized whole slide images. The digitized slides are organized by case and pancreas region in an online pathology database creating a virtual biobank. Access to this online collection is currently provided to over 200 clinicians and scientists involved in type 1 diabetes research. The online database provides a means for rapid and complete data sharing and for investigators to select blocks for paraffin or frozen serial sections.

This video demonstrates procedures for characterization of human pancreatic islets using hematoxylin and eosin (H&E) and immunohistochemistry (IHC). Pancreatic sections from head, body, and tail regions are stained by both H&amp;E and IHC to determine islet endocrine composition (insulin, glucagon, and pancreatic polypeptide), cell replication (Ki67), and inflammatory infiltrates (H&E, CD3). The uncinate region is localized using IHC for pancreatic polypeptide.

Protocoles de coloration pour des îlots pancréatiques humains

Estimates of islet area and numbers and endocrine cell composition in the adult human pancreas vary from several hundred thousand to several million and ...

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Médecine

Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Monitoring

In molecular imaging, positron emission tomography (PET) and optical imaging (OI) are two of the most important and thus most widely used modalities1-3. PET is characterized by its excellent sensitivity and quantification ability while OI is notable for non-radiation, relative low cost, short scanning time, high throughput, and wide availability to basic researchers. However, both modalities have their shortcomings as well. PET suffers from poor spatial resolution and high cost, while OI is mostly limited to preclinical applications because of its limited tissue penetration along with prominent scattering optical signals through the thickness of living tissues.
 Recently a bridge between PET and OI has emerged with the discovery of Cerenkov Luminescence Imaging (CLI)4-6. CLI is a new imaging modality that harnesses Cerenkov Radiation (CR) to image radionuclides with OI instruments. Russian Nobel laureate Alekseyevich Cerenkov and his colleagues originally discovered CR in 1934. It is a form of electromagnetic radiation emitted when a charged particle travels at a superluminal speed in a dielectric medium7,8. The charged particle, whether positron or electron, perturbs the electromagnetic field of the medium by displacing the electrons in its atoms. After passing of the disruption photons are emitted as the displaced electrons return to the ground state. For instance, one 18F decay was estimated to produce an average of 3 photons in water5. 
 Since its emergence, CLI has been investigated for its use in a variety of preclinical applications including in vivo tumor imaging, reporter gene imaging, radiotracer development, multimodality imaging, among others4,5,9,10,11. The most important reason why CLI has enjoyed much success so far is that this new technology takes advantage of the low cost and wide availability of OI to image radionuclides, which used to be imaged only by more expensive and less available nuclear imaging modalities such as PET.
 Here, we present the method of using CLI to monitor cancer drug therapy. Our group has recently investigated this new application and validated its feasibility by a proof-of-concept study12. We demonstrated that CLI and PET exhibited excellent correlations across different tumor xenografts and imaging probes. This is consistent with the overarching principle of CR that CLI essentially visualizes the same radionuclides as PET. We selected Bevacizumab (Avastin; Genentech/Roche) as our therapeutic agent because it is a well-known angiogenesis inhibitor13,14. Maturation of this technology in the near future can be envisioned to have a significant impact on preclinical drug development, screening, as well as therapy monitoring of patients receiving treatments.

Cerenkov Luminescence Imaging CLI for Cancer Therapy Monitoring

Use of Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for monitoring preclinical cancer treatment is described here. This method takes advantage of Cerenkov Radiation (CR) and optical imaging (OI) to visualize radiolabeled probes and thus provides an alternative to PET in preclinical therapeutic monitoring and drug screening.

Luminescence Cerenkov Imaging (CLI) pour la surveillance de la thérapie du cancer

In  molecular imaging, positron emission tomography (PET) and optical imaging (OI)  are two of the most important and thus most widely used modalities1-3. ...

