Name: carotid artery infusions for pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of taxanes in mice
Uploaded: 2014-10-27T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice at JoVE.com

Vi ønsker å erkjenne FCCC Laboratory Animal Facility for deres støtte i dette prosjektet. Vi takker Wolfe Laboratories, Inc. for deres hjelp i å analysere paclitaxel nivåer i plasma og vev. Dette arbeidet ble støttet av National Institutes of Health innvilger K01CA120091 til EHB og CA06927 til Fox Chase Cancer Center.

Denne protokollen er godkjent av Fox Chase Cancer Center Institutional Animal Care og bruk komité og ved Laboratory Animal Facility, og funnet å være i samsvar med institusjonelle retningslinjer for human behandling av dyr. 1. Foreløpige Forberedelse <ol><li> Fremstilling av kateteret: Fremstill et kateter fra en kort lengde av polyetylenrør, modifisert til å danne et fortynnet, avstumpet ende (figur 3A). Lag flere katetre på forhånd og spare på ubestemt tid. <ol>...

<ol>
	<li>Gallo, J. M., Li, S., Guo, P., Ma Reed, K., J, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effect+of+P-Glycoprotein+on+Paclitaxel+Brain+and+Brain+Tumor+Distribution+in+Mice.">The Effect of P-Glycoprotein on Paclitaxel Brain and Brain Tumor Distribution in Mice.</a> Cancer Research. 63 (16), 5114-5117 (2003).</li><li>Sonnichen, D. S., Relling, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+Pharmacokinetics+of+Paclitaxel.">Clinical Pharmacokinetics of Paclitaxel.</a> Clinical Pharmacokinetics. 27 (4), 256-269 (1994).</li><li>Gianni, L., 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=Nonlinear+Pharmacokinetics+and+Metabolism+of+Paclitaxel+and+Its+Pharmacokinetic+/+Pharmacodynamic+Relationship+in+Humans.">Nonlinear Pharmacokinetics and Metabolism of Paclitaxel and Its Pharmacokinetic / Pharmacodynamic Relationship in Humans.</a> Journal Clinical Oncology. 13 (1), 180-190 (1995).</li><li>Sparreboom, A., Van Tellingen, O., Nooijen, W. J., Beijnen, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+Pharmacokinetics+of+Paclitaxel+in+Mice+Results+from+the+Pharmaceutical+Vehicle+Cremophor+EL.">Nonlinear Pharmacokinetics of Paclitaxel in Mice Results from the Pharmaceutical Vehicle Cremophor EL.</a> Cancer Research. 56 (9), 2112-2115 (1996).</li><li>Sparreboom, A., Van Tellingen, O., Nooijen, W. J., Beijnen, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+paclitaxel+and+metabolites+in+mouse+plasma,+tissues,+urine+and+faeces+by+semi-automated+reversed-phase+high-performance+liquid+chromatography.">Determination of paclitaxel and metabolites in mouse plasma, tissues, urine and faeces by semi-automated reversed-phase high-performance liquid chromatography.</a> Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 664, 383-391 (1995).</li><li>Bradshaw-Peirce, E. L., Eckhardt, S. G., Gustafson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Physiologically+Based+Pharmacokinetic+Model+of+Docetaxel+Disposition:+from+Mouse+to+Man.">A Physiologically Based Pharmacokinetic Model of Docetaxel Disposition: from Mouse to Man.</a> Clinical Cancer Research. 13, 2768-2778 (2007).</li><li>Eiseman, J. L., 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=Plasma+Pharmacokinetics+and+Tissue+Distribution+of+Paclitaxel+in+CD2F1+Mice.">Plasma Pharmacokinetics and Tissue Distribution of Paclitaxel in CD2F1 Mice.</a> Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 34 (6), 465-471 (1994).</li><li>Schinkel, A. 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=Normal+Viability+and+Altered+Pharmacokinetics+in+Mice+Lacking+mdr1-type+(drug-transporting)+P-glycoproteins.">Normal Viability and Altered Pharmacokinetics in Mice Lacking mdr1-type (drug-transporting) P-glycoproteins.</a> Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 94, 4028-4033 (1997).</li><li>Fraser, I. J., Dear, G. J., Plumb, R., L&#8217;Affineur, M., Fraser, D., Skippen, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Use+of+Capillary+High+Performance+Liquid+Chromatography+with+Electrospray+Mass+Spectrometry+for+the+Analysis+of+Small+Volume+Blood+Samples+from+Serially+Bled+Mice+to+Determine+the+Pharmacokinetics+of+Early+Discovery+Compounds.">The Use of Capillary High Performance Liquid Chromatography with Electrospray Mass Spectrometry for the Analysis of Small Volume Blood Samples from Serially Bled Mice to Determine the Pharmacokinetics of Early Discovery Compounds.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 13 (23), 2366-2375 (1999).</li><li>Bateman, K. P., 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=Reduction+of+Animal+Usage+by+Serial+Bleeding+of+Mice+for+Pharmacokinetic+Studies:+Application+of+Robotic+Sample+Preparation+and+Fast+Liquid+Chromatography+&#8211;+Mass+Spectrometry.">Reduction of Animal Usage by Serial Bleeding of Mice for Pharmacokinetic Studies: Application of Robotic Sample Preparation and Fast Liquid Chromatography &#8211; Mass Spectrometry.</a> Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications. 754 (1), 245-251 (2001).</li><li>Berndt, K., Vogel, J., Buehler, C., Vogt, P., Born, W., Fuchs, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+repeated+drug+infusion+into+the+femoral+artery+of+mice.">A new method for repeated drug infusion into the femoral artery of mice.</a> J. Am. Assoc. Lab Animal Sci. 51 (6), 825-831 (2012).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Squibb+&amp;+Sons,+L.L.C..">Squibb &amp; Sons, L.L.C..</a> Drug Information for TAXOL (Paclitaxel) Injection. , (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abraxis+BioScience+L.L.C.">Abraxis BioScience L.L.C.</a> Full Prescribing Information ABRAXANE for Injectable suspension (paclitaxel protein-bound particles for injectable suspension) (albumin-bound). , (2013).</li><li>Fergusson, G., Ethier, M., Zarrouki, B., Font&#233;s, G., Poitout, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Model+of+Chronic+Nutrient+Infusion+in+the+Rat.">A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat.</a> J. Vis. Exp. (78), (2013).</li></ol>

