Name: chemotherapy-induced vascular toxicity - real-time in vivo imaging of vessel impairment
Uploaded: 2015-01-07T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Chemotherapy-induced Vascular Toxicity - Real-time In vivo Imaging of Vessel Impairment at JoVE.com

Etik uttalande: Alla experiment har godkänts av Institutional Animal Care och användning kommittén. Djuromsorg var enligt institutionens riktlinjer. ICR honmöss (7-8 veckor gammal, 25-30 g) inhystes i luftkonditionerade, ljusa kontrollerad djuranläggningar i Sackler Medicinska fakulteten i Tel-Aviv University. Vid sikt avlivades djuren med anestesi överdos. 1. fibrösa Konfokal fluorescensmikroskopi (FCFM) Kalibrering <ol><li> Slå på enheten. </li><li> Anslut mikro...

<ol>
	<li>Chow, A. Y., 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=Anthracyclines+cause+endothelial+injury+in+pediatric+cancer+patients:+a+pilot+study.">Anthracyclines cause endothelial injury in pediatric cancer patients: a pilot study.</a> J Clin Oncol. 24 (6), 925-928 (2006).</li><li>Nuver, 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=Acute+chemotherapy-induced+cardiovascular+changes+in+patients+with+testicular+cancer.">Acute chemotherapy-induced cardiovascular changes in patients with testicular cancer.</a> J Clin Oncol. 23 (36), 9130-9137 (2005).</li><li>Vos, F. Y., 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=Endothelial+cell+effects+of+cytotoxics:+balance+between+desired+and+unwanted+effects.">Endothelial cell effects of cytotoxics: balance between desired and unwanted effects.</a> Cancer Treat Rev. 30 (6), 495-513 (2004).</li><li>Kerbel, R. S., 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='Accidental'+anti-angiogenic+drugs.+anti-oncogene+directed+signal+transduction+inhibitors+and+conventional+chemotherapeutic+agents+as+examples.Eur.">'Accidental' anti-angiogenic drugs. anti-oncogene directed signal transduction inhibitors and conventional chemotherapeutic agents as examples.Eur.</a> J Cancer. 36 (10), 1248-1257 (2000).</li><li>Soultati, A., 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=Endothelial+vascular+toxicity+from+chemotherapeutic+agents:+preclinical+evidence+and+clinical+implications.">Endothelial vascular toxicity from chemotherapeutic agents: preclinical evidence and clinical implications.</a> Cancer Treat Rev. 38 (5), 473-483 (2012).</li><li>Tempelhoff, G. F., 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=Blood+coagulation+during+adjuvant+epirubicin/cyclophosphamide+chemotherapy+in+patients+with+primary+operable+breast+cancer.">Blood coagulation during adjuvant epirubicin/cyclophosphamide chemotherapy in patients with primary operable breast cancer.</a> J Clin Oncol. 14 (9), 2560-2568 (1996).</li><li>Ben Aharon, I., 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=Doxorubicin-induced+vascular+toxicity--targeting+potential+pathways+may+reduce+procoagulant+activity.">Doxorubicin-induced vascular toxicity--targeting potential pathways may reduce procoagulant activity.</a> PLoS One. 8 (9), e7515 (2013).</li><li>Laemmel, 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=Fibered+confocal+fluorescence+microscopy+(Cell-viZio)+facilitates+extended+imaging+in+the+field+of+microcirculation.+A+comparison+with+intravital+microscopy.">Fibered confocal fluorescence microscopy (Cell-viZio) facilitates extended imaging in the field of microcirculation. A comparison with intravital microscopy.</a> J Vasc Res. 41 (5), 400-411 (2004).</li><li>Al-Gubory, K. H., Houdebine, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+imaging+of+green+fluorescent+protein-expressing+cells+in+transgenic+animals+using+fibred+confocal+fluorescence+microscopy.">In vivo imaging of green fluorescent protein-expressing cells in transgenic animals using fibred confocal fluorescence microscopy.</a> Eur J Cell Biol. 85 (8), 837-845 (2006).</li><li>Bar-Joseph, H., 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=In+vivo+bioimaging+as+a+novel+strategy+to+detect+doxorubicin-induced+damage+to+gonadal+blood+vessels.">In vivo bioimaging as a novel strategy to detect doxorubicin-induced damage to gonadal blood vessels.</a> PLoS One. 6 (9), e23492 (2011).</li><li>Kaushal, V., Kaushal, G. P., Mehta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+toxicity+of+anthracyclines+on+cultured+endothelial+cells.">Differential toxicity of anthracyclines on cultured endothelial cells.</a> Endothelium. 11 (5-6), 253-258 (2004).</li><li>Kim, E. 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=Doxorubicin-induced+platelet+cytotoxicity:+a+new+contributory+factor+for+doxorubicin-mediated+thrombocytopenia.">Doxorubicin-induced platelet cytotoxicity: a new contributory factor for doxorubicin-mediated thrombocytopenia.</a> J Thromb Haemost. 7 (7), 1172-1183 (2009).</li><li>Walsh, J., Wheeler, H. R., Geczy, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+tissue+factor+on+human+monocytes+by+cisplatin+and+adriamycin.">Modulation of tissue factor on human monocytes by cisplatin and adriamycin.</a> Br J Haematol. 81 (4), 480-488 (1992).</li><li>Kotamraju, S., 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=Doxorubicin-induced+apoptosis+in+endothelial+cells+and+cardiomyocytes+is+ameliorated+by+nitrone+spin+traps+and+ebselen.+Role+of+reactive+oxygen+and+nitrogen+species.">Doxorubicin-induced apoptosis in endothelial cells and cardiomyocytes is ameliorated by nitrone spin traps and ebselen. Role of reactive oxygen and nitrogen species.</a> J Biol Chem. 275 (43), 33585-33592 (2000).</li><li>Vasquez-Vivar, 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=Endothelial+nitric+oxide+synthase-dependent+superoxide+generation+from+adriamycin.">Endothelial nitric oxide synthase-dependent superoxide generation from adriamycin.</a> Biochemistry. 36 (38), 11293-11297 (1997).</li></ol>

