Name: an in vivo mouse model of total intravenous anesthesia during cancer resection surgery
Uploaded: 2021-06-08T14:30:00
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Les auteurs souhaitent remercier les membres du Cancer Neural-Immune Laboratory et le Dr Cameron Nowell de l’Institut Monash des sciences pharmaceutiques de l’Université Monash, Parkville. Ce travail a été soutenu par des subventions du National Health and Medical Research Council 1147498, de la National Breast Cancer Foundation IIRS-20-025, de l’Australian and New Zealand College of Anesthetists (ANZCA), de Perpetual et CTC for Cancer Therapeutics.

Toutes les études sur les animaux ont été entreprises sous l’approbation du Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de l’Université Monash. Dans cette étude, des souris Balb/c femelles âgées de 6 à 8 semaines ont été utilisées.
1. Préparer les cellules cancéreuses
<ol><li>Culture de cellules tumorales en milieu. Culture de cellules cancéreuses mammaires murines 66cl4 dans l’alpha-MEM contenant 10% de FBS et 200 mM de glutamine. Les cellules doivent e...

<ol>
	<li>Sullivan, 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=Global+cancer+surgery:+delivering+safe,+affordable,+and+timely+cancer+surgery.">Global cancer surgery: delivering safe, affordable, and timely cancer surgery.</a> Lancet Oncology. 16 (11), 1193-1224 (2015).</li><li>Lim, J. 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=The+effect+of+propofol+and+sevoflurane+on+cancer+cell,+natural+killer+cell,+and+cytotoxic+T+lymphocyte+function+in+patients+undergoing+breast+cancer+surgery:+an+in+vitro+analysis.">The effect of propofol and sevoflurane on cancer cell, natural killer cell, and cytotoxic T lymphocyte function in patients undergoing breast cancer surgery: an in vitro analysis.</a> BMC Cancer. 18 (1), 159 (2018).</li><li>Pandit, J. 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=5th+National+Audit+Project+(NAP5)+on+accidental+awareness+during+general+anesthesia:+protocol,+methods,+and+analysis+of+data.">5th National Audit Project (NAP5) on accidental awareness during general anesthesia: protocol, methods, and analysis of data.</a> British Journal of Anaesthesia. 113 (4), 540-548 (2014).</li><li>Yap, A., Lopez-Olivo, M. 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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrospective+analysis+of+1-year+mortality+after+gastric+cancer+surgery:+Total+intravenous+anesthesia+versus+volatile+anesthesia.">Retrospective analysis of 1-year mortality after gastric cancer surgery: Total intravenous anesthesia versus volatile anesthesia.</a> Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 63 (9), 1169-1177 (2019).</li><li>Lai, H. 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=Propofol-based+total+intravenous+anesthesia+is+associated+with+better+survival+than+desflurane+anesthesia+in+hepatectomy+for+hepatocellular+carcinoma:+a+retrospective+cohort+study.">Propofol-based total intravenous anesthesia is associated with better survival than desflurane anesthesia in hepatectomy for hepatocellular carcinoma: a retrospective cohort study.</a> British Journal of Anaesthesia. 123 (2), 151-160 (2019).</li><li>Hong, B., 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=Anesthetics+and+long-term+survival+after+cancer+surgery-total+intravenous+versus+volatile+anesthesia:+a+retrospective+study.">Anesthetics and long-term survival after cancer surgery-total intravenous versus volatile anesthesia: a retrospective study.</a> BMC Anesthesiology. 19 (1), 233 (2019).</li><li>Flecknell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Special+Techniques.">Special Techniques.</a> Laboratory Animal Anaesthesia. Fourth edition. , (2015).</li><li>Cicero, L., Fazzotta, S., Palumbo, V. D., Cassata, G., Lo Monte, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anesthesia+protocols+in+laboratory+animals+used+for+scientific+purposes.">Anesthesia protocols in laboratory animals used for scientific purposes.</a> Acta Biomedica. 89 (3), 337-342 (2018).</li><li>Sloan, E. 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=The+sympathetic+nervous+system+induces+a+metastatic+switch+in+primary+breast+cancer.">The sympathetic nervous system induces a metastatic switch in primary breast cancer.</a> Cancer Research. 70 (18), 7042-7052 (2010).</li><li>Al-Hashimi, M., Scott, S. W. M., Thompson, J. P., Lambert, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Opioids+and+immune+modulation:+more+questions+than+answers.">Opioids and immune modulation: more questions than answers.</a> British Journal of Anaesthesia. 111 (1), 80-88 (2013).</li><li>DeMarco, G. J., Nunamaker, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+of+the+effects+of+pain+and+analgesia+on+immune+system+function+and+inflammation:+relevance+for+preclinical+studies.">A Review of the effects of pain and analgesia on immune system function and inflammation: relevance for preclinical studies.</a> Comparative Medicine. 69 (6), 520-534 (2019).</li><li>Hiller, J. G., Perry, N. J., Poulogiannis, G., Riedel, B., Sloan, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perioperative+events+influence+cancer+recurrence+risk+after+surgery.">Perioperative events influence cancer recurrence risk after surgery.</a> Nature Reviews Clinical Oncology. 15 (4), 205-218 (2018).</li></ol>