Halsarterie infusjon er en vesentlig teknikk i denne studien av paclitaxel farmakokinetikk. Halsarterie infusjon er en metode for raskt å fordele stoffet i hele sirkulasjonssystemet 14.. 3 timers infusjon er en nærmere etterligner av klinisk administrering av legemidler som taxaner enn bolusinjeksjoner. Operasjonen kan bli pålitelig utført av en enkeltperson, er kirurgi tid relativt kort, og suksessraten er&gt; 75%. Etter at prøvene er samlet inn, må de bli analysert ved hjelp av egnede metoder. Vi bruk...

Drug infusjon gjennom karotid kan utføres på en pålitelig og reproduserbar måte ved å optimalisere utstyr og teknikk. Prosedyren er ikke innviklet, selv om det krever god kontroll og oppmerksomhet på detaljer. Overlegen omsorg og fingerferdighet trengs for å isolere halspulsåren og inn kateteret, som generelt kan erverves gjennom praksis. Kirurgi av en erfaren tekniker bør ikke overstige en time. Etter vellykket operasjon, bør den muse vises normale og sunne (selv om musen kan reagere på selve medikamentet infusjon), og medikament (er) kan administreres på en kontrollert, jevn kontinuerlig dosering. Blodprøver må tas fra et annet sted enn halspulsåren nettstedet; retro-orbital blødninger viste seg lett å samle inn og tilfredsstillende for analyse av legemiddelkonsentrasjon. Katetre av optimal størrelse og form er en uvurderlig ressurs i å utføre en vellykket infusjon 11. Vi fant katetre tilgjengelig kommersielt gjennomføry ofte for å være for store og / eller for fleksibel for å tillate enkel tilgang til muse arteria carotis. Det viste seg å foretrekke fremfor mote katetre fra polyetylen rør som brukes til å koble musen til infusjons sprøyte. Dermed er alle rør, koblinger og nåler var av konsistente dimensjoner, som forenklede infusjonsenheten. Ved hjelp av denne teknikken, er det ikke nødvendig å presse spissen av kateteret i arterien forbi det punkt der det er fremdeles synlig, og blodstrømmen til karotidarterien ikke er gjenopprettet før etter at kateteret er i utgangspunktet festet. Dette reduserer farene ved punktering arterien, eller ved å ha kateteret skyves ut ved høyt trykk på blodstrømmen. Kateteret utforming heri ikke innlemme en &quot;bump&quot; for å holde den på plass, så sikre kateteret godt med sting og kirurgisk tape er en prioritet. Infusjoner kan være å foretrekke fremfor de vanlige iv bolusinjeksjoner, som et bedre etterligner av klinisk administrasjon avstoffer som taxaner 3, 12, 13. Den teknikk som er beskrevet her ble opprinnelig utviklet for å tillate infusjon i musemodeller, karakterisert ved at tilgang til vena eller lårvenen ble avskåret ved brysttumorvekst og / eller overdreven vaskularisering av innføringsområdet. Denne metoden kan ofte være hensiktsmessig selv i tumorfrie mus: selv om isolering og KATETERISERER carotis er litt mer invasive, har vi funnet det fordelaktig å jugular, fordi tilbøyeligheten av vena veggen for å rive resulterte i mer mislykkede innsettinger og svikt for å fullføre 3 timers tid kurset. Mens resultatene vist her er fra C57BL / 6J (in-house-avlet) mus, har vi brukt denne teknikken for å kunne sette mot paclitaxel i flere stammer av mus, inkludert FVB og blandet-stammer, for å følge farmakokinetikken i musemodeller transgent manipulert å ned-regulere cellulære transporter funksjoner. Blod og vevsprøver oppsamlede viste forventede nivåer av paclitaxel, i størrelsesorden nivåene etter hals infusjoner en. Denne teknikken kan forventes å arbeide like godt i andre musemodeller og med andre infusjonsoppløsninger.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="846">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:293px;">Table of specific reagents and equipment:</td>
			<td style="width:185px;">Source:</td>
