Name: surface-enhanced resonance raman scattering nanoprobe ratiometry for detecting microscopic ovarian cancer via folate receptor targeting
Uploaded: 2019-03-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Surface-enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detecting Microscopic Ovarian Cancer via Folate Receptor Targeting at JoVE.com

As seguintes fontes de financiamento (para MFK) são reconhecidas: NIH R01 EB017748, R01 CA222836 e K08 CA16396; Damon Runyon-Rachleff inovação prêmio DRR-29-14, Pershing Square Sohn prêmio pelo Pershing Square Sohn Cancer Research Alliance, MSKCC centro e para imagiologia Molecular & nanotecnologia (CMINT) e subsídios de desenvolvimento de tecnologia. Agradecimentos também são estendidos para o apoio de conceder financiamento fornecido pela concessão de núcleo do MSKCC NIH (P30-CA008748).

Todos os estudos em animais foram aprovados pelo cuidado institucional do Animal e uso Comitê do Memorial Sloan Kettering Cancer Center (# 07/06/11).
1. ouro Nanostar núcleo síntese
Nota: Nanostars de ouro são utilizados como núcleos para ambos os sabores da SERRS nanosondas usadas neste experimento.
<ol><li>Prepare-se 800 mL de solução de (C6H8O6) de ácido ascórbico de 60mm em água desionizada (DI) e 8 m...

