Name: nerve excitability assessment in chemotherapy-induced neurotoxicity
Uploaded: 2012-04-26T12:00:00
Duration: 7 min 42 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity at JoVE.com

1. Подготовка пациента <ol><li> Пациенты называют из отдела медицинской онкологии для базового возбудимости нервных тестирования до начала на химиотерапию. </li><li> Пациент пригодности для возбудимость тестирования должны быть определены. Пациенты должны быть исключены, если они имеют в анамнезе или базовые нейрофизиологические доказательства периферическая невропатия, ранее получавших нейротоксическое химиотерапии или есть какие-то противопоказания для возбудимость тестирования. </li></ol> 2. Аксонального процедуры Возбудимость <ol><li> Проведение сенсорной и моторной возбудимостью протоколов на срединный нерв, с помощью полуавтоматической системы компьютеризированного QTracS (Институт неврологии, королева площади, Великобритания), изолированной линейной биполярной постоянного тока стимулятор (Digitimer, Welwyn Garden City, Великобритания) и усилителя ( Sapphire IIA, Medelec, Великобритания). </li><li> Подготовка поверхности кожи на запястье и предплечье с абразивным гелем или колодки уменьшить кожисопротивления, с последующим применением спиртом. </li><li> Подготовьте место для записей, двигатель с неполяризуемых электродами, расположенными на мышцы живота похитителя pollicis Brevis и 4 см дистального электрода для записи соединения двигателя потенциалы действия (CMAPs). </li><li> Подготовьте место для сенсорной записи - с помощью кольца электродами, помещенными в проксимальных и дистальных межфаланговых суставов для записи и электродов, соответственно, для записи соединения сенсорных потенциалов действия (CSAPs). </li><li> Поместите электрохирургического нейтральной пластины земли в ладони, с проводящим гелем. </li><li> Электрические помехи в настройки записи следует удалить как можно больше, используя Humbug 50/60 Гц Шум выпрямитель (Quest Scientific Instruments, Северный Ванкувер, Канада). </li><li> Стимулирование срединного нерва в запястье. Стимуляция сайт должен быть выбран в качестве места низкий порог, используя перемещаемый биполярного электрода, а затем не рolarizable электрода. </li><li> Анодный электрод должен быть помещен 10 см проксимальнее стимулирующий электрод на кости. </li><li> Мониторинг температуры в месте раздражения на протяжении всего испытания и убедиться, что температура превышает 32 ° C. </li></ol> 3. Аксонального протоколы Возбудимость <ol><li> Запись стимул-реакция кривой постепенного увеличения стимула до реакции максимальна и не увеличивает стимул, когда интенсивность еще более возрастает. </li><li> Целевая амплитуда порог слежения автоматически устанавливается на 30% -40% от максимальной амплитудой, соответствующей области крутому склону на стимул-реакция кривой. </li><li> В соответствии с методом Босток и соавт., 1998, изменения в порогового тока, необходимое для достижения целевого амплитуда отслеживаются онлайн. </li><li> Запись нескольких параметров возбудимости, в том числе порог электротон (TE), восстановление цикла (RC) и текущего порога (I / V) отношениякак описано в Kiernan и соавт., 2000 и Kiernan и соавт., 2001. </li><li> Порог электротон оценивается по 100 мс подпороговых поляризационные токи, с поляризационным текущий набор в пределах ± 40% порогового контроля (рис. 1). Изменение порогового тока, необходимые для поддержания амплитуды целевой ответа после как де-и гипер-поляризация записывается. Порог электротон дается оценка межузловых проводимости и мембранного потенциала, с ответами в гиперполяризующих направлении в конце поляризующего импульса (90-100 мс) тесно связан с мембранным потенциалом. </li><li> Восстановление цикла оценивали с помощью парного импульса парадигмы (рис. 2), с начальным сверхпиковым стимул кондиционирования следуют через разные промежутки на тестовый стимул (от 2,5 мс до 200 мс). После сверхпиковым стимул, труднее для создания последующих ответов, называется «огнеупорность», что отражает инактивации напряжения гated Na +-каналов. После рефрактерный период, в течение содействие известный как superexcitability происходит. </li><li> Текущий порог