			<td style="width:111px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:259px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Polyethylene tubing 0.024&#8221;OD X 0.011&#8221;ID&#160;</td>
			<td style="width:185px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:111px;">PE10</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Stainless steel port plug (30 gauge)</td>
			<td style="width:185px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:111px;">NB-30</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">2 Stainless steel connector plugs (28 gauge)</td>
			<td style="width:185px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:111px;">PP-28</td>
			<td style="width:259px;">Slightly larger than PE tubing ID, to fit snugly and keep a tight seal.</td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">3 Blunted needles (30 gauge)</td>
			<td style="width:185px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:111px;">C-30</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">3 1cc syringes</td>
			<td style="width:185px;">Becton, Dickinson and Co.</td>
			<td style="width:111px;">309659</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Sterile 0.9% Saline solution</td>
			<td style="width:185px;">Hospira</td>
			<td style="width:111px;">0409-7984-37</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Cath-Loc HGS Heparin/Glycerol Solution&#160;</td>
			<td style="width:185px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:111px;">HGS</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Silk suture</td>
			<td style="width:185px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:111px;">SUT-S&#160;113</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Vanna Scissors (micro-scissors)</td>
			<td style="width:185px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:111px;">14122</td>
			<td style="width:259px;">This model has a curved tip, but straight-tip scissors work as well.</td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Hartman Mesquito Hemostatic Forceps</td>
			<td style="width:185px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:111px;">501705</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Betadine Swabsticks</td>
			<td style="width:185px;">Perdue Products L.P.</td>
			<td style="width:111px;">BSWS1S</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Bupivacaine</td>
			<td style="width:185px;">Hospira</td>
			<td style="width:111px;">0409-1160-01</td>
			<td style="width:259px;">May be replaced with Lidocaine, or similar local anesthesia.</td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Paclitaxel</td>
			<td style="width:185px;">LC Laboratories</td>
			<td style="width:111px;">P-9600</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Methanol</td>
			<td style="width:185px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:111px;">32213</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">Micro-Hematocrit Capillary Tubes, Heparinized</td>
			<td style="width:185px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:111px;">22-362-566</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">&#160;Capillary Tube Sealant&#160;</td>
			<td style="width:185px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:111px;">02-678</td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="70">
			<td height="70" style="height:70px;width:293px;">C57BL/6J mice</td>
			<td style="width:185px;">Fox Chase Cancer Center, Laboratory Animal Facility in-house-bred</td>
			<td style="width:111px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:293px;">API 4000 Q-Trap mass spetrometer</td>
			<td style="width:185px;">Applied Biosystems</td>
			<td style="width:111px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

carotid artery infusions for pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of taxanes in mice