<ol>
	<li>Oseledchyk, A., Andreou, C., Wall, M. A., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folate-Targeted+Surface-Enhanced+Resonance+Raman+Scattering+Nanoprobe+Ratiometry+for+Detection+of+Microscopic+Ovarian+Cancer.">Folate-Targeted Surface-Enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detection of Microscopic Ovarian Cancer.</a> ACS Nano. 11 (2), 1488-1497 (2017).</li><li>Andreou, C., 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=Imaging+of+Liver+Tumors+Using+Surface-Enhanced+Raman+Scattering+Nanoparticles.">Imaging of Liver Tumors Using Surface-Enhanced Raman Scattering Nanoparticles.</a> ACS Nano. 10 (5), 5015-5026 (2016).</li><li>Karabeber, 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=Guiding+brain+tumor+resection+using+surface-enhanced+Raman+scattering+nanoparticles+and+a+hand-held+Raman+scanner.">Guiding brain tumor resection using surface-enhanced Raman scattering nanoparticles and a hand-held Raman scanner.</a> ACS Nano. 8 (10), 9755-9766 (2014).</li><li>Kircher, M. 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=A+brain+tumor+molecular+imaging+strategy+using+a+new+triple-modality+MRI-photoacoustic-Raman+nanoparticle.">A brain tumor molecular imaging strategy using a new triple-modality MRI-photoacoustic-Raman nanoparticle.</a> Nature Medicine. 18 (5), 829-834 (2012).</li><li>Andreou, C., Kishore, S. A., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy:+A+New+Modality+for+Cancer+Imaging.">Surface-Enhanced Raman Spectroscopy: A New Modality for Cancer Imaging.</a> Journal of Nuclear Medicine. 56 (9), 1295-1299 (2015).</li><li>Harmsen, 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=Rational+design+of+a+chalcogenopyrylium-based+surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanoprobe+with+attomolar+sensitivity.">Rational design of a chalcogenopyrylium-based surface-enhanced resonance Raman scattering nanoprobe with attomolar sensitivity.</a> Nature Communications. 6, 6570 (2015).</li><li>Harmsen, 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=Surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanostars+for+high-precision+cancer+imaging.">Surface-enhanced resonance Raman scattering nanostars for high-precision cancer imaging.</a> Science Translational Medicine. 7 (271), 271ra277 (2015).</li><li>Harmsen, S., Wall, M. A., Huang, R., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+imaging+using+surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanoparticles.">Cancer imaging using surface-enhanced resonance Raman scattering nanoparticles.</a> Nature Protocols. 12 (7), 1400-1414 (2017).</li><li>Huang, R., 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=High+Precision+Imaging+of+Microscopic+Spread+of+Glioblastoma+with+a+Targeted+Ultrasensitive+SERRS+Molecular+Imaging+Probe.">High Precision Imaging of Microscopic Spread of Glioblastoma with a Targeted Ultrasensitive SERRS Molecular Imaging Probe.</a> Theranostics. 6 (8), 1075-1084 (2016).</li><li>Iacono, P., Karabeber, H., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+&amp;#34;schizophotonic&amp;#34;+all-in-one+nanoparticle+coating+for+multiplexed+SE(R)RS+biomedical+imaging.">A &amp;#34;schizophotonic&amp;#34; all-in-one nanoparticle coating for multiplexed SE(R)RS biomedical imaging.</a> Angewandte Chemie, International Edition in English. 53 (44), 11756-11761 (2014).</li><li>Spaliviero, 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=Detection+of+Lymph+Node+Metastases+with+SERRS+Nanoparticles.">Detection of Lymph Node Metastases with SERRS Nanoparticles.</a> Molecular Imaging and Biology. 18 (5), 677-685 (2016).</li><li>Nayak, T. R., 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=Tissue+factor-specific+ultra-bright+SERRS+nanostars+for+Raman+detection+of+pulmonary+micrometastases.">Tissue factor-specific ultra-bright SERRS nanostars for Raman detection of pulmonary micrometastases.</a> Nanoscale. 9 (3), 1110-1119 (2017).</li><li>Thakor, A. 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=The+fate+and+toxicity+of+Raman-active+silica-gold+nanoparticles+in+mice.">The fate and toxicity of Raman-active silica-gold nanoparticles in mice.