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

Detta arbete stöddes av NIH R01NS087990 (MSL, IVB).

Alla djurförfaranden måste godkännas av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) eller motsvarande. Om det råder någon osäkerhet angående de specifika procedurer som beskrivs häri, fortsätt inte. Förtydligas med institutionens IACUC och en utsedd veterinärmedlem. 1. Säkerställa steriliteten hos odlade celler och följa principerna om aseptiska tekniker <ol><li> Följ standard god laboratoriepraxis i alla cellkulturprocedurer och IACUC-krav för celltestning och pato...

<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>

Även om den intranasala vägen för läkemedelsleverans har undersökts allmänt för små molekyler, nanomedicin och proteinföreningar lika 18 , är tillämpningen av terapeutiska stamceller för intranasal hjärntumörinriktning väldigt ny i spektret av hjärntumörterapeutik under utveckling 2 , 3 , 4 . Det finns inneboende komplexiteter involverade beträffande beteenden av stamceller i näshålan...

Låg toxicitet, låg immunogenicitet och inneboende hjärntumör-tropism hos humana stamceller är attraktiva drag för leveransen av terapeutiska vehiklar 1 . Nya stamcellsbaserade läkemedel för maligna hjärntumörer är lovande innovationer utvecklade de senaste åren och den intranasala anpassningen av denna terapeutiska strategi utgör ett steg mot klinisk översättning, eftersom icke-invasiv och upprepad administrering dramatiskt kan minska barriären för patientapplikationer och Kan vara anpassningsbar för outpatienttjänster utan allmänbedövning eller långvarig in-patient service i samband med invasiva kirurgiska ingrepp 1 , 2 , 3 , 4 . Vi och andra har banat på den intranasala vägen för stamcellsleverans till hjärntumörer och har lagt grundarbetet för några av de grundläggande principernaAv translationell forskning med användning av mus xenograftmodeller 2 , 3 , 4 , samt undersökt migrering av stamceller in vivo via magnetisk resonansbildningsreagens (MRI) reagensbärare 2 . Genom dessa pilotutredningar har vi samlat stor erfarenhet och fått insikt om hur man bäst kan konstruera en robust preklinisk utvärderingsstrategi med hjälp av väletablerade patientbaserade xenograft (PDX) musmodeller av malignt gliom, samtidigt som undersökningsupplösningen upprätthålls för att undersöka Nyanserade mekaniska detaljer av de sofistikerade biologiska fenomenen av den intranasala hjärnanpassningen av terapeutiska stamceller som levereras till näshålan. Här beskriver vi principerna för ett standardiserat operationsprotokoll för att visa det aktuella tillståndet för experimentella undersökningar med användning av en väletablerad human neural stamcellslinje HB1.F3.CD 5 <sup&gt;, 6 , 7 , 8 , som lätt modifieras för att anpassa sig till specifika tumormodeller eller strategier med användning av humana stamceller som terapeutiska bärare.

<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

Den inhemska tropismen mot hjärnans maligniteter gör stamceller som lovande bärare av terapeutiska medel mot maligna tumörer. Leveransen av terapeutiska stamceller via den intranasala vägen är en nyligen upptäckt alternativ strategi med stark potential för klinisk översättning på grund av dess icke-invasiva natur jämfört med intrakranial implantation eller leverans via systemiska vägar. Bristen på blodhjärnbarriär stärker ytterligare den terapeutiska potentialen hos stamceller som genomgår intranasal hjärninfångning. Denna artikel sammanfattar de väsentliga tekniker som används i våra studier och skisserar de grundläggande principerna för intranasal strategi för stamcellsleverans med hjälp av en musmodell av intrakraniella gliomentraler. Vi demonstrerar de optimerade procedurerna som genererar konsekventa och reproducerbara resultat med specifika förutbestämda experimentella parametrar och ger riktlinjer för effektiviserat arbetsflöde som säkerställer effektiv körning och pålitlig experimentNtal utfall. Artikeln är utformad för att fungera som en grundlinje för ytterligare experimentell anpassning baserad på hypotes, stamcellstyper eller tumörspecifika.

Både hypoxisk förbehandling ( Figur 4A ) 4 och CXCR4-överuttryck (Figurerna 4B och 4C ) 4 uppskattar signifikant cellemembran närvaron av CXCR4-receptorer som demonstreras genom flödescytometri. Tumör tropismen demonstrerad av NSC (blå pilar), visas i tumörvävnadshistologi (röd cirkel). Närvaron av MPIO-märkta ( Figur 4D ) stamceller i ...

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

Stamceller är lovande terapeutiska bärare för att behandla hjärntumörer på grund av deras inneboende tumör tropism. Icke-invasiv intranasal stamceller levererar ombi blodhjärnbarriären och visar stark potential för klinisk översättning. Denna artikel sammanfattar de grundläggande principerna för intranasal stamcellsleverans i en musmodell av gliom.

Intranasal leverans av terapeutiska stamceller till glioblastom i en musmodell

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

En musmodell av I livmodern Transplantation

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

Stereotaktisk Intrakraniell Implantation och<em&gt; In vivo</em&gt; Bioluminescent avbildning av tumörxenografter i en musmodell system för 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

Intranasal administration av CNS Therapeutics att vakna möss

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

Hög genomströmning karakterisering av vuxna stamceller Engineered för leverans av terapeutiska faktorer för Nervskyddande Strategier

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

Studera bukspottkörtelcancer Stem Cell egenskaper för att utveckla nya behandlingsstrategier

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

En neonatal mus ryggmärgskompression skada Modell

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

Ven mellan Modell: en lämplig modell för att studera bypass öppenhet

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

Bild-guidad resektion av glioblastom och intrakraniell Implantation av terapeutiska Stem Cell-seedade ställningar

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

Isometrisk kontraktilitet mätning av mus mesenterica artär med Wire 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

Nya metoder för Intranasal administrering Under inandning narkos att utvärdera näsa-till-hjärnan 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 ...