Name: image-guided resection of glioblastoma and intracranial implantation of therapeutic stem cell-seeded scaffolds
Uploaded: 2018-07-16T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Image-Guided Resection of Glioblastoma and Intracranial Implantation of Therapeutic Stem Cell-seeded Scaffolds at JoVE.com

लेखक डॉ कॅथ्रीन Pietrosimone से संपादकीय योगदान स्वीकार करते हैं । पीएलए पाड़ों उत्तरी कैरोलिना राज्य विश्वविद्यालय में डॉ एलिजाबेथ Loboa लैब द्वारा निर्मित किया गया । यह काम unc Lineberger व्यापक कैंसर केंद्र विश्वविद्यालय कैंसर अनुसंधान कोष और unc शोधों और नैदानिक विज्ञान संस्थान (KL2TR001109, UL1TR001111) द्वारा समर्थित किया गया था ।

सभी तरीकों यहां वर्णित संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (उत्तरी कैरोलिना के विश्वविद्यालय के IACUC) चैपल हिल पर द्वारा अनुमोदित किया गया है ।
नोट: इस प्रक्रिया को एक खुले craniotomy के साथ चूहों पर कि...

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सर्जरी आम तौर पर माउस के अनुसार 30 मिनट के भीतर पूरा किया जा सकता है, यह देखते हुए कि निंनलिखित बिंदुओं को ध्यान में सटीक अधिकतम और समय लेने वाले नुकसान से बचने के लिए ले रहे हैं । सबसे पहले, सुनिश्चित करें ?...