</a> Science Translational Medicine. 3 (79), 79ra33 (2011).</li><li>Liu, 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=Effects+of+Cd-based+Quantum+Dot+Exposure+on+the+Reproduction+and+Offspring+of+Kunming+Mice+over+Multiple+Generations.">Effects of Cd-based Quantum Dot Exposure on the Reproduction and Offspring of Kunming Mice over Multiple Generations.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 23-37 (2017).</li><li>Wu, N., 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=The+biocompatibility+studies+of+polymer+dots+on+pregnant+mice+and+fetuses.">The biocompatibility studies of polymer dots on pregnant mice and fetuses.</a> Nanotheranostics. 1 (3), 261-271 (2017).</li><li>Garai, 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=High-sensitivity+real-time,+ratiometric+imaging+of+surface-enhanced+Raman+scattering+nanoparticles+with+a+clinically+translatable+Raman+endoscope+device.">High-sensitivity real-time, ratiometric imaging of surface-enhanced Raman scattering nanoparticles with a clinically translatable Raman endoscope device.</a> Journal of Biomedical Optics. 18 (9), 096008 (2013).</li><li>Wang, Y. W., 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=Rapid+ratiometric+biomarker+detection+with+topically+applied+SERS+nanoparticles.">Rapid ratiometric biomarker detection with topically applied SERS nanoparticles.</a> Technology (Singap World Sci). 2 (2), 118-132 (2014).</li><li>Lengyel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ovarian+cancer+development+and+metastasis.">Ovarian cancer development and metastasis.</a> American Journal of Pathology. 177 (3), 1053-1064 (2010).</li><li>Vergote, I. B., Marth, C., Coleman, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+the+folate+receptor+in+ovarian+cancer+treatment:+evidence,+mechanism,+and+clinical+implications.">Role of the folate receptor in ovarian cancer treatment: evidence, mechanism, and clinical implications.</a> Cancer and Metastasis Reviews. 34 (1), 41-52 (2015).</li><li>Fasolato, C., 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=Folate-based+single+cell+screening+using+surface+enhanced+Raman+microimaging.">Folate-based single cell screening using surface enhanced Raman microimaging.</a> Nanoscale. 8 (39), 17304-17313 (2016).</li><li>Wang, Y. W., 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=Raman-Encoded+Molecular+Imaging+with+Topically+Applied+SERS+Nanoparticles+for+Intraoperative+Guidance+of+Lumpectomy.">Raman-Encoded Molecular Imaging with Topically Applied SERS Nanoparticles for Intraoperative Guidance of Lumpectomy.</a> Cancer Research. 77 (16), 4506-4516 (2017).</li><li>Andreou, C., Pal, S., Rotter, L., Yang, J., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Imaging+in+Nanotechnology+and+Theranostics.">Molecular Imaging in Nanotechnology and Theranostics.</a> Molecular Imaging and Biology. 19 (3), 363-372 (2017).</li><li>Chitgupi, U., Qin, Y., Lovell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+Nanomaterials+for+Phototherapy.">Targeted Nanomaterials for Phototherapy.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 38-58 (2017).</li><li>Choi, D., 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=Iodinated+Echogenic+Glycol+Chitosan+Nanoparticles+for+X-ray+CT/US+Dual+Imaging+of+Tumor.">Iodinated Echogenic Glycol Chitosan Nanoparticles for X-ray CT/US Dual Imaging of Tumor.</a> Nanotheranostics. 2 (2), 117-127 (2018).</li><li>Dubey, R. D., 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=Novel+Hyaluronic+Acid+Conjugates+for+Dual+Nuclear+Imaging+and+Therapy+in+CD44-Expressing+Tumors+in+Mice+In+Vivo.">Novel Hyaluronic Acid Conjugates for Dual Nuclear Imaging and Therapy in CD44-Expressing Tumors in Mice In Vivo.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 59-79 (2017).</li><li>Gupta, M. 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=Recent+strategies+to+design+vascular+theranostic+nanoparticles.">Recent strategies to design vascular theranostic nanoparticles.</a> Nanotheranostics. 