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

Se reconocen las siguientes fuentes de financiación (a M.F.K.): NIH R01 EB017748 y R01 CA222836 K08 CA16396; Convocatoria de Damon Runyon-Rachleff innovación Premio RRD-29-14, Plaza Pershing Sohn premio por la Plaza Pershing Sohn cáncer investigación Alianza y MSKCC centro de imagen Molecular y nanotecnología (CMINT) y desarrollo de la tecnología. Agradecimientos se extienden también a la ayuda de donaciones de fondos proporcionada por la concesión de núcleo de NIH de MSKCC (P30-CA008748).

Todos los estudios en animales fueron aprobados por el cuidado institucional de animales y uso Comité del Memorial Sloan Kettering Cancer Center (# 07/06/11).
1. oro Nanostar núcleo síntesis
Nota: Nanostars de oro se utilizan como núcleos para ambos sabores de SERR Nanosondas utilizado en este experimento.
<ol><li>Preparar 800 mL de solución de (C6H8O6) de ácido ascórbico de 60 mM en agua desionizada (DI) y ...

<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>

El protocolo descrito aquí proporciona la instrucción para la síntesis de dos "sabores" de SERR crónicas y su empleo en ratones para Raman imaging de ovario tumor overexpressing el Receptor de folato, usando un algoritmo radiométrica. La principal ventaja de Raman imaging sobre otras técnicas de imagen ópticas (tales como de fluorescencia) es la alta especificidad de la señal nanoprobe que no puede confundirse con las señales de origen biológico. En esta encarnación de la proyección de imagen de Raman, las na...

Con 'Superficie realzada Raman dispersión' la proyección de imagen de Raman (SERS) nanopartículas han demostrado gran promesa en la delineación de las lesiones en una variedad de configuraciones y para muchos tumor diferentes tipos de1,2,3,4 . La principal ventaja de las nanopartículas SERS es su firma espectral como huellas dactilares, con ellos detección indiscutible que no se confunde por antecedentes biológicos señales5. Además, la intensidad de la señal emitida se amplifica aún más con el uso de moléculas reporter (tintes) con los máximos de absorbancia con el láser de excitación, dando lugar a la 'superficie mayor resonancia Raman dispersión' (SERR) nanopartículas con mayor sensibilidad6,7,8,9,10,11,12.
Una barrera que debe ser abordado para la adopción de SE(R)RS nanopartículas13 y muchos otras nanopartículas construcciones14,15 para uso clínico son su modo de administración, como inyección intravenosa causa sistémica exposición del agente y exige pruebas extensas para excluir los efectos adversos. En este artículo, presentamos un paradigma diferente basado en la aplicación de nanopartículas localmente en vivo, directamente en la cavidad peritoneal durante la cirugía, seguida por un paso de lavado para eliminar cualquier nanopartículas1. Este enfoque está en consonancia con nuevos enfoques terapéuticos que están actualmente bajo investigación que también hacen uso de la instilación local de agentes en la cavidad peritoneal, llamada quimioterapia intraperitoneal hipertérmica (HIPEC). Así, el principio sí mismo debe ser relativamente fácil de integrar en un flujo de trabajo clínico. Han estudiado la biodistribución de las nanopartículas, después de la aplicación intraperitoneal y no han observado ninguna absorción detectable en la circulación sistémica1. Además, el enfoque de aplicación local evita el secuestro de nanopartículas por el sistema reticuloendotelial, así que el número de nanopartículas requeridas se reduce notablemente. Sin embargo, cuando se aplica tópicamente, nanopartículas funcionalizadas anticuerpos tienden a adherirse en las superficies viscerales incluso en la ausencia de su objetivo. Para minimizar falsas señales positivas debido a la adherencia inespecífica nanopartículas, seguimos un enfoque radiométrica, donde un nanoprobe molecularmente dirigida proporciona la señal específica y un control no dirigido nanoprobe, con diferente espectro de Raman, cuentas de fondo no específica16,17. Hemos demostrado esta metodología de aplicación tópica resonancia mayor superficie espectroscopía de Raman radiométrica recientemente en un modelo murino de cáncer de ovario difuso1.
El objetivo general de este método es desarrollar dos crónicas de SERR, uno blanco y uno no específico, para ser aplicado localmente en modelos de ratón, para la prevalencia de la sobreexpresión de un cáncer de la imagen relacionadas con biomarcadores usando la detección radiométrica de las dos sondas a través de La proyección de imagen de Raman. En este trabajo, el receptor de folato (FR) fue elegido como el destino, ya que es un marcador upregulated en muchos cánceres de ovario18,19. Microfilmes de Raman con nanopartículas de SERS también ha demostrado para el cáncer de la célula identificación20. Se sintetizan dos "sabores" distintos de las nanopartículas de Raman, cada uno derivar su huella digital de un colorante orgánico diferente. Las nanopartículas consisten en un núcleo de oro en forma de estrella, rodeado de un caparazón de sílice y demostrar resonancia de plasmón superficial en aproximadamente 710 nm. El reportero de Raman (tinte orgánico) se deposita al mismo tiempo que la formación de la cáscara de silicona. Finalmente, para las crónicas orientada a FR (αFR-NPs) el caparazón de sílice se conjuga con los anticuerpos, mientras que las crónicas no dirigidos (nt-NPs) son apaciguadas con una monocapa de polietilenglicol (PEG).
Esta técnica fue utilizada con éxito para los tumores microscópicos en un modelo murino de xenoinjerto de cáncer ovárico metastático difuso (SKOV-3), demostrando su aplicabilidad para el uso en vivo. También puede ser extendido para el uso en tejidos suprimidos, para phenotyping de tumor, o la determinación de margen después de la citorreducción como se muestra en un estudio cognado21.
SERR crónicas proporcionan una sólida plataforma para la creación de múltiples etiquetas específicas para biomarcadores, sintetizados con las reacciones químicas directas como se indica esquemáticamente en la figura 1. Aquí, presentamos el protocolo para la síntesis de los dos tipos de SERR crónicas (secciones 1-3), el desarrollo de un modelo de ratón de cáncer de ovario adecuado (sección 4), la administración de crónicas e imágenes (sección 5) y finalmente el análisis de datos y visualización (sección 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