ग्लियोब्लास्टोमा (जीबीएम) वयस्कों में सबसे आम प्राथमिक मस्तिष्क कैंसर है, सिर्फ 12-15 महीने1,2,3,4,5के एक निराशाजनक औसत अस्तित्व के साथ । अस्तित्व २००५ के बाद से काफी सुधार नहीं हुआ है जब अधिक से अधिक शल्य चिकित्सा लकीर विकिरण और सहवर्ती और सहायक temozolomide कीमोथेरेपी के बाद के वर्तमान नैदानिक मानक6,7को अपनाया गया था । जबकि इस उपचार के लक्षणों के एक अस्थाई राहत के साथ रोगियों प्रदान करता है, देखभाल उपचार के मानक हमेशा पुनरावृत्ति में आक्रामक कैंसर घावों के रूप में परिणाम से बचने लकीर और रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) द्वारा प्रणालीगत चिकित्सा से संरक्षित कर रहे हैं । रणनीति जो आक्रामक ट्यूमर घावों लक्ष्य BBB दरकिनार करते हुए तत्काल इस आक्रामक और दुर्बल रोग के खिलाफ कर्षण लाभ की जरूरत है ।
मानव mesenchymal स्टेम सेल (MSCs)8,9tropism उनके मूल ट्यूमर के कारण जीबीएम के लिए दवा वितरण वाहनों के रूप में वादा दिखाओ । MSCs के लिए रिसेप्टर्स के पास और घुलनशील कारकों की ओर पलायन कि ट्यूमर स्रावित, stromal कोशिका सहित कारक 1α (SDF-1α), मैट्रिक्स metalloproteinase-1 (एमएमपी-1), और monocyte chemoattractant प्रोटीन-1 (एमसीपी-1) अन्य लोगों के बीच10, 11 , 12 , 13. इंजीनियरिंग MSCs को व्यक्त करने और साइटोटोक्सिक दवाओं को स्रावित करने के लिए उन्हें ट्यूमर-होमिंग दवा वितरण वाहनों के रूप में दोहन करने की अनुमति देता है. आक्रामक ट्यूमर घावों की ओर इंजीनियर MSCs कदम और चिकित्सकीय प्रोटीन देने । इस दृष्टिकोण से नैदानिक जीबीएम मॉडल9,14की एक किस्म में व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया है । हालांकि, इन मॉडलों के विशाल बहुमत शल्य लकीर इस घटक के नैदानिक प्रासंगिकता के बावजूद शामिल नहीं हैं । उभरते अध्ययन लकीर के नए मॉडलों का उपयोग कर पता चला कि सर्जिकल ट्यूमर हटाने स्टेम कोशिकाओं है कि सीधे शल्य चिकित्सा गुहा15में इंजेक्ट कर रहे है के हठ को कम कर देता है । व्यवहार्यता की हानि कम प्रभावकारिता में हुई, की संभावना खुराक और इनवेसिव ट्यूमर घावों को दिया दवा की अवधि में कम हो जाती है के कारण.
स्टेम सेल व्यवहार्यता और दवा वितरण बढ़ाने के लिए, MSCs आरोपण से पहले पाड़ों पर वरीयता प्राप्त किया जा सकता है । इस प्रोटोकॉल में, संगत और resorbable electrospun nanofibrous पाली (लैक्टिक एसिड) (पीएलए) MSCs. पीएलए फ्लेक्स और प्रत्यारोपण पर लकीर गुहा के आकार के अनुरूप करने के लिए मचान के रूप में प्रयोग किया जाता है, जो चिकित्सीय कवरेज अधिकतम और कम करता है दूरी MSCs ट्यूमर कोशिकाओं तक पहुंचने के लिए यात्रा करनी चाहिए । MSCs आरोपण के दौरान पाड़ पर रहते है और फिर प्रत्यारोपण16,17के बाद ट्यूमर कोशिकाओं की ओर पाड़ विस्थापित । MSCs और साइटोटोक्सिक दवाओं वे ले तो ट्यूमर घावों पर जमा । ट्यूमर के लिए साइटोटोक्सिक दवा का वितरण एमएससी व्यवहार्यता और हठ, दोनों जिनमें से पाड़ों पर आरोपण से सहायता प्राप्त कर रहे हैं की आवश्यकता है ।
इस प्रक्रिया में, lentiviral वैक्टर में फ्लोरोसेंट की स्थिर अभिव्यक्ति प्रेरित करने के लिए उपयोग किया जाता है (इनविट्रो ट्रैकिंग) और bioluminescent (vivo ट्रैकिंग में ) दोनों कैंसर और स्टेम सेल लाइनों में मार्करों. मानव जीबीएम लाइन U87 mCherry और जुगनू luciferase (U87 एमसीएच-Fl), और MSCs और GFP renilla (एमएससी luciferase-GFP) के साथ गैर चिकित्सीय Rluc से संक्रमित है । MSCs एक्सप्रेस TNFα के चिकित्सीय संस्करण-संबंधित apoptosis उत्प्रेरण ligand (एमएससी-ट्रेल) । ट्रेल, एक constitutively-स्रावित प्रोटीन, कैंसर की कोशिकाओं पर पास मौत रिसेप्टर्स को बांधता है और caspase-मध्यस्थता18apoptosis शुरू.
यहां, हम नैदानिक छवि के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान निर्देशित जीबीएम सर्जिकल लकीर और एमएससी के आरोपण-बीज पाड़ । संक्षेप में, नग्न चूहों एक craniotomy दिया जाता है तीन दिन बाद U87 एमसीएच-Fl के स्टीरियोटैक्टिक orthotopic इंजेक्शन प्राथमिक ट्यूमर स्थापित करने के बाद । engrafted ट्यूमर लगभग एक सप्ताह की अवधि के लिए बढ़ता है । पीएलए पाड़ों MSCs ४८ के साथ वरीयता प्राप्त कर रहे है h सर्जरी से पहले । ट्यूमर तो फ्लोरोसेंट मार्गदर्शन के तहत प्रतिप्रदाय है, और एमएससी लोड पाड़ लकीर गुहा में प्रत्यारोपित है । ट्यूमर बोझ और माउस अस्तित्व फिर bioluminescence इमेजिंग (BLI) के साथ पोस्ट-ऑपरेटिव ट्रैक कर रहे हैं । इन प्रक्रियाओं की एक टाइमलाइन नीचे दी गई है (चित्रा 1) ।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57452/57452fig1.jpg"> चित्रा 1: प्रक्रियाओं की समयरेखा । चूहों शुरू में एक कपाल खिड़की (0 दिन) प्राप्त करते हैं । तीन दिन की वसूली की अवधि के बाद, ट्यूमर (3 दिन) प्रत्यारोपित और लगभग एक सप्ताह के लिए विकसित कर रहे हैं । पाड़ MSCs (दिन 8) ट्यूमर लकीर और आरोपण प्रक्रिया (10 दिन) के अग्रिम में दो दिन के साथ वरीयता प्राप्त कर रहे हैं । ट्यूमर प्रगति और चिकित्सीय प्रभावकारिता के बाद ऑपरेटिव इमेजिंग के माध्यम से मूल्यांकन कर रहे हैं (दिन 10 +). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57452/57452fig1large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a>