отношений оценивается с помощью поляризационного тока 200 мс, которые различаются по силе от +50% до 100% порога. </li></ol> 4. Оценка пациентов <ol><li> Используя эти методы, пациенты оценивали как остро и продольно по лечению химиотерапией. Для оценки острой нейротоксичности, пациенты возвращаются для последующей химиотерапией оценки в течение 48 часов с момента получения обращения. </li><li> Для изучения хронической нейротоксичности, оценки, принятых до вливания химиотерапии по сравнению продольно по лечению циклов. </li><li> В дополнение к аксонального тестирование возбудимости, обычной клинической классификации весы должны быть использованы для оценки вызванной химиотерапией нейротоксичности, в том числе Национальный институт рака - Common Criteria для неблагоприятных событий сенсорной невропатии подшкале, Общая оценка нейропатия и погладитьдиентом, сообщили результат оценки. </li></ol> 5. Анализ и интерпретация <ol><li> Для выявления острой нейротоксичности, сравнение результатов до и после химиотерапии. Для оценки развития продольных изменений в нервной функции, сравнение результатов по лечению. Основные параметры для оценки включают огнеупорность, superexcitability, протяженность порога изменение порога электротон (гиперполяризующих 90-100 мс), в дополнение к обычным параметрам, как максимальная амплитуда и время задержки. </li><li> Для оценки общего изменения возбудимости параметры по лечению, композитный оценка возбудимости рассчитывается. Изменения в трех параметров - superexcitability, огнеупорность и порог электротон (гиперполяризующих 90-100 мс) - суммируется от начального до окончательного лечения, чтобы дать общий маркер изменения. </li></ol> 6. Представитель Результаты Примеры возбудимость приводит к погладитьдиентом получавших оксалиплатин предоставляются. Сразу после инфузии оксалиплатина, резкие изменения как в сенсорной и моторной возбудимостью разработки, указывающие на развитие функциональных Na + channelopathy 10 -13. Тем не менее, существенные изменения в нескольких параметров возбудимость постепенно развивается через оксалиплатин лечение только в сенсорных аксонов, с аксонов двигателя не влияет (рис. 3), что отражает широкое сенсорных аксонального повреждения и изменения мембранного потенциала. Эта модель соответствует клинические проявления симптомов при хроническом оксалиплатин-индуцированной нейротоксичности. Возбудимость изменения в сенсорной аксонов предшествует снижение максимальной амплитудой, как оценивали с помощью традиционных методов нервной проводимости, и показывают, что аксонального методы возбудимость может служить чувствительным инструментом оценки рано оксалиплатин-индуцированной нейротоксичности. <img alt="Рисунок 1" src="/files/ftp_upload/3439/3439fig1.jpg" /> Рисунок 1. </stРонг&gt; Threshold электротон, изображающие сигналы в ответ на длительное подпороговых поляризующего тока (100 мс), с гиперполяризующих направлении построена в нижнем квадранте (синий) и деполяризующего направление укладывается в верхний квадрант (красный). Ниже стимул напряжения на генерацию порога срабатывания электротон. <img alt="Рисунок 2" src="/files/ftp_upload/3439/3439fig2.jpg" /> Рисунок 2. Восстановление цикла возбудимости, демонстрируя характерные последовательности возбудимость изменения после проведения импульса, с периодом снижения возбудимости (огнеупорность) до 3 мс после стимула сверхпиковым, после периода повышенной возбудимости (superexcitability) с максимумом на 5 -7 мс, а затем уменьшить возбудимость (subexcitability). Парных импульсов парадигма стимул протокол вставкой. <img alt="Рисунок 3" src="/files/ftp_upload/3439/3439fig3.jpg" /> ИнжирЮр 3. возбудимость изменения в сенсорной аксонов оксалиплатин пациентов, с базовой записи черным цветом и последующей обработки записей белого цвета, после 4-6 месяцев лечения оксалиплатина. Эти изменения, как считается, отражают широкое распространение аксонального повреждения и изменения мембранного потенциала. Картина возбудимость настройка в условиях онкологии показан слева. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3439/3439fig3large.jpg" target="_blank">Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение</a> .

