Name: an in vivo mouse model of total intravenous anesthesia during cancer resection surgery
Uploaded: 2021-06-08T14:30:00
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Gli autori desiderano ringraziare i membri del Cancer Neural-Immune Laboratory e il Dr. Cameron Nowell del Monash Institute of Pharmaceutical Sciences, Monash University, Parkville. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni del National Health and Medical Research Council 1147498, della National Breast Cancer Foundation IIRS-20-025, dell'Australian and New Zealand College of Anaesthetists (ANZCA), Perpetual e CTC for Cancer Therapeutics.

Tutti gli studi sugli animali sono stati intrapresi sotto l'approvazione del Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali presso la Monash University. In questo studio sono stati utilizzati topi femmina Balb / c di età compresa tra 6 e 8 settimane.
1. Preparare le cellule tumorali
<ol><li>Coltura di cellule tumorali in mezzo. Coltura 66cl4 di cellule tumorali mammarie murine in alfa-MEM contenenti il 10% di FBS e 200 mM di glutammina. Le cellule dovrebbero risultare negative per...

<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. 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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>

Questo studio riporta un protocollo per la somministrazione di anestesia endovenosa totale (TIVA) con propofol in un modello murino di cancro al seno che replica aspetti chiave della pratica clinica per TIVA in pazienti che richiedono un intervento chirurgico per il cancro. Il protocollo consente di studiare gli esiti clinicamente rilevanti sia a breve che a lungo termine dopo la chirurgia del cancro in un modello murino di progressione del cancro, compresa la misurazione dei livelli di citochine e della recidiva del can...

Oltre il 60% dei pazienti con cancro riceve l'anestesia per la resezione chirurgica1. Attualmente, non ci sono linee guida cliniche specifiche che determinano la scelta dell'anestesia utilizzata nei pazienti oncologici. Le indagini sugli anestesisti indicano una preferenza per l'anestesia su base volatile, anche durante la chirurgia del cancro 2,3. Tuttavia, vi è un crescente numero di prove che l'uso dell'anestesia endovenosa totale (TIVA) a base di propofol durante la chirurgia del cancro può associarsi a migliori risultati postoperatori (sopravvivenza libera da progressione, sopravvivenza globale) rispetto all'anestesia volatile4. Studi clinici successivi continuano a riportare risultati contraddittori 5,6,7,8. Questi risultati supportano la necessità di studi preclinici per comprendere meglio gli effetti meccanicistici di diversi agenti anestetici sugli esiti correlati al cancro.
Tuttavia, negli studi in vivo che modellano la chirurgia del cancro, l'anestesia è spesso una parte incidentale della procedura. Il razionale per la scelta dell'anestesia spesso non è al centro del disegno sperimentale e il suo impatto sugli endpoint correlati al cancro potrebbe non essere valutato. Ad esempio, gli studi in vivo che richiedono il mantenimento dell'anestesia per la chirurgia del cancro usano più comunemente l'anestesia volatile inalatoria9. Laddove il propofol è stato utilizzato in studi in vivo, è stato somministrato mediante somministrazione in bolo singolo con somministrazione intraperitoneale, che non replica i protocolli clinici onco-anestesici10. Questo approccio di somministrazione di propofol induce un'anestesia leggera adatta per procedure rapide. Tuttavia, non consente il mantenimento dell'anestesia necessaria per la chirurgia di resezione del cancro che può essere protratta. Inoltre, la cinetica di assorbimento della somministrazione intraperitoneale è distinta dai metodi clinici di somministrazione.
Un modello di TIVA a base di propofol per la chirurgia della resezione del cancro è stato sviluppato per soddisfare questa esigenza. È stato sviluppato un protocollo per il mantenimento prolungato dell'anestesia con titolazione dell'agente anestetico per consentire la risposta allo stimolo chirurgico per replicare gli aspetti chiave della somministrazione di anestetico ai pazienti sottoposti a chirurgia oncologica. Il protocollo risultante viene utilizzato con un modello murino di cancro per fornire TIVA durante la chirurgia di resezione del cancro. Viene valutato l'effetto sugli esiti correlati al cancro a breve e lungo termine.