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Just for mouse stereotaxic instrument</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51730</td>
			<td>Maintains steady head positioning during surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence dissecting stereomicroscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>M165 FC&#160;</td>
			<td>Allows real-time imaging of tumor during resection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motorized integrated stereotaxic injector (ISI) system</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>53315</td>
			<td>Allows precise tumor cell injection volume and rate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vetbond tissue adhesive</td>
			<td>3M</td>
			<td>1469</td>
			<td>Sugical glue to close skin wound</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artificial tears</td>
			<td>Akorn</td>
			<td>664268</td>
			<td>Prevents eyes from drying during surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Webcol alcohol preps</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>6818</td>
			<td>Sterilize incision site</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine surgical scrub</td>
			<td>Purdue Fredick Company</td>
			<td>6761815117</td>
			<td>Sterilize incision site</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton-tipped applicators</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>23-400-115</td>
			<td>Surgery tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-vac aspirating system</td>
			<td>Argos</td>
			<td>EV310</td>
			<td>Vacuum pump used to resect tumor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibrinogen and thrombin extracted from as-received TISSEEL</td>
			<td>Baxter</td>
			<td></td>
			<td>To temporarily secure the scaffold in the resection cavity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Kinetic in vivo optical imaging system</td>
			<td>Caliper Life Science</td>
			<td></td>
			<td>Bioluminescent Imager</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Luciferin potassium salt</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>122799</td>
			<td>In vivo imaging agent</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

image-guided resection of glioblastoma and intracranial implantation of therapeutic stem cell-seeded scaffolds

ग्लियोब्लास्टोमा (जीबीएम), सबसे आम और आक्रामक प्राथमिक मस्तिष्क कैंसर, 12-15 महीने की एक जीवन प्रत्याशा किया जाता है । कम जीवन प्रत्याशा भाग में कारण है वर्तमान उपचार की अक्षमता, विकिरण और कीमोथेरेपी के द्वारा पीछा किया शल्य लकीर से मिलकर, आक्रामक ट्यूमर घावों को खत्म करने के लिए । इन घावों के उपचार tumoricidal मानव mesenchymal स्टेम सेल (MSCs) के साथ सुधार किया जा सकता है । MSCs प्रदर्शन शक्तिशाली ट्यूमर tropism और चिकित्सकीय प्रोटीन है कि ट्यूमर कोशिकाओं को मारने व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किया जा सकता है । पूर्व नैदानिक मॉडल में प्रगति से संकेत मिलता है कि सर्जिकल लकीर समयपूर्व एमएससी नुकसान लाती है और चिकित्सीय प्रभावकारिता कम कर देता है । एमएससी उपचार की प्रभावकारिता एक biodegradable पाली (लैक्टिक एसिड) (पीएलए) पाड़ पर MSCs सीडिंग द्वारा सुधार किया जा सकता है । एक पीएलए पाड़ पर सर्जिकल लकीर गुहा में एमएससी डिलिवरी सेल प्रतिधारण, हठ, और ट्यूमर की हत्या पुनर्स्थापित करता है । जीबीएम पर एमएससी-वरीयता प्राप्त पीएलए आरोपण के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए, एक सटीक नैदानिक मॉडल की जरूरत है । यहां हम छवि के लिए एक नैदानिक शल्य चिकित्सा प्रोटोकॉल प्रदान प्रतिरक्षा की कमी चूहों में जीबीएम के निर्देशित ट्यूमर खंड एमएससी-बीज पाड़ आरोपण के बाद । MSCs lentiviral के साथ इंजीनियर है constitutively एक्सप्रेस और स्रावित चिकित्सीय TNFα से संबंधित apoptosis-उत्प्रेरण ligand (ट्रेल) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से हरी फ्लोरोसेंट प्रोटीन (GFP) फ्लोरोसेंट ट्रैकिंग की अनुमति है । इसी तरह, U87 ट्यूमर कोशिकाओं mCherry और जुगनू luciferase एक्सप्रेस, दोहरी फ्लोरोसेंट/luminescent ट्रैकिंग प्रदान करने के लिए इंजीनियर हैं । जबकि वर्तमान में चिकित्सीय चिकित्सा के स्टेम सेल मध्यस्थता वितरण की जांच के लिए इस्तेमाल किया, इस प्रोटोकॉल अन्य जीबीएम उपायों पर शल्य लकीर के प्रभाव की जांच करने के लिए संशोधित किया जा सकता है.