<ol>
	<li>Hausheer, F. H., Schilsky, R. L., Bain, S., Berghorn, E. J., Lieberman, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnosis,+management,+and+evaluation+of+chemotherapy-induced+peripheral+neuropathy.">Diagnosis, management, and evaluation of chemotherapy-induced peripheral neuropathy.</a> Semin. Oncol. 33, 15-49 (2008).</li><li>Park, S. B., Krishnan, A. V., Lin, C. S., Goldstein, D., Friedlander, M., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+underlying+chemotherapy-induced+neurotoxicity+and+the+potential+for+neuroprotective+strategies.">Mechanisms underlying chemotherapy-induced neurotoxicity and the potential for neuroprotective strategies.</a> Curr. Med. Chem. 15, 3081-3094 (2008).</li><li>Park, S. B., Lin, C. S., Krishnan, A. V., Goldstein, D., Friedlander, M. L., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+Neuropathy+after+Oxaliplatin+Treatment:+Challenging+the+Dictum+of+Reversibility?.">Long-term Neuropathy after Oxaliplatin Treatment: Challenging the Dictum of Reversibility?.</a> The Oncologist. , (2012).</li><li>Postma, T. J., Heimans, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grading+of+chemotherapy-induced+peripheral+neuropathy.">Grading of chemotherapy-induced peripheral neuropathy.</a> Ann. Oncol. 11, 509-513 (2000).</li><li>Cascinu, S., Catalano, V., Cordella, L., Labianca, R., Giordani, P., Baldelli, A. M., Beretta, G. D., Ubiali, E., Catalano, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroprotective+effect+of+reduced+gluthathione+on+oxaliplatin-based+chemotherapy+in+advanced+colorectal+cancer:+a+randomized,+double-blind,+placebo-controlled+trial.">Neuroprotective effect of reduced gluthathione on oxaliplatin-based chemotherapy in advanced colorectal cancer: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial.</a> J. Clin. Oncol. 20, 3478-3483 (2002).</li><li>Lehky, T. J., Leonard, G. D., Wilson, R. H., Grem, J. L., Floeter, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxaliplatin-induced+neurotoxicity:+acute+hyperexcitability+and+chronic+neuropathy.">Oxaliplatin-induced neurotoxicity: acute hyperexcitability and chronic neuropathy.</a> Muscle Nerve. 29, 387-392 (2004).</li><li>Bostock, H., Cikurel, K., Burke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Threshold+tracking+techniques+in+the+study+of+human+peripheral+nerve.">Threshold tracking techniques in the study of human peripheral nerve.</a> Muscle Nerve. 21, 137-158 (1998).</li><li>Burke, D., Kiernan, M. C., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+of+human+axons.">Excitability of human axons.</a> Clin. Neurophysiol. 112, 1575-1585 (2001).</li><li>Krishnan, A. K., Lin, C. S., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+ion+channels+from+bench+to+bedside:+a+translational+neuroscience+perspective.">Axonal ion channels from bench to bedside: a translational neuroscience perspective.</a> Prog. Neurobiol. 89, 288-313 (2009).</li><li>Park, S. B., Lin, C. S., Krishnan, A. V., Goldstein, D., Friedlander, M., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxaliplatin-induced+neurotoxicity:+changes+in+axonal+excitability+precede+development+of+neuropathy.">Oxaliplatin-induced neurotoxicity: changes in axonal excitability precede development of neuropathy.</a> Brain. 132, 2712-2723 (2009).</li><li>Park, S. B., Goldstein, D., Lin, C. S., Krishnan, A. V., Friedlander, M. L., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+abnormalities+of+sensory+nerve+function+associated+wtih+oxaliplatin-induced+neurotoxicity.">Acute abnormalities of sensory nerve function associated wtih oxaliplatin-induced neurotoxicity.</a> J. Clin. Oncol. 27, 1243-1249 (2009).</li><li>Krishnan, A. V., Goldstein, D., Friedlander, M., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxaliplatin-induced+neurotoxicity+and+the+development+of+neuropathy.">Oxaliplatin-induced neurotoxicity and the development of neuropathy.</a> Muscle Nerve. 32, 51-60 (2005).</li><li>Krishnan, A. V., Goldstein, D., Friedlander, M., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxaliplatin+and+axonal+Na++channel+function+in+vivo.">Oxaliplatin and axonal Na+ channel function in vivo.</a> Clin. Cancer Res. 12, 4481-4484 (2006).</li></ol>

Нам нечего раскрывать.