<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'anestesia è una componente di routine della cura del cancro che viene utilizzata per le procedure diagnostiche e terapeutiche. La tecnica anestetica è stata recentemente implicata nell'influenzare gli esiti del cancro a lungo termine, probabilmente attraverso la modulazione delle risposte adrenergico-infiammatorie che influenzano il comportamento delle cellule tumorali e la funzione delle cellule immunitarie. Prove emergenti suggeriscono che l'anestesia endovenosa totale (TIVA) basata su propofol può essere utile per gli esiti del cancro a lungo termine rispetto all'anestesia volatile per via inalatoria. Tuttavia, i risultati clinici disponibili sono incoerenti. Gli studi preclinici che identificano i meccanismi sottostanti coinvolti sono fondamentali per guidare la progettazione di studi clinici che accelereranno l'approfondimento. La maggior parte dei modelli preclinici di anestesia sono stati estrapolati dall'uso dell'anestesia nella ricerca in vivo e non sono progettati in modo ottimale per studiare l'impatto dell'anestesia stessa come endpoint primario. Questo articolo descrive un metodo per somministrare l'anestesia propofol-TIVA in un modello murino di resezione del cancro al seno che replica aspetti chiave del parto clinico nei pazienti oncologici. Il modello può essere utilizzato per studiare i meccanismi d'azione dell'anestesia sugli esiti del cancro in diversi tipi di cancro e può essere estrapolato ad altre aree non tumorali della ricerca anestesiologica preclinica.

Questo metodo descrive un modello di anestesia endovenosa totale (TIVA) con propofol durante la chirurgia di resezione del cancro nei topi. Propofol viene somministrato in questo modello murino attraverso un catetere endovenoso utilizzando una pompa a siringa (Figura 1A,B) per replicare la somministrazione di TIVA nel contesto clinico dell'anestesia per la chirurgia del cancro. L'uso della pompa a siringa riduce al minimo l'esposizione all'anestesia volatile consentendo una ...

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

Questo articolo descrive un metodo per modellare l'anestesia endovenosa totale (TIVA) durante la chirurgia di resezione del cancro nei topi. L'obiettivo è replicare le caratteristiche chiave della somministrazione di anestesia ai pazienti con cancro. Il metodo consente di indagare su come la tecnica anestetica influisce sulla recidiva del cancro dopo l'intervento chirurgico di resezione.

Un modello murino in vivo di anestesia endovenosa totale durante la chirurgia di resezione del cancro