U87 ट्यूमर कोशिकाओं इंजेक्शन से पहले mCherry और जुगनू luciferase (U87 एमसीएच-Fl) व्यक्त करने के लिए इंजीनियर थे, और छवि निर्देशित लकीर और bioluminescence ट्रैकिंग (चित्रा 2a-सी) के लिए अनुमति देने के लि?...

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

ग्लियोब्लास्टोमा और चिकित्सीय स्टेम सेल के Intracranial आरोपण-बीज पाड़ों की छवि निर्देशित लकीर

ट्यूमर की मांग चिकित्सकीय mesenchymal स्टेम सेल (MSCs) आक्रामक ग्लियोब्लास्टोमा के लिए एक इलाज के रूप में वादा दिखाओ । इष्टतम ट्रांसप्लांटेशन पाड़ पर ट्यूमर लकीर गुहा में MSCs की डिलीवरी शामिल है । यहां, नैदानिक तकनीक ग्लियोब्लास्टोमा के एमएससी उपचार के अध्ययन के लिए सहित प्रदान की जाती हैं: छवि निर्देशित ट्यूमर लकीर; एमएससी-बीज पाड़ों के आरोपण; और पश्चात चिकित्सा ट्रैकिंग ।

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 ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Intracranial Implantation with Subsequent 3D In Vivo Bioluminescent Imaging of Murine Gliomas

Intracranial Implantation with Subsequent 3D In Vivo Bioluminescent Imaging of Murine Gliomas

बाद 3 डी के साथ intracranial आरोपण Vivo में</emMurine Gliomas> bioluminescent इमेजिंग

The mouse glioma 261 (GL261) is recognized as an in vivo model system that recapitulates many of the features of human glioblastoma multiforme (GBM). The ...

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

स्टीरियोटैक्टिक intracranial आरोपण और<em&gt; Vivo में</em&gt; Glioblastoma मल्टीफार्मी के एक माउस मॉडल प्रणाली में ट्यूमर xenografts के bioluminescent इमेजिंग

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 ...

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छवि-निर्देशित चिकित्सा मशीन सीखने का उपयोग करने के लिए उपचार प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी: Hepatocellular कार्सिनोमा के ट्रांस धमनी उपचार के लिए एक उदाहरण

Intra-arterial therapies are the standard of care for patients with hepatocellular carcinoma who cannot undergo surgical resection. The objective of this ...

Transaxillary First Rib Resection for Treatment of the Thoracic Outlet Syndrome

थोरैसिक आउटलेट सिंड्रोम के उपचार के लिए ट्रांसएक्सिलरी फर्स्ट रिब रिसेक्शन

Thoracic outlet syndrome (TOS) is a common disorder that causes a significant loss of productivity. The transaxillary first rib resection (TFRR) protocol ...