1 (2), 166-177 (2017).</li><li>Huang, Y. J., Hsu, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRAIL-functionalized+gold+nanoparticles+selectively+trigger+apoptosis+in+polarized+macrophages.">TRAIL-functionalized gold nanoparticles selectively trigger apoptosis in polarized macrophages.</a> Nanotheranostics. 1 (3), 326-337 (2017).</li><li>Pal, S., Harmsen, S., Oseledchyk, A., Hsu, H. T., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MUC1+Aptamer+Targeted+SERS+Nanoprobes.">MUC1 Aptamer Targeted SERS Nanoprobes.</a> Advanced Functional Materials. 27 (32), (2017).</li><li>Zanganeh, 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=Iron+oxide+nanoparticles+inhibit+tumour+growth+by+inducing+pro-inflammatory+macrophage+polarization+in+tumour+tissues.">Iron oxide nanoparticles inhibit tumour growth by inducing pro-inflammatory macrophage polarization in tumour tissues.</a> Nat Nanotechnol. 11 (11), 986-994 (2016).</li><li>Lee, J., Lee, Y. M., Kim, J., Kim, 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=Doxorubicin/Ce6-Loaded+Nanoparticle+Coated+with+Polymer+via+Singlet+Oxygen-Sensitive+Linker+for+Photodynamically+Assisted+Chemotherapy.">Doxorubicin/Ce6-Loaded Nanoparticle Coated with Polymer via Singlet Oxygen-Sensitive Linker for Photodynamically Assisted Chemotherapy.</a> Nanotheranostics. 1 (2), 196-207 (2017).</li><li>Li, R., Zheng, K., Yuan, C., Chen, Z., Huang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Be+Active+or+Not:+the+Relative+Contribution+of+Active+and+Passive+Tumor+Targeting+of+Nanomaterials.">Be Active or Not: the Relative Contribution of Active and Passive Tumor Targeting of Nanomaterials.</a> Nanotheranostics. 1 (4), 346-357 (2017).</li><li>Lin, S. Y., Huang, R. Y., Liao, W. C., Chuang, C. C., Chang, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+PEGylated+Albumin/IR780/Iron+Oxide+Nanocomplexes+for+Cancer+Photothermal+Therapy+and+MR+Imaging.">Multifunctional PEGylated Albumin/IR780/Iron Oxide Nanocomplexes for Cancer Photothermal Therapy and MR Imaging.</a> Nanotheranostics. 2 (2), 106-116 (2018).</li><li>Roberts, 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=Sonophore-enhanced+nanoemulsions+for+optoacoustic+imaging+of+cancer.">Sonophore-enhanced nanoemulsions for optoacoustic imaging of cancer.</a> Chemical Science (Royal Society of Chemistry: 2010). 9 (25), 5646-5657 (2018).</li><li>Liu, L., Ruan, Z., Yuan, P., Li, T., Yan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+Self-Sufficient+Amphiphilic+Polypeptide+Nanoparticles+Encapsulating+BODIPY+for+Potential+Near+Infrared+Imaging-guided+Photodynamic+Therapy+at+Low+Energy.">Oxygen Self-Sufficient Amphiphilic Polypeptide Nanoparticles Encapsulating BODIPY for Potential Near Infrared Imaging-guided Photodynamic Therapy at Low Energy.</a> Nanotheranostics. 2 (1), 59-69 (2018).</li><li>Liu, R., Tang, J., Xu, Y., Zhou, Y., Dai, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-sized+Indocyanine+Green+J-aggregate+as+a+One-component+Theranostic+Agent.">Nano-sized Indocyanine Green J-aggregate as a One-component Theranostic Agent.</a> Nanotheranostics. 1 (4), 430-439 (2017).</li><li>Sneider, A., VanDyke, D., Paliwal, S., Rai, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remotely+Triggered+Nano-Theranostics+For+Cancer+Applications.">Remotely Triggered Nano-Theranostics For Cancer Applications.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 1-22 (2017).</li><li>Wall, M. 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=Surfactant-Free+Shape+Control+of+Gold+Nanoparticles+Enabled+by+Unified+Theoretical+Framework+of+Nanocrystal+Synthesis.">Surfactant-Free Shape Control of Gold Nanoparticles Enabled by Unified Theoretical Framework of Nanocrystal Synthesis.</a> Advanced Materials. 29 (21), (2017).</li><li>Sonali, , 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=Nanotheranostics:+Emerging+Strategies+for+Early+Diagnosis+and+Therapy+of+Brain+Cancer.">Nanotheranostics: Emerging Strategies for Early Diagnosis and Therapy of Brain Cancer.</a> Nanotheranostics. 2 (1), 70-86 (2018).</li></ol>