Вызванной химиотерапией нейропатии является серьезным побочным эффектом лечения рака, которые могут повлиять на курс лечения и производят длительное пациента инвалидности. Существует недостаток чувствительной и объективной оценки мер по специально измерять нерва дисфункции у пациентов химиотерапия. Клинического развития аксонов методы возбудимость оказывает полезные и интеллектуального информации для оценки вызванной химиотерапией нейротоксичность. Предоставляя информацию о функции ионного канала, потенциал покоя и аксонального функцию мембраны, эти методы позволяют понимание патофизиологических процессов, лежащих в основе аксонального дисфункции у больных раком лечить с помощью химиотерапии. Кроме того, аксонального методы возбудимость было продемонстрировано, что возможно в клинической онкологии, и одного теста может быть завершена в течение 5-10 минут. В оксалиплатин пациентов, аксонального методы обеспечивают возбудимостьчувствительный биомаркер, который позволяет раннего выявления пациентов с риском развития тяжелой нейротоксичности. По сравнению с обычными нервной проводимости исследований, которые идентифицируют оксалиплатин вызванной повреждением нервов только после аксонального потерь уже произошла, аксонального исследования возбудимости обеспечивает интеллектуальный маркеров дисфункции нерва до аксонального потери. Таким образом, аксонального исследования возбудимость могут быть использованы для оказания оценки функции нерва в ходе клинических испытаний потенциальных нейропротекторное стратегии, объективно определить эффективность нейропротекторного.

<table border="1"><tbody><tr><td> Оборудование и материалы </td><td> Компания </td></tr><tr><td> QTracS программы </td><td> Digitimer, Институт неврологии, королева площади, Великобритания </td></tr><tr><td> DS5 изолированной линейной биполярной постоянного тока стимулятор </td><td> Digitimer </td></tr><tr><td> Sapphire IIA усилитель </td><td> Medelec </td></tr><tr><td> Обман 50/60 Гц Шум выпрямитель </td><td> Quest Scientific Instruments </td></tr><tr><td> Non-поляризуемых электродов </td><td> Уномедикал </td></tr><tr><td> Электрохирургический нейтральной земле пластины </td><td> Уномедикал </td></tr></tbody></table>

nerve excitability assessment in chemotherapy-induced neurotoxicity

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. Chemotherapy-induced peripheral neuropathy produces symptoms of numbness and paraesthesia in the limbs and may progress to difficulties with fine motor skills and walking, leading to functional impairment. In addition to producing troubling symptoms, chemotherapy-induced neuropathy may limit treatment success leading to dose reduction or early cessation of treatment. Neuropathic symptoms may persist long-term, leaving permanent nerve damage in patients with an otherwise good prognosis3. As chemotherapy is utilised more often as a preventative measure, and survival rates increase, the importance of long-lasting and significant neurotoxicity will increase.
There are no established neuroprotective or treatment options and a lack of sensitive assessment methods. Appropriate assessment of neurotoxicity will be critical as a prognostic factor and as suitable endpoints for future trials of neuroprotective agents. Current methods to assess the severity of chemotherapy-induced neuropathy utilise clinician-based grading scales which have been demonstrated to lack sensitivity to change and inter-observer objectivity4. Conventional nerve conduction studies provide information about compound action potential amplitude and conduction velocity, which are relatively non-specific measures and do not provide insight into ion channel function or resting membrane potential. Accordingly, prior studies have demonstrated that conventional nerve conduction studies are not sensitive to early change in chemotherapy-induced neurotoxicity4-6. In comparison, nerve excitability studies utilize threshold tracking techniques which have been developed to enable assessment of ion channels, pumps and exchangers in vivo in large myelinated human axons7-9.
Nerve excitability techniques have been established as a tool to examine the development and severity of chemotherapy-induced neurotoxicity10-13. Comprising a number of excitability parameters, nerve excitability studies can be used to assess acute neurotoxicity arising immediately following infusion and the development of chronic, cumulative neurotoxicity. Nerve excitability techniques are feasible in the clinical setting, with each test requiring only 5 -10 minutes to complete. Nerve excitability equipment is readily commercially available, and a portable system has been devised so that patients can be tested in situ in the infusion centre setting. In addition, these techniques can be adapted for use in multiple chemotherapies.
In patients treated with the chemotherapy oxaliplatin, primarily utilised for colorectal cancer, nerve excitability techniques provide a method to identify patients at-risk for neurotoxicity prior to the onset of chronic neuropathy. Nerve excitability studies have revealed the development of an acute Na+ channelopathy in motor and sensory axons10-13. Importantly, patients who demonstrated changes in excitability in early treatment were subsequently more likely to develop moderate to severe neurotoxicity11. However, across treatment, striking longitudinal changes were identified only in sensory axons which were able to predict clinical neurological outcome in 80% of patients10. These changes demonstrated a different pattern to those seen acutely following oxaliplatin infusion, and most likely reflect the development of significant axonal damage and membrane potential change in sensory nerves which develops longitudinally during oxaliplatin treatment10. Significant abnormalities developed during early treatment, prior to any reduction in conventional measures of nerve function, suggesting that excitability parameters may provide a sensitive biomarker.