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can accurately screen for brain injury, monitor injury evolution, or assess response to therapy. The energy used by neurons is derived largely from tissue oxidative metabolism, and neural hyperactivity and cell death are reflected by corresponding changes in cerebral oxygen metabolism (CMRO2). Thus, measures of CMRO2 are reflective of neuronal viability and provide critical diagnostic information, making CMRO2 an ideal target for bedside measurement of brain health.
Brain-imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT) yield measures of cerebral glucose and oxygen metabolism, but these techniques require the administration of radionucleotides, so they are used in only the most acute cases.
Continuous-wave near-infrared spectroscopy (CWNIRS) provides non-invasive and non-ionizing radiation measures of hemoglobin oxygen saturation (SO2) as a surrogate for cerebral oxygen consumption. However, SO2 is less than ideal as a surrogate for cerebral oxygen metabolism as it is influenced by both oxygen delivery and consumption. Furthermore, measurements of SO2 are not sensitive enough to detect brain injury hours after the insult 1,2, because oxygen consumption and delivery reach equilibrium after acute transients 3. We investigated the possibility of using more sophisticated NIRS optical methods to quantify cerebral oxygen metabolism at the bedside in healthy and brain-injured newborns. More specifically, we combined the frequency-domain NIRS (FDNIRS) measure of SO2 with the diffuse correlation spectroscopy (DCS) measure of blood flow index (CBFi) to yield an index of CMRO2 (CMRO2i) 4,5.
With the combined FDNIRS/DCS system we are able to quantify cerebral metabolism and hemodynamics. This represents an improvement over CWNIRS for detecting brain health, brain development, and response to therapy in neonates. Moreover, this method adheres to all neonatal intensive care unit (NICU) policies on infection control and institutional policies on laser safety. Future work will seek to integrate the two instruments to reduce acquisition time at the bedside and to implement real-time feedback on data quality to reduce the rate of data rejection.

We combined frequency-domain near-infrared spectroscopy measures of cerebral hemoglobin oxygenation with diffuse correlation spectroscopy measures of cerebral blood flow index to estimate an index of oxygen metabolism. We tested the utility of this measure as a bedside screening tool to evaluate the health and development of the newborn brain.

Non-invasive de mesure optique du métabolisme cérébral et hémodynamique chez les nourrissons

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of cardiovascular disease. Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. Percent capillary recruitment is assessed by dividing the increase in capillary density induced by postocclusive reactive hyperemia (postocclusive reactive hyperemia capillary density minus baseline capillary density), by the maximal capillary density (observed during passive venous occlusion). Percent perfused capillaries represents the proportion of all capillaries present that are perfused (functionally active), and is calculated by dividing postocclusive reactive hyperemia capillary density by the maximal capillary density. Both percent capillary recruitment and percent perfused capillaries reflect the number of functional capillaries. The forearm blood flow (FBF) technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function: The ratio FBFmax/FBFbase is computed as an estimate of vasodilation, by dividing the mean of the four FBFmax values by the mean of the four FBFbase values. Forearm vascular resistance at maximal vasodilation (FVRmax) is calculated as the mean arterial pressure (MAP) divided by FBFmax. Both the capillaroscopy and forearm techniques are readily acceptable to patients and can be learned quickly.
The microvascular and endothelial function measures obtained using the methodologies described in this paper may have future utility in clinical patient cardiovascular risk-reduction strategies. As we have published reports demonstrating that microvascular and endothelial dysfunction are found in initial stages of hypertension including prehypertension, microvascular and endothelial function measures may eventually aid in early identification, risk-stratification and prevention of end-stage vascular pathology, with its potentially fatal consequences.

Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. The forearm blood flow technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function.

Non-invasive d&#39;évaluation de la fonction endothéliale microvasculaire et

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of ...

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research. In the process, many imaging techniques have been developed to study different biological processes in animals non-invasively. However, a major technical limitation in existing intravital imaging modalities is the inability to combine non-invasive, longitudinal imaging with single-cell resolution capabilities. We show here how transplantation into the anterior chamber of the eye circumvents such significant limitation offering a versatile experimental platform that enables non-invasive, longitudinal imaging with cellular resolution in vivo. We demonstrate the transplantation procedure in the mouse and provide representative results using a model with clinical relevance, namely pancreatic islet transplantation. In addition to enabling direct visualization in a variety of tissues transplanted into the anterior chamber of the eye, this approach provides a platform to screen drugs by performing long-term follow up and monitoring in target tissues. Because of its versatility, tissue/cell transplantation into the anterior chamber of the eye not only benefits transplantation therapies, it extends to other in vivo applications to study physiological and pathophysiological processes such as signal transduction and cancer or autoimmune disease development.