O protocolo descrito aqui fornece instruções para a síntese de dois "sabores" do SERRS nanosondas e de emprego em camundongos para Raman de tumor de ovário superexpressão do Receptor de folato, usando um algoritmo de ratiometric de imagem. A principal vantagem de Raman de imagem sobre outras técnicas de imagem ópticas (tais como fluorescência) é a alta especificidade do sinal nanossondas que não pode ser confundido com sinais de origem biológica. Nesta personificação de Raman de imagem, as nanopartículas n?...

Raman, imagem latente com 'Espalhamento Raman reforçada superfície' nanopartículas (SERS) tem mostrado grande promessa em delineating lesões em uma variedade de configurações e para muitos tumor diferentes tipos1,2,3,4 . A principal vantagem de nanopartículas SERS é sua assinatura espectral, como impressão digital, que lhes permite a deteção inquestionável que não é confundida por sinais de fundo biológico5. Além disso, a intensidade do sinal emitido é ainda mais amplificada com a utilização de moléculas de repórter (corantes) com maxima de absorvância em consonância com o laser de excitação, dando origem a 'superfície reforçada ressonância Raman dispersando' (SERRS) nanopartículas com ainda maior sensibilidade6,7,8,9,10,11,12.
Uma barreira que precisa ser abordado para a adopção de nanopartículas de SE(R)RS13 e muitas outras nanopartículas construções14,15 para uso clínico são seu modo de administração, como injeção intravenosa provoca sistêmica exposição do agente e exige testes extensivos para excluir potenciais efeitos adversos. Neste artigo, apresentamos um paradigma diferente, baseado na aplicação de nanopartículas localmente na vivo, diretamente para a cavidade peritoneal durante a cirurgia, seguido por uma etapa de lavagem para remover qualquer nanopartículas desacoplado1. Esta abordagem está em consonância com novas abordagens terapêuticas que estão atualmente sob investigação que também fazem uso da instilação local de agentes na cavidade peritoneal, chamada quimioterapia intraperitoneal hipertérmica (HIPEC). Assim, o princípio em si deve ser relativamente fácil de integrar em um fluxo de trabalho clínico. Nós estudaram a biodistribuição das nanopartículas após aplicação intraperitoneal e não observaram qualquer absorção detectável para a circulação sistêmica1. Além disso, a abordagem de aplicação local contorna o sequestro de nanopartículas pelo sistema reticuloendotelial, portanto os números de nanopartículas necessários são marcadamente reduzidos. No entanto, quando aplicada topicamente, anticorpo-acrescida de nanopartículas tendem aderir nas superfícies viscerais mesmo na ausência de seu alvo. A fim de minimizar os sinais positivos falsos devido à adesão de nanopartículas não-específica, buscamos uma abordagem ratiometric, onde um nano-sonda molecularmente orientada fornece o sinal específico e um nano-sonda não específico de controlo, com diferente espectro Raman, contas para plano de fundo específico16,17. Nós demonstramos esta metodologia aplicada topicamente superfície reforçada de ressonância espectroscopia Raman de ratiometric recentemente em um modelo do rato do câncer de ovário difusa1.
O objectivo geral deste método é desenvolver dois SERRS nanosondas, um alvo e um específico, a ser aplicado localmente em modelos do rato, para a prevalência/superexpressão de um câncer de imagem relacionados biomarcador ratiometric detecção das duas sondas através Raman de imagem. Neste trabalho, o receptor de folato (FR) foi escolhido como alvo, como este é um marcador upregulated em muitos cancros ovarianos18,19. Raman microfilmagem com nanopartículas SERS-baseado também tem sido demonstrada por câncer célula identificação20. Dois distintos "sabores" de Raman nanopartículas são sintetizados, cada um derivando sua impressão digital de um corante orgânico diferente. As nanopartículas consistem de um núcleo de ouro em forma de estrela, rodeado por uma concha de silicone e demonstrar a ressonância de plasmon de superfície em aproximadamente 710 nm. O repórter de Raman (corante orgânico) é depositado em simultâneo com a formação do reservatório de sílica. Finalmente, para as nanosondas FR-alvo (αFR-NPs) a concha de silicone é conjugada com anticorpos, Considerando que as nanosondas não específico (nt-NPs) são passivadas com uma monocamada de polietileno glicol (PEG).
Esta técnica foi utilizada com sucesso para mapear tumores microscópicos em um modelo de enxerto heterólogo do rato difuso metastático do câncer de ovário (SKOV-3), demonstrando sua aplicabilidade para o uso in vivo. Ele também pode ser estendido para uso em tecidos extirpados, para fenotipagem do tumor, ou determinação de margem depois Eu diminuo como mostrado em um estudo cognato21.
SERRS nanosondas fornecem uma plataforma robusta para a criação de várias marcas direcionadas para biomarcadores, sintetizados com reações químicas simples, como descrito esquematicamente na Figura 1. Aqui, apresentamos o protocolo para a síntese dos dois tipos de SERRS nanosondas (seções 1-3), o desenvolvimento de um modelo de mouse apropriado câncer de ovário (seção 4), a administração de nanosondas e imagem (secção 5) e finalmente a análise de dados e visualização (secção 6).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:764px;" width="764">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:285px;">Name of Reagent</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td style="width:132px;"></td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Ascorbic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A5960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">3-MPTMS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>175617</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Ammonium hydroxide (28%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>338818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Anti-Folate Receptor antibody [LK26]&#160;</td>
			<td>AbCam</td>
			<td>ab3361</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right">276855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Dimethyl sulfoxide (anhydrous)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>276855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>792780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">IR140</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>260932</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">IR780 perchlorate*</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>576409</td>
			<td>Discontinued*</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Isopropanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650447</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">N.N.Dimethylformamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>227056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">PEG crosslinker</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>757853</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">PEG-maleimide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>900339</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Tetrachloroauric Acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244597</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Tetraethyl Orthosilicate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>86578</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">*IR792</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>425982</td>
			<td>*Alternative</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Name of Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Dialysis cassette (3,500 MWCO)</td>
			<td>ThermoFIsher</td>
			<td align="right">87724</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Centrifugal filters</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>UFC510096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">inVia confocal Raman microscope</td>
			<td>Renishaw</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">MATLAB (v2014b)</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PLS Toolbox (v8.0)</td>
			<td>Eigenvector research</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