Når foreslår bruk av et legemiddel, legemiddelkombinasjonen, eller levering av legemidlene i et nytt system, må man vurdere farmakokinetikken av stoffet i studiemodellen. Som bruk av musemodeller er ofte et viktig steg i preklinisk medikamentoppdagelse og legemiddelutvikling 1-8, er det nødvendig å utforme et system for å innføre medikamenter inn i mus i en jevn, reproduserbar måte. Ideelt sett bør systemet tillater innsamling av blodprøver ved regelmessige intervaller i løpet av en innstilt tid selvfølgelig. Evnen til å måle medikamentkonsentrasjoner i masse-spektrometri, har tillatt søkere å følge endringer i plasmalegemiddelnivåer over tid i individuelle mus 1, 9, 10. I denne studien ble paclitaxel innføres i transgene mus som en kontinuerlig arteriell infusjon over tre timer, mens blodprøver ble samtidig tatt av retro-orbital blødninger på sett tidspunkter. Karotidarterie infusjoner er et potensielt alternativ til halsvene infusjoner, når faktorer såsombrystkjerteltumorer eller andre hindringer gjør hals infusjoner upraktisk. Ved hjelp av denne teknikken, paclitaxel konsentrasjoner i plasma og vev oppnådd tilsvarende nivåer i forhold til hals infusjon. I denne opplæringen vil vi vise hvordan du lykkes kateterisere halspulsåren ved å forberede en optimalisert kateter for den enkelte mus modell, og deretter vise hvordan du setter inn og sikre kateter inn i musa halspulsåren, træ enden av kateteret ut gjennom baksiden muse hals, og hekt musen til en pumpe for å levere en kontrollert hastighet av narkotika tilstrømningen. Flere lavt volum retro-orbital blødninger tillate analyse av plasmakonsentrasjon av legemidlet over tid.

<html> Paclitaxel fordeling følger forutsigbare mønstre i løpet av en 3 timers doseringsplan av en 15 min høyhastighets-infusjon, etterfulgt av en 165 minutter med lav hastighet infusjon. Figur 1 viser en sammenligning av halspulsåren-infusjons plasma paclitaxel konsentrasjoner og arteria carotis-infusjoner. Paclitaxel konsentrasjoner falle raskt i de første 15 min etter en innledende høyt volum infusjon, og deretter flate ut over de neste 150 min. Til sammenligning pa...

Watch this Scientific Journal Video about Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice at JoVE.com

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

Carotisar infusjoner for farmakokinetiske og farmakodynamiske Analyse av Taxaner i Mus

Denne metoden ble utviklet med mål om å levere en jevn narkotika løsning via halspulsåren, for å vurdere farmakokinetikken av nye medikamenter i musemodeller.

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Model of Disturbed Flow-Induced Atherosclerosis in Mouse Carotid Artery by Partial Ligation and a Simple Method of RNA Isolation from Carotid Endothelium

Despite the well-known close association, direct evidence linking disturbed flow to atherogenesis has been lacking. We have recently used a modified ...

Modified Technique for Coronary Artery Ligation in Mice

Modifisert Teknikk for koronar hemorroider i Mus

Myocardial infarction (MI) is one of the most important causes of mortality in humans1-3. In order to improve morbidity and mortality in patients with MI ...

Implantation of a Carotid Cuff for Triggering Shear-stress Induced Atherosclerosis in Mice

Implantasjon av en Carotid Cuff for Utløsende Shear-stress Induced Åreforkalkning i Mus

It is widely accepted that alterations in vascular shear stress trigger the expression of inflammatory genes in endothelial cells and thereby induce ...

A Murine Model of Stent Implantation in the Carotid Artery for the Study of Restenosis

En murine modell av stent i halspulsåren for studier av Restenosis

Despite  the considerable progress made in the stent development in the last decades,  cardiovascular diseases remain the main cause of death in western ...

Adult Mouse Venous Hypertension Model: Common Carotid Artery to External Jugular Vein Anastomosis.

Adult Mouse venøs hypertensjon Modell: arteria carotis communis til ekstern jugularvenen Anastomose.

The understanding of the pathophysiology of brain arteriovenous malformations and arteriovenous fistulas has improved thanks to animal models. A rat model ...

Modeling Stroke in Mice: Permanent Coagulation of the Distal Middle Cerebral Artery

Modellering Stroke i Mus: Permanent koagulering av Distal Middle Cerebral Artery

Stroke is the third most common cause of death and a main cause of acquired adult disability in developed countries. Only very limited therapeutical ...

Catheterization of the Carotid Artery and Jugular Vein to Perform Hemodynamic Measures, Infusions and Blood Sampling in a Conscious Rat Model

Kateterisering av halspulsåren og halsvenen å utføre Hemodynamiske Tiltak, infusjoner og blodprøvetaking i en bevisst Rat Modell

The success of a small animal model to study critical illness is, in part, dependent on the ability of the model to simulate the human condition. ...

Vascular Balloon Injury and Intraluminal Administration in Rat Carotid Artery

Vaskulær Balloon Injury og Intraluminal Administration i Rat arteria carotis

The carotid artery balloon injury model in rats has been well established for over two decades. It remains an important method to study the molecular and ...

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

Jernklorid-indusert tromboser Mouse Model på arteria carotis og mesenterium Vessel

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