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

A new approach combining intraocular transplantation and confocal microscopy enables longitudinal, non-invasive real-time imaging with single-cell resolution within grafted tissues in vivo. We demonstrate how to transplant pancreatic islets into the anterior chamber of the mouse eye.

Transplantation dans la chambre antérieure de l&#39;oeil pour longitudinale, non-invasive<em&gt; In vivo</em&gt; Imagerie avec une seule cellule de résolution en temps réel

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research.  In the process, many imaging techniques have been developed to study ...

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Stroke is the third leading cause of death among Americans 65 years of age or older1. The quality of life for patients who suffer from a stroke fails to return to normal in a large majority of patients2, which is mainly due to current lack of clinical treatment for acute stroke. This necessitates understanding the physiological effects of cerebral ischemia on brain tissue over time and is a major area of active research. Towards this end, experimental progress has been made using rats as a preclinical model for stroke, particularly, using non-invasive methods such as 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) coupled with Positron Emission Tomography (PET) imaging3,10,17. Here we present a strategy for inducing cerebral ischemia in rats by middle cerebral artery occlusion (MCAO) that mimics focal cerebral ischemia in humans, and imaging its effects over 24 hr using FDG-PET coupled with X-ray computed tomography (CT) with an Albira PET-CT instrument. A VOI template atlas was subsequently fused to the cerebral rat data to enable a unbiased analysis of the brain and its sub-regions4. In addition, a method for 3D visualization of the FDG-PET-CT time course is presented. In summary, we present a detailed protocol for initiating, quantifying, and visualizing an induced ischemic stroke event in a living Sprague-Dawley rat in three dimensions using FDG-PET.

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Brain damage resulting from cerebral ischemia may be non-invasively imaged and studied in rats using pre-clinical positron emission tomography coupled with the injectable radioactive probe, 18F-fluorodeoxyglucose. Further, the use of modern software tools that include volume of interest (VOI) brain templates dramatically increase the quantitative information gleaned from these studies.

Imagerie non invasive et analyse des ischémie cérébrale chez les rats de vie en utilisant la tomographie par émission de positons avec<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG

Stroke is the third leading cause of death among Americans 65 years of age or older1. The quality of life for patients who suffer from a stroke fails to ...

Murine Model for Non-invasive Imaging to Detect and Monitor Ovarian Cancer Recurrence

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of care consisting of surgical debulking and combination chemotherapy consisting of platinum and taxane compounds, almost 90% of patients recur within a few years. In these patients the development of chemoresistant disease limits the efficacy of currently available chemotherapy agents and therefore contributes to the high mortality. To discover novel therapy options that can target recurrent disease, appropriate animal models that closely mimic the clinical profile of patients with recurrent ovarian cancer are required. The challenge in monitoring intra-peritoneal (i.p.) disease limits the use of i.p. models and thus most xenografts are established subcutaneously. We have developed a sensitive optical imaging platform that allows the detection and anatomical location of i.p. tumor mass. The platform includes the use of optical reporters that extend from the visible light range to near infrared, which in combination with 2-dimensional X-ray co-registration can provide anatomical location of molecular signals. Detection is significantly improved by the use of a rotation system that drives the animal to multiple angular positions for 360 degree imaging, allowing the identification of tumors that are not visible in single orientation. This platform provides a unique model to non-invasively monitor tumor growth and evaluate the efficacy of new therapies for the prevention or treatment of recurrent ovarian cancer.

We describe a non-invasive animal imaging platform that allows the detection, quantification, and monitoring of ovarian cancer growth and recurrence. This intra-peritoneal xenograft model mimics the clinical profile of patients with ovarian cancer.