surface-enhanced resonance raman scattering nanoprobe ratiometry for detecting microscopic ovarian cancer via folate receptor targeting

Câncer de ovário representa a malignidade ginecológica mais mortal. A maioria dos pacientes apresentam-se em estágio avançado (fase de FIGO III ou IV), quando local metastático espalhar já ocorreu. No entanto, o câncer de ovário tem um padrão único de propagação metastática, em que os implantes de tumor inicialmente estão contidos dentro da cavidade peritoneal. Esse recurso pode permitir, em princípio, a ressecção completa do tumor implantes com intenção curativa. Muitas dessas lesões metastáticas são microscópicas, tornando-os difíceis de identificar e tratar. Neutralizar tais micrometastases é acreditado para ser dos principais objetivos no sentido de eliminar a recorrência do tumor e alcançar a sobrevivência a longo prazo. Raman de imagem com ressonância maior superfície nanosondas de espalhamento Raman pode ser usado para delinear tumores microscópicos com alta sensibilidade, devido a sua brilhante e opaco assinaturas espectrais. Aqui, descrevemos a síntese dos dois 'sabores' de tais nanosondas: um anticorpo-acrescida que tem como alvo os receptores de ácido fólico — overexpressed em muitos cancros ovarianos — e um nano-sonda não específico de controle, com espectros distintos. As nanosondas são co administradas intraperitonealmente para modelos de rato de adenocarcinoma de ovário humano metastático. Todos os estudos em animais foram aprovados pelo cuidado institucional do Animal e uso Comitê do Memorial Sloan Kettering Cancer Center. A cavidade peritoneal dos animais é cirurgicamente exposta, lavada e digitalizada com um microphotospectrometer Raman. Posteriormente, as assinaturas de Raman das dois nanosondas são dissociadas usando um algoritmo de ajuste clássico mínimos quadrados, e seus respectivos escores dividido para fornecer um sinal de ratiometric de ácido fólico-orientados sobre sondas não segmentadas. Desta forma, metástases microscópicas são visualizados com alta especificidade. A principal vantagem dessa abordagem é que a aplicação local na cavidade peritoneal — que pode ser feito convenientemente durante o procedimento cirúrgico — pode marcar tumores sem submeter o paciente a exposição sistémica de nanopartículas. Falso positivo sinais decorrentes da ligação não-específica das nanosondas sobre superfícies viscerais podem ser eliminados, seguindo uma abordagem de ratiometric onde nanosondas visadas e não específico com assinaturas de Raman distintas são aplicadas como uma mistura. O procedimento atualmente ainda é limitado pela falta de um comercial Raman de campo amplo sistema de câmera, permitindo que uma vez disponível para a aplicação desta técnica no teatro operacional de imagem.

Para efeitos de controlo de qualidade, as nanopartículas podem ser caracterizadas usando uma variedade de métodos durante o processo de síntese, incluindo temperatura, DLS, análise de rastreamento de nanopartículas e espectroscopia de absorção UV/Vis, como mostrado na Figura 2.
Desta forma, o tamanho do núcleo nanostar de ouro (descrito na seção 1), a formação do reservatório de sílica...

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Surface-enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detecting Microscopic Ovarian Cancer via Folate Receptor Targeting

Câncer de ovário forma metástases em toda a cavidade peritoneal. Aqui, apresentamos um protocolo para fazer e uso folato receptores alvo superfície melhorada ressonância nanosondas de espalhamento Raman que revelam estas lesões com alta especificidade através de ratiometric de imagem. As nanosondas são administradas intraperitonealmente com ratos vivos, e as imagens derivadas se correlacionam bem com a histologia.

Ressonância de superfície melhorada Raman dispersão nano-sonda Ratiometry para detecção de câncer de ovário microscópico através do Receptor de folato como alvo

Ovarian cancer represents the deadliest gynecologic malignancy. Most patients present at an advanced stage (FIGO stage III or IV), when local metastatic ...