Cáncer de ovario representa la neoplasia ginecológica más mortífera. Mayoría de los pacientes actualmente en una fase avanzada (estadio de la FIGO III o IV), cuando ya ha ocurrido metastásica local extendido. Sin embargo, cáncer de ovario tiene un patrón único de diseminación metastásica, implantes de tumor inicialmente están contenidos dentro de la cavidad peritoneal. Esta característica podría permitir, en principio, la resección completa de implantes tumorales con intención curativa. Muchas de estas lesiones metastáticas son microscópicos, haciéndolos difíciles de identificar y tratar. Neutralizar dichas micrometástasis se cree que es una meta importante hacia la eliminación de la repetición del tumor y lograr supervivencia a largo plazo. Con superficie mayor resonancia Raman scattering crónicas la proyección de imagen de Raman puede utilizarse para delinear tumores microscópicos con alta sensibilidad, debido a su brillante y bioorthogonal firmas espectrales. Aquí, describimos la síntesis de dos 'sabores' de estas crónicas: un anticuerpo funcionalizados que se dirige al receptor de folato — overexpressed en muchos cánceres ováricos — y un nanoprobe control no dirigido, con distintos espectros. Las crónicas son conjuntamente administrados por vía intraperitoneal a los modelos de ratón de adenocarcinoma ovárico humano metastático. Todos los estudios en animales fueron aprobados por el cuidado institucional de animales y uso Comité del Memorial Sloan Kettering Cancer Center. La cavidad peritoneal de los animales es quirúrgico expuesta, lavada y analizada con un microphotospectrometer de Raman. Posteriormente, las firmas de Raman de las dos crónicas son desacopladas usando un algoritmo de ajuste de mínimos cuadrados clásicos y sus respectivos puntajes dividieron para suministrar una señal radiométrica de folato orientada sobre las puntas de prueba no focalizados. De esta manera, se visualizan metástasis microscópicas con alta especificidad. La principal ventaja de este enfoque es que la aplicación local en la cavidad peritoneal, que se puede realizar convenientemente durante el procedimiento quirúrgico, puede etiquetar tumores sin someter al paciente a la exposición sistémica de nanopartículas. Falso positivo de señales derivadas de fijación no específica de las crónicas sobre las superficies viscerales pueden eliminarse siguiendo un enfoque radiométrica donde crónicas dirigidas y no dirigidas con distintas firmas de Raman se aplican como una mezcla. El procedimiento es todavía limitado por la falta de un Raman amplio campo comercial de sistema de cámaras, que una vez disponible para la aplicación de esta técnica en el quirófano.