Cette étude rend compte d’un protocole d’administration d’anesthésie intraveineuse totale (TIVA) avec du propofol dans un modèle murin de cancer du sein qui reproduit des aspects clés de la pratique clinique du TIVA chez les patientes nécessitant une chirurgie du cancer. Le protocole permet d’étudier les résultats cliniquement pertinents à court et à long terme après une chirurgie du cancer dans un modèle murin de progression du cancer, y compris la mesure des taux de cytokines et de la récidive du ca...

Plus de 60% des patients atteints de cancer reçoivent une anesthésie pour une résection chirurgicale1. Actuellement, il n’existe pas de lignes directrices cliniques spécifiques qui déterminent le choix de l’anesthésie utilisée chez les patients atteints de cancer. Les enquêtes menées auprès des anesthésiologistes indiquent une préférence pour l’anesthésie à base volatile, y compris lors d’une chirurgie du cancer 2,3. Cependant, il existe de plus en plus de preuves que l’utilisation de l’anesthésie intraveineuse totale à base de propofol (TIVA) pendant la chirurgie du cancer peut être associée à une amélioration des résultats postopératoires (survie sans progression, survie globale) par rapport à l’anesthésie volatile4. Des études cliniques ultérieures continuent de rapporter des résultats contradictoires 5,6,7,8. Ces résultats appuient la nécessité de mener des études précliniques pour mieux comprendre les effets mécanistes de différents agents anesthésiques sur les résultats liés au cancer.
Cependant, dans les études in vivo qui modélisent la chirurgie du cancer, l’anesthésie est souvent une partie accessoire de la procédure. La justification du choix de l’anesthésie n’est souvent pas au centre de la conception expérimentale, et son impact sur les paramètres liés au cancer peut ne pas être évalué. Par exemple, les études in vivo qui nécessitent le maintien de l’anesthésie pour la chirurgie du cancer utilisent le plus souvent une anesthésie volatile inhalée9. Lorsque le propofol a été utilisé dans des études in vivo , il a été administré par bolus unique avec administration intrapéritonéale, ce qui ne reproduit pas les protocoles onco-anesthésiques cliniques10. Cette approche de l’administration de propofol induit une anesthésie légère adaptée aux procédures rapides. Cependant, il ne permet pas le maintien de l’anesthésie nécessaire pour la chirurgie de résection du cancer qui peut être prolongée. De plus, la cinétique d’absorption de l’administration intrapéritonéale est distincte des méthodes cliniques d’administration.
Un modèle de TIVA à base de propofol pour la chirurgie de résection du cancer a été développé pour répondre à ce besoin. Un protocole pour le maintien soutenu de l’anesthésie avec titrage de l’agent anesthésique pour permettre la réponse au stimulus chirurgical a été développé pour reproduire les aspects clés de l’administration de l’anesthésique aux patients subissant une chirurgie du cancer. Le protocole résultant est utilisé avec un modèle murin de cancer pour fournir TIVA pendant la chirurgie de résection du cancer. L’effet sur les résultats à court et à long terme liés au cancer est évalué.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% saline</td>
			<td>Fresnius Kabi</td>
			<td>AUST R 197198</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artery forceps</td>
			<td>Proscitech</td>
			<td>TS1322-140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Temgesic</td>
			<td>TEMG I</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated surgical mat</td>
			<td>Custom</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypodermic needle (30 G, 1 mL insulin syringe)</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>NN3013R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Lumina</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>126274</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luciferin</td>
			<td>Promega</td>
			<td>P1041/2/3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyurethane catheter</td>
			<td>Intramedic</td>
			<td>427401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone Iodine</td>
			<td>Betadine</td>
			<td>AUST R 29562</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propofol Lipuro, 2%</td>
			<td>Braun</td>
			<td>3521490</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sevoflurane</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>ANZ2L9117</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sevoflurane vaporiser</td>
			<td>Vetquip</td>
			<td>VQ1334</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile gauze</td>
			<td>Multigate Medical Products</td>
			<td>11-600A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors</td>
			<td>Proscitech</td>
			<td>TS1044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sutures, 5-0 nylon</td>
			<td>Dynek</td>
			<td>V504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>70-4500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (1 mL)</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SS+01T</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an in vivo mouse model of total intravenous anesthesia during cancer resection surgery