Este método emprega a aplicação tópica de nanopartículas para imagem de tumores microscópicos, especialmente em malignidades que ainda não têm acesso à vasculatura, como a metástase do câncer de ovário. Esta técnica é ratiométrica, imagens direcionadas e nanopartículas não direcionadas em um único exame para diminuir sinais falsos e revelar a verdadeira extensão do tumor. Essas nanopartículas podem ser administradas por injeção intraperitoneal ou intravenosa para imagens de alta precisão do câncer de ovário e muitos outros tipos de tumores.Para a síntese do núcleo nanostar dourado coloque um frasco cônico contendo 800 mililitros de solução de ácido ascórbico recém-preparada em uma placa de agitação magnética a quatro graus Celsius e induza um vórtice constante. Adicione rapidamente oito mililitros de solução de ácido tetracloroaurico recém-preparada ao vórtice. Dentro de segundos nanostars se formarão e a solução assumirá uma cor azul escuro.Despeje a suspensão nanostar em tubos cônicos de 50 mililitros para centrifugação e aspire todos, exceto os últimos 200 microliters de supernascer de cada tubo no final do giro. Use uma micropipette para resuspensar as nanopartículas em cada tubo antes de juntar todas as nanopartículas em um único de diálise. Em seguida, dilou as nanopartículas por pelo menos três dias contra dois litros de água deionizada que trocam a água diariamente.Para formação de conchas de sílica, primeiro adicione 10 mililitros de isopropanol, 500 microliters de TEOS, 200 microliters de água desionizada, e 60 microliters de corante a um tubo cônico de 50 mililitros. E adicione três mililitros de etanol, e 200 microliters de hidróxido de amônio a um tubo de 15 mililitros. Em seguida, sonicar as nanoestrelas dialisadas para dispersar quaisquer aglomerados e adicionar 1,2 mililitros de nanoestrelas ao tubo.Coloque o tubo de 50 mililitros em um misturador de vórtice e induza um vórtice constante. Adicione rapidamente a solução nanostar ao tubo de 50 mililitros com cerca de cinco segundos a mais de mistura antes de transferir rapidamente o tubo para um agitador por 15 minutos a 300 RPM à temperatura ambiente. Os dois tubos devem ser combinados rapidamente e sob constante nixing para garantir que a reação de silicação aconteça nas nanoestrelas e para minimizar a produção gratuita de sílica.No final da incubação encha o tubo com etanol para saciar a reação e coletar as nanoestrelas por centrifugação. Aspire tudo, mas sobre os últimos 500 microliters de supernadante tomando cuidado para não perturbar a pelota e resuspend as nanopartículas em um mililitro de etanol fresco. Em seguida, transfira a solução para um tubo de centrífuga de 1,5 mililitro para quatro mililitros de lavagem de etanol por centrifugação, reutilizando a pelota por ultrassônica por aproximadamente um segundo entre cada lavagem.Para introduzir thiols nas superfícies de partículas, após a última lavagem resuspend a pelota em um mililitro de um etanol de 85%, 10%3-mercaptopropil-trimexysilane, e 5% solução de água deionizada para uma incubação de uma a duas horas à temperatura ambiente. No final da incubação, lave as nanopartículas funcionalizadas de tiol por centrifugação como indicado, reutilizando a pelota por ultrassônica entre as lavagens. Para o receptor de anticorpos funcionalizados, os nanoprobes do receptor de anti-folato reagem 200 microgramas de anticorpo proteico de ligação anti-folato com excesso de dez vezes molar de peg cross-linker em 500 microliters de buffer HEPES.Após 30 minutos concentre o anticorpo por centrífuga em um filtro centrífuga, recuperando o anticorpo invertendo o filtro em um novo tubo para uma centrifugação adicional. Em seguida, misture as nanopartículas funcionalizadas do tiol com o anticorpo concentrado e incubar a mistura por pelo menos 30 minutos em temperatura ambiente. Para formar nanoprobes não-direcionados adicione cinco miligramas de metanfetamina com direito a PEG 5000 maleimidas dissolvidas em DMSO às nanopartículas funcionalizadas por tiol em 500 microliters de tampão HEPES para uma incubação de pelo menos 30 minutos à temperatura ambiente.Para a injeção de nanoprobe gire para baixo ambos os sabores nanoprobe e resuspende as pelotas em tampão MES fresco em uma concentração de 600 picomolar. Misture as nanopartículas e carregue um mililitro da solução resultante em uma seringa de um mililitro equipada com uma agulha de calibre 26 por rato e injete intraperitoneally todo o volume no abdômen de cada rato. Em seguida, massageie suavemente o abdômen para distribuir as nanopartículas por toda a cavidade peritoneal.Após pelo menos 25 minutos, proteja os membros de um animal injetado eutanizado em uma plataforma cirúrgica e use fórceps serrilhados e tesouras de dissecção para remover a pele para expor o peritônio. Inciso o peritônio. Anexe os retalhos peritoneal à plataforma e lave o interior da cavidade peritoneal com pelo menos 60 mililitros de PBS.Em seguida, transfira a plataforma para um espectrômetro Raman com uma configuração óptica vertical e um estágio motorizado e imagem do abdômen sob os parâmetros de imagem apropriados. Isso é crucial que o plano focal para a varredura Raman esteja na superfície da maioria das vísceras. Se os órgãos estiverem fora do avião, o sinal adquirido não será útil.Para fins de controle de qualidade, as nanopartículas podem ser caracterizadas usando uma variedade de métodos durante o processo de síntese, incluindo microscopia eletrônica de transmissão, dispersão dinâmica de luz, análise de rastreamento de nanopartículas e espectroscopia absorvente visível ultravioleta. As medidas de Raman revelam a presença do espectro único de cada sabor de nanopartícula ao longo da síntese. Rendimentos e concentrações típicas de reação dependem fortemente da técnica de pipetação durante as etapas de lavagem.O espectro de Raman pode ser processado para remover a fluorescência e normalizado para a área unitária para compensar a força do sinal antes de aplicar os quadrados mínimos clássicos. Embora os escores clássicos menos quadrados em cada espectro de referência nanoprobe não forneçam individualmente os locais específicos dos tumores, as razões pontuais revelam a presença da disseminação microscópica disseminada. Ao tentar este procedimento é importante lembrar de validar as nanopartículas em cada etapa da síntese, pois a qualidade das nanopartículas afeta fortemente os resultados finais.Essa técnica demonstra o potencial para os pesquisadores usarem nanoprobes SERRS para a detecção de marcadores relacionados ao tumor em modelos animais e tecidos de pacientes excisados com alto grau de precisão microscópica.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Intra-iliac Artery Injection for Efficient and Selective Modeling of Microscopic Bone Metastasis

