Name: intranasal delivery of therapeutic stem cells to glioblastoma in a mouse model
Uploaded: 2017-06-04T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intranasal Delivery of Therapeutic Stem Cells to Glioblastoma in a Mouse Model at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door NIH R01NS087990 (MSL, IVB).

Alle dierprocedures moeten door het Institutionele Diervoeder- en Gebruikskomitee (IACUC) of gelijkwaardig worden goedgekeurd. Als er onzekerheid bestaat over de specifieke procedures die hierin zijn beschreven, ga dan niet verder. Verduidelijkt bij de IACUC van de instelling en een aangewezen dierenarts. 1. De steriliteit van gecultiveerde cellen waarborgen en principes van aseptische technieken volgen <ol><li> Volg de standaard goede laboratoriumpraktijk bij alle celcultuurprocedures en ...

<ol>
	<li>Shah, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell-based+therapies+for+tumors+in+the+brain:+are+we+there+yet?.">Stem cell-based therapies for tumors in the brain: are we there yet?.</a> Neuro Oncol. 18 (8), 1066-1078 (2016).</li><li>Balyasnikova, I. V., 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=Intranasal+delivery+of+mesenchymal+stem+cells+significantly+extends+survival+of+irradiated+mice+with+experimental+brain+tumors.">Intranasal delivery of mesenchymal stem cells significantly extends survival of irradiated mice with experimental brain tumors.</a> Mol Ther. 22 (1), 140-148 (2014).</li><li>Reitz, 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=Intranasal+delivery+of+neural+stem/progenitor+cells:+a+noninvasive+passage+to+target+intracerebral+glioma.">Intranasal delivery of neural stem/progenitor cells: a noninvasive passage to target intracerebral glioma.</a> Stem Cells Transl Med. 1 (12), 866-873 (2012).</li><li>Dey, 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=Intranasal+Oncolytic+Virotherapy+with+CXCR4-Enhanced+Stem+Cells+Extends+Survival+in+Mouse+Model+of+Glioma.">Intranasal Oncolytic Virotherapy with CXCR4-Enhanced Stem Cells Extends Survival in Mouse Model of Glioma.</a> Stem Cell Reports. 7 (3), 471-482 (2016).</li><li>Ahmed, A. U., 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+preclinical+evaluation+of+neural+stem+cell-based+cell+carrier+for+targeted+antiglioma+oncolytic+virotherapy.">A preclinical evaluation of neural stem cell-based cell carrier for targeted antiglioma oncolytic virotherapy.</a> J Natl Cancer Inst. 105 (13), 968-977 (2013).</li><li>Kim, S. K., 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=Human+neural+stem+cells+target+experimental+intracranial+medulloblastoma+and+deliver+a+therapeutic+gene+leading+to+tumor+regression.">Human neural stem cells target experimental intracranial medulloblastoma and deliver a therapeutic gene leading to tumor regression.</a> Clin Cancer Res. 12 (18), 5550-5556 (2006).</li><li>Lee, D. 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=Targeting+rat+brainstem+glioma+using+human+neural+stem+cells+and+human+mesenchymal+stem+cells.">Targeting rat brainstem glioma using human neural stem cells and human mesenchymal stem cells.</a> Clin Cancer Res. 15 (15), 4925-4934 (2009).