L’anesthésie est une composante courante des soins contre le cancer qui est utilisée pour les procédures diagnostiques et thérapeutiques. La technique anesthésique a récemment été impliquée dans l’impact sur les résultats du cancer à long terme, peut-être par la modulation des réponses adrénergiques-inflammatoires qui ont un impact sur le comportement des cellules cancéreuses et la fonction des cellules immunitaires. De nouvelles preuves suggèrent que l’anesthésie intraveineuse totale à base de propofol (TIVA) pourrait être bénéfique pour les résultats du cancer à long terme par rapport à l’anesthésie volatile inhalée. Cependant, les résultats cliniques disponibles sont contradictoires. Les études précliniques qui identifient les mécanismes sous-jacents impliqués sont absolument nécessaires pour guider la conception d’études cliniques qui accéléreront la compréhension. La plupart des modèles précliniques d’anesthésie ont été extrapolés à partir de l’utilisation de l’anesthésie dans la recherche in vivo et ne sont pas conçus de manière optimale pour étudier l’impact de l’anesthésie elle-même en tant que critère d’évaluation principal. Cet article décrit une méthode d’administration de l’anesthésie au propofol-TIVA dans un modèle murin de résection du cancer du sein qui reproduit des aspects clés de l’administration clinique chez les patientes atteintes de cancer. Le modèle peut être utilisé pour étudier les mécanismes d’action de l’anesthésie sur les résultats du cancer dans divers types de cancer et peut être extrapolé à d’autres domaines non cancéreux de la recherche préclinique en anesthésie.

Cette méthode décrit un modèle d’anesthésie intraveineuse totale (TIVA) avec du propofol lors d’une chirurgie de résection du cancer chez la souris. Le propofol est administré dans ce modèle murin par un cathéter intraveineux à l’aide d’une pompe à seringue (Figure 1A,B) pour reproduire l’administration de TIVA dans le cadre clinique de l’anesthésie pour la chirurgie du cancer. L’utilisation de la pompe à seringue minimise l’exposition à l’anes...

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An In Vivo Mouse Model of Total Intravenous Anesthesia During Cancer Resection Surgery

Cet article décrit une méthode de modélisation de l’anesthésie intraveineuse totale (TIVA) pendant la chirurgie de résection du cancer chez la souris. L’objectif est de reproduire les principales caractéristiques de l’administration de l’anesthésie aux patients atteints de cancer. La méthode permet d’étudier comment la technique anesthésique affecte la récidive du cancer après une chirurgie de résection.

Un modèle murin in vivo d’anesthésie intraveineuse totale pendant une chirurgie de résection du cancer

Anesthesia is a routine component of cancer care that is used for diagnostic and therapeutic procedures. The anesthetic technique has recently been ...