Utvärdera kemoterapiinducerad vaskulär toxicitet är en utmaning på grund av svårigheten att visualisera dynamiken i vaskulaturen som svar på en stimuli i realtid. Många kliniska studier har inblandade att flera kemoterapi orsakar direkta kärlskada, men mekanismen och egenskaper av denna toxicitet ännu inte är utredd. Vi har etablerat en realtids, in vivo molekylär imaging plattform för att utvärdera möjligheten vaskulär toxicitet kemoterapi hos möss som består av fibered konfokal fluorescensmik...

Kliniska bevis tyder på att flera klasser av kemoterapi framkalla en mängd olika vaskulära sjukdomar manifest av Raynauds fenomen, hypertoni, myocardialinfarction, cerebrovaskulär attack, och lever veno-occlusivedisease 1,2. &quot;&#39;Oavsiktliga&#39; anti-angiogena droger&quot; är ett ganska nytt begrepp, som beskriver konventionella kemoterapeutiska medel som fungerar som möjliga angiogeneshämmare, även om de inte ursprungligen utvecklades för detta ändamål 3-5 men utformad för att eliminera tumörceller genom att införa så lite &quot;säkerhet skador &quot;för att normala celler som möjligt 3. Flera kemoterapi har förstådda som vasculo-gifter som observerats i kliniska studier med serum biomarkörer. Bland dessa är alkylerande medel (t.ex. cyklofosfamid), platinaföreningar (t.ex. cisplatin) och antracykliner 1,2,5-7. Akuta kardiovaskulära komplikationer kan uppstå som en Result av vaskulär toxicitet inducerad av kemoterapi. De kan utvecklas till kroniska sjukdomar som åderförkalkning och står för en ökad risk för sena vaskulär sjuklighet. Ändå, trots ökade kliniska bevis, det finns en brist på utsedda studier betonar mekanismen av vaskulär toxicitet och därför ytterligare klarlägga den exakta patogenesen de tillfogar motiverad. En stor utmaning i att avslöja mekanismen för kemoterapi-inducerad vaskulär toxicitet härrör från komplexiteten i att undersöka kärlfunktionen in vivo. Vi beskriver häri en plattform av hög upplösning in vivo molecular imaging i möss som gör det möjligt att fånga blodflödet och fartygens egenskaper. Denna plattform underlättar upptäckt av direkta behandlingsutlöst vaskulära effekter: i realtid, samt att följa dem under en tidsperiod inom samma individer.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1395">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:423px;">Company</td>
			<td style="width:213px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:183px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">general anesthesia (100mg/kg ketaset and 6mg/kg XYL-M2).&#160;</td>
			<td>Fort Dodge Animal Health, IA, USA and Biove Laboratories, France</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">a depilatory cream (Veet)</td>
			<td>&#160;ReckittBenckiser, Bristol, UK</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">A 30-gauge, 1/2-inch needle attached to 1 ml syringe&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FITC dextran at a volume of 100 &#181;l (10 mg/ml; FD2000S, MW 2000000 Dalton)&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Doxorubicin (8 mg/kg, Adriamycin)</td>
			<td>Teva, Israel</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">paclitaxel (1.2 mg/kg, Medexel)&#160;</td>
			<td>Taro, Israel</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Saline</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

chemotherapy-induced vascular toxicity - real-time in vivo imaging of vessel impairment

Vissa klasser av kemoterapi kan utöva akuta kärlförändringar som kan utvecklas till långvariga förhållanden som kan predisponerar för en ökad risk för vaskulär sjuklighet. Ändå, om än monterings kliniska bevis, det finns en brist på tydliga studier av vaskulär toxicitet och därmed etiologin av en heterogen grupp av vaskulära / kardiovaskulära sjukdomar återstår att klargöra. Dessutom kan den mekanism som kan ligga bakom kärl giftighet skiljer sig från principerna om kemoterapi-inducerad kardiotoxicitet, som är relaterad till direkt myocyt skada. Vi har etablerat en realtids, in vivo molecular imaging plattform för att utvärdera den potentiella akuta vaskulära toxicitet av anti-cancerterapier. Vi har satt upp en plattform av in vivo, högupplösta molekylär avbildning i möss, som lämpar sig för att visualisera kärl inom trånga organ och referens blood fartyg inom samma individer medan varje enskild tjänar som sin egen kontroll. Blodkärlens väggar var nedsatt efter doxorubicin administration, som representerar en unik mekanism för vaskulär toxicitet som kan vara den tidiga händelsen i slutorganskada. Häri är metoden för fibered konfokal fluorescensmikroskopi (FCFM) baserad avbildning beskrivs, vilket ger en innovativ läget att förstå fysiologiska fenomen på de cellulära och sub-cellulära nivåer i djurförsök.