</li><li>Lesniak, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+therapy+for+malignant+glioma:+neural+stem+cells.">Targeted therapy for malignant glioma: neural stem cells.</a> Expert Rev Neurother. 6 (1), 1-3 (2006).</li><li>Robinson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GLPs+and+the+Importance+of+Standard+Operating+Procedures.">GLPs and the Importance of Standard Operating Procedures.</a> BioPharm International. 16 (8), (2003).</li><li>World Health Organization on behalf of the Special Programme for Research and Training in Tropical Diseases. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook: Good Laboratory Practice (GLP). , (2009).</li><li>NIH. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Number: NOT-OD-16-011. Implementing Rigor and Transparency) in NIH &amp; AHRQ Research Grant Applications. , (2015).</li><li>Wakimoto, 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=Maintenance+of+primary+tumor+phenotype+and+genotype+in+glioblastoma+stem+cells.">Maintenance of primary tumor phenotype and genotype in glioblastoma stem cells.</a> Neuro Oncol. 14 (2), 132-144 (2012).</li><li>Cheng, S. 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=Dynamic+In+Vivo+SPECT+Imaging+of+Neural+Stem+Cells+Functionalized+with+Radiolabeled+Nanoparticles+for+Tracking+of+Glioblastoma.">Dynamic In Vivo SPECT Imaging of Neural Stem Cells Functionalized with Radiolabeled Nanoparticles for Tracking of Glioblastoma.</a> J Nucl Med. 57 (2), 279-284 (2016).</li><li>Pritchett-Corning, K. R., Luo, Y., Mulder, G. B., White, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+rodent+surgery+for+the+new+surgeon.">Principles of rodent surgery for the new surgeon.</a> J Vis Exp. (47), (2011).</li><li>Clark, A. J., Fakurnejad, S., Ma, Q., Hashizume, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescence+Imaging+of+an+Immunocompetent+Animal+Model+for+Glioblastoma.">Bioluminescence Imaging of an Immunocompetent Animal Model for Glioblastoma.</a> J Vis Exp. (107), (2016).</li><li>Ulasov, I. V., 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=Survivin-driven+and+fiber-modified+oncolytic+adenovirus+exhibits+potent+antitumor+activity+in+established+intracranial+glioma.">Survivin-driven and fiber-modified oncolytic adenovirus exhibits potent antitumor activity in established intracranial glioma.</a> Hum Gene Ther. 18 (7), 589-602 (2007).</li><li>Danielyan, 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=Intranasal+delivery+of+cells+to+the+brain.">Intranasal delivery of cells to the brain.</a> Eur J Cell Biol. 88 (6), 315-324 (2009).</li><li>Dhuria, S. V., Hanson, L. R., Frey, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intranasal+delivery+to+the+central+nervous+system:+mechanisms+and+experimental+considerations.">Intranasal delivery to the central nervous system: mechanisms and experimental considerations.</a> J Pharm Sci. 99 (4), 1654-1673 (2010).</li><li>Gross, E. A., Swenberg, J. A., Fields, S., Popp, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+morphometry+of+the+nasal+cavity+in+rats+and+mice.">Comparative morphometry of the nasal cavity in rats and mice.</a> J Anat. 135 (Pt 1), 83-88 (1982).</li><li>Marieb, E. N., Hoehn, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Human Anatomy &amp; Physiology. , (2007).</li></ol>