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

Questo nuovo protocollo descrive l'anestesia chirurgica nei topi usando l'anestesia propofol. Il metodo consente la ricerca sull'anestesia con propofol in modelli murini di malattia. Il protocollo consente la valutazione dell'anestesia endovenosa totale ed evita l'uso dell'anestesia volatile.Il protocollo può essere utilizzato per esplorare come l'anestesia con propofol influisce sugli esiti correlati alla malattia. Ad esempio, qui valutiamo gli esiti del cancro a breve e lungo termine dopo l'intervento chirurgico per rimuovere il tumore. Per iniziare, coltura 66 CL4 Mirai cellule tumorali mammarie che sono stabilmente trasdotte per esprimere lucciola luciferasi in mezzo alfa MEM contenente 10% FBS e 200 millimolari glutammina.Incubare le cellule a 37 gradi Celsius ma 5% di anidride carbonica. Subcoltura le cellule quando le cellule raggiungono circa l'80% di confluenza. Quando le cellule sono in una fase di crescita logaritmica con due millilitri di gocce in soluzione di EDTA, sollevare le cellule aderenti e contare le cellule usando un emocitometro.Quindi diluire le cellule in PBS e mantenere la sospensione cellulare diluita sul ghiaccio fino a quando il topo è pronto per l'iniezione. Una volta che il topo è completamente anestetizzato, pulire la quarta area del cuscinetto di grasso mammario sinistro con un tampone imbevuto di alcool monouso per preparare il sito di iniezione. Riempire una siringa di Hamilton da 25 microlitri attaccata a un ago ipodermico sterile da 27 gauge con sospensione di cellule tumorali.Utilizzare una pinza per sollevare e fissare la pelle. Iniettare una volta 10 alle quinte cellule e 20 microlitri di PBS nel quarto cuscinetto di grasso mammario sinistro a circa un millimetro dal capezzolo. Se le cellule sono contrassegnate con luciferasi, iniettare 100 microlitri di D-luciferina nella vena laterale della coda del topo anestetizzato utilizzando una siringa da insulina da 0,5 millilitri con un ago ipodermico da 30 gauge.Due minuti dopo l'iniezione, posizionare il topo in un sistema di imaging a bioluminescenza con il cuscinetto di grasso mammario rivolto verso l'alto e catturare l'immagine per 10 secondi. Dopo l'imaging, posizionare il mouse nella gabbia pulita e consentirgli di riprendersi dall'anestesia. Monitorare la crescita della crescita del tumore primario utilizzando un calibro.Calcolare il volume del tumore e resecare il tumore quando il tumore primario raggiunge 80-90 millimetri cubi di volume. Impostare la pompa a siringa automatizzata con una siringa da insulina da 30 millilitri contenente una formulazione di propofol al due percento. Indurre l'anestesia in una camera di induzione con sevoflurano o isoflurano al tre percento.Quindi trasferire il topo anestetizzato su una piastra riscaldante a 37 gradi Celsius e mantenere l'anestesia con sevoflurano o isoflurano da due a tre percento utilizzando un cono nasale. Regolare l'erogazione di sevoflurano come richiesto durante l'incannulamento endovenoso per mantenere una profondità stabile dell'anestesia dimostrata dalla perdita del riflesso del pedale e dalla frequenza respiratoria inferiore a 100 respiri al minuto. Applicare lubrificante acquoso sugli occhi per prevenire l'essiccazione della cornea, quindi iniettare 0,05 milligrammi per chilogrammo di buprenorfina per via sottocutanea.Per somministrare l'anestesia endovenosa totale a base di propofol, cannulare la vena laterale della coda utilizzando un ago ipodermico sterile calibro 30 attaccato a un catetere in poliuretano sterile. Confermare il corretto posizionamento mediante flashback di sangue nel catetere. Somministrare propofol al due percento come bolo iniziale di 27 milligrammi per chilogrammo in un minuto per iniziare l'anestesia endovenosa totale.Cessare la somministrazione di sevoflurano. Mantenere l'infusione di propofol ad una velocità da 2,2 a 4,0 milligrammi per chilogrammo al minuto per mantenere stabile la profondità dell'anestesia durante l'intervento chirurgico. Rasare la regione addominale e disinfettare l'area chirurgica con una soluzione di iodio povidone.Fai un'incisione di un centimetro inferiore al tumore nel quarto cuscinetto di grasso mammario sinistro. Utilizzare pinze e forbici per sezionare il tumore e il linfonodo inguinale sinistro. Se vengono utilizzate cellule tumorali marcate con luciferasi, iniettare d-luciferina nella vena laterale della coda come dimostrato e catturare le immagini per 60 secondi per ottenere margini chiari.Se viene identificato un tumore residuo, resecare il tessuto aggiuntivo dal cuscinetto di grasso mammario. Una volta raggiunta l'emostasi nel sito chirurgico, chiudere la pelle utilizzando punti di sutura in nylon 5-0. Pulire la ferita con una soluzione di povidone-iodio.Al termine dell'intervento chirurgico, interrompere l'anestesia e posizionare il topo in una gabbia pulita su una piastra elettrica per consentirgli di riprendersi dall'anestesia. Monitorare il mouse ogni 15 minuti fino a quando il mouse non ritorna alla normale vigilanza. Quindi monitorare e fornire analgesia ogni 12 ore per 48 ore dopo l'intervento chirurgico.Per la recidiva del tumore primario o la valutazione della recidiva a distanza, monitorare i topi una volta alla settimana, iniziando la settimana successiva all'intervento chirurgico utilizzando un sistema di imaging a bioluminescenza. L'imaging a bioluminescenza è stato utilizzato per identificare la recidiva del tumore a distanza nei polmoni dopo la resezione del tumore primario. Questo modello può essere utilizzato per valutare gli eventi che si sono verificati durante il periodo perioperatorio.24 ore dopo l'intervento chirurgico del cancro sotto propofol, sono state valutate le citochine plasmatiche circolanti. Pratiche necessarie per incannulare rapidamente la vena laterale della coda e ridurre al minimo la durata dell'esposizione al sevoflurano. Il sevoflurano deve essere gradualmente sottotitolato man mano che il bolo di propofol viene somministrato per prevenire l'eccessiva sedazione.Questo metodo può essere utilizzato per studiare l'impatto dell'anestesia con propofol in modelli murini di cardiochirurgia o malattie critiche, come la sepsi.

Research

JoVE Journal

Medicine

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