Modèle murin pour l&#39;imagerie non invasive pour détecter et surveiller l&#39;ovaire récurrence du cancer

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of ...

Non-invasive Assessment of the Efficacy of New Therapeutics for Intestinal Pathologies Using Serial Endoscopic Imaging of Live Mice

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic mechanisms that contribute to the onset and progression of intestinal diseases. The identification of new molecules that promote these pathologies has led to a flurry of activity focused on the development of potential new therapies to inhibit their function. As a result, various pre-clinical mouse models with an intact immune system and stromal microenvironment are now heavily used. Here we describe three experimental protocols to test the efficacy of new therapeutics in pre-clinical models of (1) acute mucosal damage, (2) chronic colitis and/or colitis-associated colon cancer, and (3) sporadic colorectal cancer. We also outline procedures for serial endoscopic examination that can be used to document the therapeutic response of an individual tumor and to monitor the health of individual mice. These protocols provide complementary experimental platforms to test the effectiveness of therapeutic compounds shown to be well tolerated by mice.

We describe methods for longitudinal monitoring of the efficacy of therapeutics for the treatment of colonic pathologies in mice using a rigid endoscope. This protocol can be readily used for the characterization of the therapeutic response of an individual tumor in live mice and also for monitoring potential disease relapse.

Évaluation non invasive de l&#39;efficacité de nouveaux traitements pour les pathologies intestinales en utilisant l&#39;imagerie endoscopique de série de souris vivantes

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Évaluation non invasif de la fonction musculaire de dorsifléchisseurs chez la souris

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

Oxygenation-sensitive Cardiac MRI with Vasoactive Breathing Maneuvers for the Non-invasive Assessment of Coronary Microvascular Dysfunction

Oxygenation-sensitive cardiac magnetic resonance imaging (OS-CMR) is a diagnostic technique that uses the inherent paramagnetic properties of deoxyhemoglobin as an endogenous source of tissue contrast. Used in combination with standardized vasoactive breathing maneuvers (hyperventilation and apnea) as a potent non-pharmacologic vasomotor stimulus, OS-CMR can monitor changes in myocardial oxygenation. Quantifying such changes during the cardiac cycle and throughout vasoactive maneuvers can provide markers for coronary macro- and microvascular function and thereby circumvent the need for any extrinsic, intravenous contrast or pharmacologic stress agents.
OS-CMR uses the well-known sensitivity of T2*-weighted images to blood oxygenation. Oxygenation-sensitive images can be acquired on any cardiac MRI scanner using a modified standard clinical steady-state free precession (SSFP) cine sequence, making this technique vendor-agnostic and easily implemented. As a vasoactive breathing maneuver, we apply a 4-min breathing protocol of 120 s of free breathing, 60 s of paced hyperventilation, followed by an expiratory breath-hold of at least 30 s. The regional and global response of myocardial tissue oxygenation to this maneuver can be assessed by tracking the signal intensity change. The change over the initial 30 s of the post-hyperventilation breath-hold, referred to as the breathing-induced myocardial oxygenation reserve (B-MORE) has been studied in healthy people and various pathologies. A detailed protocol for performing oxygen-sensitive CMR scans with vasoactive maneuvers is provided.
As demonstrated in patients with microvascular dysfunction in yet incompletely understood conditions, such as inducible ischemia with no obstructive coronary artery stenosis (INOCA), heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF), or microvascular dysfunction after heart transplantation, this approach provides unique, clinically important, and complementary information on coronary vascular function.

The assessment of microvascular function by oxygenation-sensitive cardiac magnetic resonance imaging in combination with vasoactive breathing maneuvers is unique in its ability to assess rapid dynamic changes in myocardial oxygenation in vivo and, thus, may serve as a critically important diagnostic technique for coronary vascular function.

IRM cardiaque sensible à l’oxygénation avec manœuvres respiratoires vasoactives pour l’évaluation non invasive de la dysfonction microvasculaire coronarienne