Hoewel de intranasale route van geneesmiddelafgifte alvast verkenning is voor kleine moleculen, nanomedicines en eiwitverbindingen, zowel 18 , is de toepassing van therapeutische stamcellen voor intranasale hersentumor-targeting zeer nieuw in het spectrum van hersentumortherapie in ontwikkeling 2 , 3 , 4 . Er zijn intrinsieke complexiteiten betrokken bij het gedrag van stamcellen in de neusholte, en mole...

Lage toxiciteit, lage immunogeniciteit en intrinsieke hersentumor tropisme van menselijke stamcellen zijn aantrekkelijke eigenschappen voor de levering van therapeutische vehikel 1 . Nieuwe stamcellen gebaseerde therapieën voor kwaadaardige hersentumoren zijn in de afgelopen jaren veelbelovende innovaties ontwikkeld en de intranasale aanpassing van deze therapeutische strategie is een stap naar klinische vertaling, omdat niet-invasieve en herhaalde toediening de barrière voor patiëntstoepassingen drastisch kan verminderen en Kan aanpasbaar zijn voor outpatiëntendiensten zonder algemene verdoving of langdurige patiëntenservice in verband met invasieve chirurgische procedures 1 , 2 , 3 , 4 . Wij en anderen hebben de intranasale route van stamcelafgifte aan hersentumoren gepresteerd en hebben de basiswerk voor een aantal basisprincipes gelegd.Van translatieonderzoek met behulp van muizen xenograftmodellen 2 , 3 , 4 , evenals de migratie van stamcellen in vivo via magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) reagens dragers 2 onderzocht. Door deze proefonderzoeken hebben we aanzienlijke ervaring opgebouwd en inzicht verkregen in het optimaliseren van een robuuste preklinische evaluatie strategie door gebruik te maken van gevestigde patiëntgerelateerde xenograft (PDX) muismodellen van kwaadaardig glioma, waarbij de onderzoeksresolutie wordt gehandhaafd om de Genuanceerde mechanistische details van de geavanceerde biologische verschijnselen van de intranasale hersenen ingang van therapeutische stamcellen afgeleverd in de neusholte. Hier beschrijven we de principes van een gestandaardiseerd operationeel protocol om de huidige stand van experimentele onderzoeken aan te tonen met behulp van een goed gevestigde humane neurale stamcellijn HB1.F3.CD 5 <sup&gt;, 6 , 7 , 8 , die gemakkelijk kan worden aangepast om aan te passen aan specifieke tumormodellen of strategieën met behulp van menselijke stamcellen als therapeutische dragers.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="774">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Stereotaxic frame</td>
			<td style="width:221px;">Kopf Instruments</td>
			<td style="width:119px;">Model 900</td>
			<td style="width:199px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Hypoxic Cell Culture Incubator</td>
			<td style="width:221px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">VIOS 160i</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Cell culture supplies (Plastics)</td>
			<td style="width:221px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">Varies</td>
			<td>Replaceable with any source</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:236px;">Legend Micro 21R Refrigerated Microcentrifuge</td>
			<td style="width:221px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">75002490</td>
			<td>Replaceable with any source</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Bench centrifuge Sorvall ST16R&#160;</td>
			<td style="width:221px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">75004240</td>
			<td>Replaceable with any source</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:236px;">Micro syringe 702N 25&#181;l (22S/2&#34;/2)</td>
			<td style="width:221px;">Hamilton Company</td>
			<td style="width:119px;">80400</td>
			<td>Flat tip</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:236px;">Sample Tray for Irradiator</td>
			<td style="width:221px;">Best Theratronics</td>
			<td style="width:119px;">A13826</td>
			<td style="width:199px;">To set up mice protection with lead shield</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Leica DMi8 Microscope</td>
			<td style="width:221px;">Leica Microsystem</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Custom setup</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Leica CM1860 UV cryostat</td>
			<td style="width:221px;">Leica Microsystem</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Custom setup</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Exel International Insulin Syringe</td>
			<td style="width:221px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">14-841-31</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Corning Phosphate Buffer Saline</td>
			<td style="width:221px;">Corning Cellgro/ThermoFisher</td>
			<td style="width:119px;">21-031-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:236px;">Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium&#160;</td>
			<td style="width:221px;">Corning Cellgro/ThermoFisher</td>
			<td style="width:119px;">11965-084</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Trypsin 0.05%</td>
			<td style="width:221px;">Corning Cellgro/ThermoFisher</td>
			<td style="width:119px;">25300054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:236px;">Hyaluronidase from bovine testes</td>
			<td style="width:221px;">MilliporeSigma</td>
			<td style="width:119px;">H3506</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intranasal delivery of therapeutic stem cells to glioblastoma in a mouse model

Het intrinsieke tropisme tegen hersentandwonden veroorzaakt stamcellen als veelbelovende dragers van therapeutische middelen tegen kwaadaardige tumoren. De levering van therapeutische stamcellen via de intranasale route is een recent ontdekte alternatieve strategie, met sterk potentieel voor klinische vertaling, vanwege het niet-invasieve karakter in vergelijking met intracraniale implantatie of afgifte via systemische routes. Het gebrek aan bloed hersenbarrière versterkt het therapeutische potentieel van stamcellen die intranasale herseninvoer ondergaan. In dit artikel wordt een overzicht gemaakt van de essentiële technieken die in onze studies worden gebruikt en schetst de basisprincipes van de intranasale strategie voor de lever van stamcellen door gebruik te maken van een muismodel van intracraniale glioma xenografen. Wij tonen de geoptimaliseerde procedures die consistente en reproduceerbare resultaten genereren met specifieke vooraf bepaalde experimentele parameters en bieden richtlijnen voor gestroomlijnde werkstroom die zorgt voor een efficiënte uitvoering en betrouwbare experimentatieNtal resultaat. Het artikel is bedoeld om als basis te dienen voor verdere experimentele aanpassing op basis van hypothese, stamcel typen of tumor specificaties.