Injeção Artéria Intra-ilíaca para eficiente e seletiva Modelagem de microscópico metástase óssea

Intra-iliac artery (IIA) injection is an efficient approach to introduce metastatic lesions of various cancer cells in animals. Compared to the widely ...

Pesquisa do câncer

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murino Experimental Modelo de desenvolvimento do tumor original e Peritoneal Metástase<em&gt; via</em&gt; Ortotópico injetar células do ovário Carcinoma

Epithelial ovarian carcinoma (EOC) is associated with a poor prognosis because it shows peritoneal dissemination. To improve the prognosis, it is ...

An Integrated Platform for Genome-wide Mapping of Chromatin States Using High-throughput ChIP-sequencing in Tumor Tissues

Uma plataforma integrada para o mapeamento do genoma-larga de Estados da cromatina usando ChIP de alta produtividade-sequenciamento em tecidos de Tumor

Histone modifications constitute a major component of the epigenome and play important regulatory roles in determining the transcriptional status of ...

A GPC3-targeting Bispecific Antibody, GPC3-S-Fab, with Potent Cytotoxicity

Um direcionamento-GPC3 anticorpo Bispecific, GPC3-S-Fab, com potente citotoxicidade

This protocol describes the construction and functional studies of a bispecific antibody (bsAb), GPC3-S-Fab. bsAbs can recognize two different epitopes ...

Synthesis and Characterization of Placental Chondroitin Sulfate A (plCSA)-Targeting Lipid-Polymer Nanoparticles

Synthesis and Characterization of Placental Chondroitin Sulfate A plCSA-Targeting Lipid-Polymer Nanoparticles

Síntese e caracterização de placentária Condroitina sulfato de uma (plCSA) - Targeting Lipid - nanopartículas de polímero

An effective cancer therapeutic method reduces and eliminates tumors with minimal systemic toxicity. Actively targeting nanoparticles offer a promising ...

Detecting the Ligand-binding Domain Dimerization Activity of Estrogen Receptor Alpha Using the Mammalian Two-Hybrid Assay

Detectando a actividade de dimerização de domínio ligante-ligação do Receptor de estrogênio alfa usando o ensaio dos mamíferos do dois-híbrido

Estrogen receptor alpha (ER&#945;) is an estrogenic ligand-dependent transcription regulator. The sequence of ER&#945; protein is highly conserved among ...

Manufacturing Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cells for Adoptive Immunotherapy

Manufacturing Chimeric Antigen Receptor CAR T Cells for Adoptive Immunotherapy

Fabricação de células T do receptor de antígeno quimérico (CAR) para imunoterapia adotiva

Adoptive immunotherapy holds promise for the treatment of cancer and infectious disease. We describe a simple approach to transduce primary human T cells ...

Preparation of Mitochondria from Ovarian Cancer Tissues and Control Ovarian Tissues for Quantitative Proteomics Analysis

Preparação das mitocôndrias dos tecidos do câncer de ovário e controle dos tecidos ovarianos para análise quantitativa proteômica

Ovarian cancer is a common gynecologic cancer with high mortality but unclear molecular mechanism. Most ovarian cancers are diagnosed in the advanced ...

Quantifying Replication Stress in Ovarian Cancer Cells Using Single-Stranded DNA Immunofluorescence

Quantificando o estresse de replicação em células de câncer de ovário usando imunofluorescência de DNA de fita simples

Replication stress is a hallmark of several ovarian cancers. Replication stress can emerge from multiple sources, including double-strand breaks, ...

Visualizing DNA Damage Repair Proteins in Patient-Derived Ovarian Cancer Organoids via Immunofluorescence Assays

Visualizing DNA Damage Repair Proteins in Patient-Derived Ovarian Cancer Organoids via Immunofluorescence Assays

Visualizando proteínas de reparo de danos ao DNA em organoides de câncer de ovário derivados do paciente por meio de ensaios de imunofluorescência

Immunofluorescence is one of the most widely used techniques to visualize target antigens with high sensitivity and specificity, allowing for the accurate ...