Ce nouveau protocole décrit l’anesthésie chirurgicale chez la souris utilisant l’anesthésie au propofol. La méthode permet la recherche sur l’anesthésie au propofol dans des modèles murins de la maladie. Le protocole permet l’évaluation de l’anesthésie intraveineuse totale et évite l’utilisation d’une anesthésie volatile.Le protocole peut être utilisé pour explorer l’impact de l’anesthésie au propofol sur les résultats liés à la maladie. Par exemple, ici, nous évaluons les résultats du cancer à court et à long terme après une chirurgie pour enlever la tumeur. Pour commencer, culture de 66 cellules cancéreuses mammaires CL4 Mirai qui sont transduites de manière stable pour exprimer la luciférase luciole dans un milieu MEM alpha contenant 10% FBS et 200 glutamine millimolaire.Incuber les cellules à 37 degrés Celsius mais à 5% de dioxyde de carbone. Sous-culture des cellules lorsque les cellules atteignent environ 80% de confluence. Lorsque les cellules sont dans une phase de croissance logarithmique avec deux millilitres de gouttes dans une solution d’EDTA, soulevez les cellules adhérentes et comptez les cellules à l’aide d’un hémocytomètre.Ensuite, diluez les cellules dans du PBS et maintenez la suspension cellulaire diluée sur de la glace jusqu’à ce que la souris soit prête pour l’injection. Une fois que la souris est complètement anesthésiée, essuyez la quatrième zone de coussinet adipeux mammaire gauche avec un tampon imbibé d’alcool à usage unique pour préparer le site d’injection. Remplissez une seringue Hamilton de 25 microlitres fixée à une aiguille hypodermique stérile de calibre 27 avec une suspension de cellules cancéreuses.Utilisez une pince pour soulever et fixer la peau. Injecter une fois 10 à la cinquième cellule et 20 microlitres de PBS dans le quatrième coussinet adipeux mammaire gauche à environ un millimètre du mamelon. Si les cellules sont marquées avec de la luciférase, injecter 100 microlitres de D-luciférine dans la veine latérale de la queue de la souris anesthésiée à l’aide d’une seringue à insuline de 0,5 millilitre avec une aiguille hypodermique de calibre 30.Deux minutes après l’injection, placez la souris dans un système d’imagerie par bioluminescence avec le coussinet adipeux mammaire tourné vers le haut et capturez l’image pendant 10 secondes. Après l’imagerie, placez la souris dans la cage propre et laissez-la récupérer de l’anesthésie. Surveillez la croissance de la tumeur primaire à l’aide d’un pied à coulisse.Calculer le volume tumoral et réséquer la tumeur lorsque la tumeur primaire atteint un volume de 80 à 90 millimètres cubes. Installez la pompe à seringue automatisée avec une seringue à insuline d’un millilitre de calibre 30 contenant deux pour cent de propofol. Induire l’anesthésie dans une chambre d’induction avec trois pour cent de sévoflurane ou d’isoflurane.Ensuite, transférez la souris anesthésiée dans un coussin chauffant à 37 degrés Celsius et maintenez l’anesthésie avec deux à trois pour cent de sévoflurane ou d’isoflurane à l’aide d’un cône nasal. Ajuster l’administration de sévoflurane au besoin pendant la canulation intraveineuse pour maintenir une profondeur d’anesthésie stable démontrée par une perte du réflexe de pédale et de la fréquence respiratoire inférieure à 100 respirations par minute. Appliquez un lubrifiant aqueux sur les yeux pour éviter le dessèchement de la cornée, puis injectez 0,05 milligramme par kilogramme de buprénorphine par voie sous-cutanée.Pour administrer l’anesthésie intraveineuse totale à base de propofol, canuler la veine latérale de la queue à l’aide d’une aiguille hypodermique stérile de calibre 30 fixée à un cathéter en polyuréthane stérile. Confirmer le placement correct par flashback sanguin dans le cathéter. Administrer deux pour cent de propofol comme un bolus initial de 27 milligrammes par kilogramme pendant une minute pour commencer l’anesthésie intraveineuse totale.Cesser l’administration de sévoflurane. Maintenir la perfusion de propofol à un débit de 2,2 à 4,0 milligrammes par kilogramme par minute pour maintenir une profondeur d’anesthésie stable pendant la chirurgie. Rasez la région de l’abdomen et désinfectez la zone chirurgicale avec une solution de povidone iodée.Faites une incision d’un centimètre inférieure à la tumeur dans le quatrième coussinet adipeux mammaire gauche. Utilisez des pinces et des ciseaux pour disséquer la tumeur et le ganglion lymphatique inguinal gauche. Si des cellules tumorales marquées à la luciférase sont utilisées, injectez de la d-luciférine dans la veine latérale de la queue comme démontré et capturez les images pendant 60 secondes pour obtenir des marges claires.Si une tumeur résiduelle est identifiée, réséquez le tissu supplémentaire du coussinet adipeux mammaire. Une fois l’hémostase obtenue sur le site chirurgical, fermez la peau à l’aide de sutures en nylon 5-0. Essuyez la plaie avec une solution de povidone iodée.À la fin de la chirurgie, arrêtez l’anesthésie et placez la souris dans une cage propre sur un coussin chauffant pour lui permettre de récupérer de l’anesthésie. Surveillez la souris toutes les 15 minutes jusqu’à ce qu’elle retrouve sa vigilance normale. Ensuite, surveillez et administrez une analgésie toutes les 12 heures pendant 48 heures après la chirurgie.Pour l’évaluation de la récidive tumorale primaire ou de la récidive à distance, surveiller les souris une fois par semaine, en commençant la semaine suivant la chirurgie à l’aide d’un système d’imagerie par bioluminescence. L’imagerie par bioluminescence a été utilisée pour identifier la récidive tumorale à distance dans les poumons après la résection de la tumeur primaire. Ce modèle peut être utilisé pour évaluer les événements survenus pendant la période périopératoire.24 heures après la chirurgie du cancer sous propofol, les cytokines plasmatiques circulantes ont été évaluées. Pratiques requises pour canuler rapidement la veine latérale de la queue et minimiser la durée d’exposition au sévoflurane. Le sévoflurane doit être progressivement titré à la baisse au fur et à mesure que le bol de propofol est administré pour prévenir une sédation excessive.Cette méthode peut être utilisée pour étudier l’impact de l’anesthésie au propofol dans des modèles murins de chirurgie cardiaque ou de maladie grave, comme la septicémie.

Research

JoVE Journal

Medicine

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