Watch this Scientific Journal Video about Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity at JoVE.com

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Этот абстрактный описывает новый метод для оценки развития нейротоксичности у больных, получавших химиотерапии. В то время как традиционные методы оценки ограничены в своей способности обнаруживать ранние изменения в нервных функций, методов возбудимости нервных обеспечить раннее выявление больных с риском тяжелой нейротоксичности и понимания патофизиологии.

Возбудимости нервных оценки в вызванной химиотерапией Нейротоксичность

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Reproducible Mouse Sciatic Nerve Crush and Subsequent Assessment of Regeneration by Whole Mount Muscle Analysis

Воспроизводимые мыши седалищного нерва и Давка Последующие оценки регенерации полного анализа горы мышц

Regeneration in the peripheral nervous system (PNS) is widely studied both for its relevance to human disease and to understand the robust regenerative ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

Трансплантация Обонятельная оболочечная клеток для оценки функционального восстановления после периферической нервной травмы

Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

In Vivo Two-Photon Microscopy of Single Nerve Endings in Skin

In Vivo Two-Photon Microscopy of Single Nerve Endings in Skin

В Vivo Двухфотонное микроскопии Одноместный нервных окончаний в коже

Nerve endings in skin are involved in physiological processes such as sensing1 as well as in pathological processes such as neuropathic pain2. Their ...

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

Оценка нервно функции, используя Чрескожная стимуляция нервов Электрическая

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

Microglia as a Surrogate Biosensor to Determine Nanoparticle Neurotoxicity

Микроглия как суррогатного биосенсора, чтобы определить наночастицу нейротоксичности

Nanoparticles found in air pollutants can alter neurotransmitter profiles, increase neuroinflammation, and alter brain function. Therefore, the assay ...

In Utero Electroporation Approaches to Study the Excitability of Neuronal Subpopulations and Single-cell Connectivity

In Utero Electroporation Approaches to Study the Excitability of Neuronal Subpopulations and Single-cell Connectivity

В Utero Электропорация подходы к изучению возбудимости нейрональных субпопуляциях и Connectivity одноклеточные

The nervous system is composed of an enormous range of distinct neuronal types. These neuronal subpopulations are characterized by, among other features, ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

В естественных условиях Электрофизиологические измерения крыса локтевого нерва с аксональное возбудимости тестирование

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents

Мощность Interstimulus интервала для оценки временных обработки грызунов

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in ...

Assessing Early Stage Open-Angle Glaucoma in Patients by Isolated-Check Visual Evoked Potential

Оценка ранней стадии открыто-угол глаукомы у пациентов по изолированным-Проверить визуальный evoked потенциал

Recently, the isolated-check visual evoked potential (icVEP) technique was designed and has been reported to detect glaucomatous damage earlier and ...

Purification of Fibroblasts and Schwann Cells from Sensory and Motor Nerves in Vitro

Очистка фибробластов и клеток Шванн от сенсорных и моторных нервов в vitro

The principal cells in the peripheral nervous system are the Schwann cells (SCs) and the fibroblasts. Both these cells distinctly express the sensory and ...