Para fines de control de calidad, las nanopartículas pueden caracterizarse mediante una variedad de métodos durante el proceso de síntesis, incluyendo TEM, DLS, nanopartículas seguimiento análisis y espectroscopia de absorción UV/Vis, como se muestra en la figura 2.
De esta forma, el tamaño de la base de oro nanostar (descrito en la sección 1), la formación de la cáscara de silicona (secci...

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

Cáncer de ovario forma metástasis a lo largo de la cavidad peritoneal. Aquí, presentamos un protocolo y uso ácido fólico-receptor dirigido resonancia superficie-realzada Raman scattering crónicas que revelan estas lesiones con alta especificidad por radiométrica la proyección de imagen. Las crónicas son administrados por vía intraperitoneal a los ratones vivos, y las imágenes derivadas se correlacionan con la histología.

Superficie-realzado resonancia Raman dispersión Nanoprobe Ratiometry para la detección de cáncer ovárico microscópico a través del Receptor del folato dirigidos a

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

Este método emplea la aplicación tópica de nanopartículas para la imagen de tumores microscópicos, especialmente en neoplasias malignas que aún no tienen acceso a la vasculatura, como la metástasis del cáncer de ovario. Esta técnica es nanopartículas ratiométricas, dirigidas por imágenes y no dirigidas en una sola exploración para disminuir las señales falsas y revelar la verdadera extensión del tumor. Estas nanopartículas se pueden administrar mediante inyección intraperitoneal o intravenosa para obtener imágenes de alta precisión del cáncer de ovario y muchos otros tipos de tumores.Para la síntesis de núcleo nanostar de oro coloque un matraz cónico que contenga 800 mililitros de solución de ácido ascórbico recién preparada en una placa de agitación magnética a cuatro grados celsius e induzca un vórtice constante. Añadir rápidamente ocho mililitros de solución de ácido tetracloroaurico recién preparada al vórtice. En cuestión de segundos se formarán nanoestrellas y la solución asumirá un color azul oscuro.Vierta la suspensión nanostar en tubos cónicos de 50 mililitros para centrifugación y aspire todos los microlitros de sobrenadantes de cada tubo al final del giro. Utilice una micropipeta para resuspender las nanopartículas de cada tubo antes de agrupar todas las nanopartículas en un solo casezo de diálisis. A continuación, dializar las nanopartículas durante al menos tres días contra dos litros de agua desionizada cambiando el agua diariamente.Para la formación de cáscara de sílice, primero añadir 10 mililitros de isopropanol, 500 microlitros de TEOS, 200 microlitros de agua desionizada, y 60 microlitros de tinte a un tubo cónico de 50 mililitros. Y añadir tres mililitros de etanol, y 200 microlitros de hidróxido de amonio a un tubo de 15 mililitros. A continuación, sonicar las nanollamitas dializadas para dispersar cualquier racimo y añadir 1,2 mililitros de nanollamistas al tubo.Coloque el tubo de 50 mililitros en un mezclador de vórtice e induzca un vórtice constante. Agregue rápidamente la solución nanostar al tubo de 50 mililitros con unos cinco segundos más de mezcla antes de transferir rápidamente el tubo a una coctelera durante 15 minutos a 300 RPM a temperatura ambiente. Los dos tubos deben combinarse rápidamente y bajo un nixing constante para garantizar que la reacción de silicación ocurra en las nanoestrellas y para minimizar la producción libre de sílice.Al final de la incubación llenar el tubo con etanol para apagar la reacción y recoger las nanollamidades por centrifugación. Aspirar todos menos sobre los últimos 500 microlitros de sobrenadante teniendo cuidado de no perturbar el pellet y resuspender las nanopartículas en un mililitro de etanol fresco. A continuación, transfiera la solución a un tubo centrífugo de 1,5 mililitros para cuatro mililitros de lavados de etanol por centrifugación, resuspendiendo el pellet por ultrasonidos durante aproximadamente un segundo entre cada lavado.Para introducir tioles en las superficies de las partículas, después del último lavado resuspendó el pellet en un mililitro de un 85%etanol, 10%3-mercaptopropyl-trimethoxysilane, y 5% solución de agua desionizada para una incubación de una a dos horas a temperatura ambiente. Al final de la incubación, lavar las nanopartículas funcionalizadas tiol por centrifugación como se indica, resuspendiendo el pellet por ultrasonidos entre lavados. Para los anticuerpos funcionalizados anti-folato receptor nanosondas reaccionan 200 microgramos de anticuerpos proteicos de unión anti-folato con exceso molar tenún de enlace transversal PEG en 500 microlitros de tampón HEPES.Después de 30 minutos concentrar el anticuerpo por centrifugación en un filtro centrífugo, recuperando el anticuerpo invirtiendo el filtro en un nuevo tubo para una centrifugación adicional. A continuación, mezcle las nanopartículas funcionalizadas de tiol con el anticuerpo concentrado e incubar la mezcla durante al menos 30 minutos a temperatura ambiente. Para formar nano sondas no dirigidas, añada cinco miligramos de metásiide PEG 5000 maleimidos disueltos en DMSO a las nanopartículas funcionalizadas con tiol en 500 microlitros de tampón HEPES para una incubación de al menos 30 minutos a temperatura ambiente.Para la inyección de nanosonda girar hacia abajo ambos sabores de nanosonda y resuspender los pellets en tampón MES fresco a una concentración picomolar 600. Mezclar las nanopartículas y cargar un mililitro de la solución resultante en una jeringa de un mililitro equipada con una aguja de calibre 26 por ratón e inyectar por vía intraperitoneal todo el volumen en el abdomen de cada ratón. Luego masajee suavemente el abdomen para distribuir las nanopartículas por toda la cavidad peritoneal.Después de al menos 25 minutos, asegure las extremidades de un animal inyectado eutanizado en una plataforma quirúrgica y use fórceps serrados y tijeras de disección para extraer la piel y exponer el peritoneo. Incite el peritoneo. Fije los aletas peritoneales a la plataforma y lave el interior de la cavidad peritoneal con al menos 60 mililitros de PBS.A continuación, transfiera la plataforma a un espectrofotómetro Raman con una configuración óptica vertical y una etapa motorizada e imagen del abdomen bajo los parámetros de imagen adecuados. Esto es crucial que el plano focal para la exploración de Raman esté en la superficie de la mayoría de las vísceras. Si los órganos están fuera de plano, la señal adquirida no será útil.Para fines de control de calidad, las nanopartículas se pueden caracterizar utilizando una variedad de métodos durante el proceso de síntesis, incluyendo microscopía electrónica de transmisión, dispersión dinámica de luz, análisis de seguimiento de nanopartículas y espectroscopia absorbente visible ultravioleta. Las mediciones de Raman revelan la presencia de los espectros únicos de cada sabor de nanopartículas a lo largo de la síntesis. Los rendimientos y concentraciones de reacción típicos dependen en gran medida de la técnica de pipeteo durante los pasos de lavado.Los espectros Raman se pueden procesar para eliminar la fluorescencia y normalizarse al área de la unidad para compensar la intensidad de la señal antes de aplicar los cuadrados mínimos clásicos. Aunque las puntuaciones clásicas menos cuadradas en cada espectro de referencia de nanosonda no proporcionan individualmente las ubicaciones específicas de los tumores, las proporciones puntuales revelan la presencia de la propagación microscópica diseminada. Al intentar este procedimiento es importante recordar validar las nanopartículas en cada paso de la síntesis, ya que la calidad de las nanopartículas afecta fuertemente a los resultados finales.Esta técnica demuestra el potencial de los investigadores para utilizar nano sondas SERRS para la detección de marcadores relacionados con tumores en modelos animales y tejidos de pacientes extirpados con un alto grado de precisión microscópica.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