In vivo kontinuerlig avbildning vid realtids Bildalstringsapparaten används här är en högupplöst, fibered konfokalmikroskop, försett med en sond som möjliggör visualisering av kärl och dess svar på olika stimuli som kemoterapi. Denna metod är minimalt invasiv eftersom även om det kan underlätta avbildning av djupa kärl eller organ, det kräver ett litet snitt för sonden. Sond buntar består av tiotusentals fibrer, mikroskopoptik och en patentskyddad precisionskontakt. En...

Watch this Scientific Journal Video about Chemotherapy-induced Vascular Toxicity - Real-time In vivo Imaging of Vessel Impairment at JoVE.com

Chemotherapy-induced Vascular Toxicity - Real-time In vivo Imaging of Vessel Impairment

We herein describe the method of fibered confocal fluorescent microscopy (FCFM) based imaging, which provides an innovative mode to understand physiological phenomena at the cellular and sub-cellular levels in animal subjects.

Kemoterapi-inducerad vaskulär toxicitet - Realtids<em&gt; In vivo</em&gt; Avbildning av Vessel Nedskrivningar

Certain classes of chemotherapies may exert acute vascular changes that may progress into long-term conditions that may predispose the patient to an ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Chemotherapy-induced Vascular Toxicity - Real-time In vivo Imaging of Vessel Impairment

Multispectral Real-time Fluorescence Imaging for Intraoperative Detection of the Sentinel Lymph Node in Gynecologic Oncology

Multispektrala realtid Fluorescens Imaging för intraoperativ Identifiering av Sentinel Lymph nod i gynekologisk onkologi

The prognosis in virtually all solid tumors depends on the presence or absence of lymph node metastases.1-3 Surgical treatment most often combines radical ...

Contrast Enhanced Vessel Imaging using MicroCT

Contrast Enhanced Vessel avbildning med MicroCT

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between ...

Evaluation of Nanoparticle Uptake in Tumors in Real Time Using Intravital Imaging

Utvärdering av nanopartiklar Upptag i tumörer i realtid med hjälp Intravital Imaging

Current technologies for tumor imaging, such as ultrasound, MRI, PET and CT, are unable to yield high-resolution images for the assessment of nanoparticle ...

Real-time Digital Imaging of Leukocyte-endothelial Interaction in Ischemia-reperfusion Injury (IRI) of the Rat Cremaster Muscle

Real-time Digital Imaging of Leukocyte-endothelial Interaction in Ischemia-reperfusion Injury IRI of the Rat Cremaster Muscle

Real-time Digital bildbehandling av leukocyt-endotel interaktion i ischemi-reperfusionsskada (IRI) i råtta kremastermuskeln

Ischemia-reperfusion injury (IRI) has been implicated in a large array of pathological conditions such as cerebral stroke, myocardial infarction, ...

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

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

Transplantation in i den främre ögonkammaren för längsgående, icke-invasiv<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging med encelliga Upplösning i realtid

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

Real-time X-ray Imaging of Lung Fluid Volumes in Neonatal Mouse Lung

Realtidsröntgen avbildning av lungvätska Volymerna i neonatal mus Lung

At birth, the lung undergoes a profound phenotypic switch from secretion to absorption, which allows for adaptation to breathing independently. Promoting ...

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo: A Model of Single Vessel Stroke

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo:  A Model of Single Vessel Stroke

Rose Bengal Photothrombosis av Confocal optisk avbildning<em&gt; In Vivo</em&gt;: En modell av enda kärl Stroke

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to ...

Ferric Chloride-induced Thrombosis Mouse Model on Carotid Artery and Mesentery Vessel

Järnklorid-inducerad Trombos musmodell på Carotid Artery och tarmkäx Vessel

Severe thrombosis and its ischemic consequences such as myocardial infarction, pulmonary embolism and stroke are major worldwide health issues. The ferric ...

Extended Time-lapse Intravital Imaging of Real-time Multicellular Dynamics in the Tumor Microenvironment

Utökad Time-lapse Intravital avbildning av realtid flercelliga Dynamics i tumörens mikro

In the tumor microenvironment, host stromal cells interact with tumor cells to promote tumor progression, angiogenesis, tumor cell dissemination and ...

Real-time Pressure-volume Analysis of Acute Myocardial Infarction in Mice

Realtid tryck-volym analys av akut hjärtinfarkt hos möss

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any ...