Zowel hypoxische voorbehandeling ( Figuur 4A ) 4 en CXCR4-overexpressie ( Figuren 4B en 4C ) 4 vertonen de celmembraan-aanwezigheid van CXCR4-receptoren aanzienlijk, zoals aangetoond door stromingscytometrie. Het tumor tropisme aangetoond door NSC&#39;s (blauwe pijlen), wordt getoond in de tumorweefselhistologie (rode cirkel). De aanwezigheid van MPIO-gelabelde ( <strong class=...

Watch this Scientific Journal Video about Intranasal Delivery of Therapeutic Stem Cells to Glioblastoma in a Mouse Model at JoVE.com

Intranasal Delivery of Therapeutic Stem Cells to Glioblastoma in a Mouse Model

Stamcellen zijn veelbelovende therapeutische dragers om hersentumoren te behandelen als gevolg van hun intrinsieke tumor tropisme. Niet-invasieve intranasale stamcelafgifte omzeilt de bloedbreinbarrière en toont een sterk potentieel voor klinische vertaling. In dit artikel worden de basisprincipes van intranasale stamcellen in een muismodel van glioma samengevat.

Intranasale Levering van Therapeutische Stamcellen aan Glioblastoma in een Muis Model

The intrinsic tropism towards brain malignancies renders stem cells as promising carriers of therapeutic agents against malignant tumors. The delivery of ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Mouse Model of in Utero Transplantation

A Mouse Model of in Utero Transplantation

Een muis model van de In Utero Transplantatie

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

Stereotactic Intracranial Implantation and In vivo Bioluminescent Imaging of Tumor Xenografts in a Mouse Model System of Glioblastoma Multiforme

Stereotactic Intracranial Implantation and In vivo Bioluminescent Imaging of Tumor Xenografts in a Mouse Model System of Glioblastoma Multiforme

Stereotactische Intracraniale Implantatie en<em&gt; In vivo</em&gt; Bioluminescent Imaging van tumorxenograften in een Muis Model Systeem van glioblastoma multiforme

Glioblastoma multiforme (GBM) is a high-grade primary brain cancer with a median survival of only 14.6 months in humans despite standard tri-modality ...

Intranasal Administration of CNS Therapeutics to Awake Mice

Intranasale toediening van CNS Therapeutics naar Awake Muizen

Intranasal administration is a method of delivering  therapeutic agents to the central nervous system (CNS). It is  non-invasive and allows large ...

High Throughput Characterization of Adult Stem Cells Engineered for Delivery of Therapeutic Factors for Neuroprotective Strategies

Hoge doorvoer analyse van volwassen stamcellen ontwikkeld voor toediening van therapeutische factoren voor Neuroprotective Strategies

Mesenchymal stem cells (MSCs) derived from bone marrow are a powerful cellular resource and have been used in numerous studies as potential candidates to ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Studeren alvleesklier- Stamcel Kenmerken voor het ontwikkelen van nieuwe behandelingsstrategieën

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

Een Neonatale Mouse Spinal Cord Injury Compressie Model

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

Vein Interposition Model: A Suitable Model to Study Bypass Graft Patency

Vein Interpositie Model: Een geschikt model om te studeren Bypass Graft Patency

Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. ...

Image-Guided Resection of Glioblastoma and Intracranial Implantation of Therapeutic Stem Cell-seeded Scaffolds

Image-Guided resectie van Glioblastoma en intracraniële implantatie van therapeutische stamcel-geplaatste steigers

Glioblastoma (GBM), the most common and aggressive primary brain cancer, carries a life expectancy of 12-15 months. The short life expectancy is due in ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Isometrische Contractility meting van de muis mesenterische slagader met behulp van draad Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Novel Methods for Intranasal Administration Under Inhalation Anesthesia to Evaluate Nose-to-Brain Drug Delivery

Nieuwe methoden voor intranasale toediening onder inademing verdoving te evalueren van de neus-naar-Brain Drug Delivery

Intranasal administration has been reported to be a potential pathway for nose-to-brain delivery of therapeutic agents that circumvents the blood-brain ...