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

Intra-ilíaca Arteria inyección de Modelamiento eficiente y selectiva de microscópico metástasis en los huesos

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

Investigación

Investigación sobre el cáncer

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 modelo experimental de desarrollo del tumor original y la metástasis peritoneal<em&gt; vía</em&gt; Ortotópico La inoculación con células de carcinoma de ovario

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

Una plataforma integrada para la asignación de todo el genoma de cromatina Estados mediante secuenciación del ChIP de alto rendimiento en los tejidos del 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

Metas de GPC3 tienen anticuerpos, GPC3-S-Fab, con potente citotoxicidad

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

Síntesis y caracterización de placenta condroitina sulfato (plCSA) - Targeting lípido - 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

Detectar la actividad de dimerización de dominio Ligand-obligatorio del Receptor de estrógenos alfa usando el análisis de dos híbridos mamífero

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

Fabricación de células T del receptor de antígeno quimérico (CAR) para inmunoterapia adoptiva

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

Preparación de Mitocondrias a partir de tejidos de cáncer de ovario y tejidos ováricos de control para el análisis proteómico cuantitativo

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

Cuantificación del estrés de replicación en células de cáncer de ovario mediante inmunofluorescencia de ADN monocatenario

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

Visualización de proteínas de reparación del daño del ADN en organoides de cáncer de ovario derivados de pacientes a través de ensayos de inmunofluorescencia

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