Name: an in vivo mouse model of total intravenous anesthesia during cancer resection surgery
Uploaded: 2021-06-08T14:30:00
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Los autores desean agradecer a los miembros del Laboratorio Neural-Inmune del Cáncer y al Dr. Cameron Nowell en el Instituto Monash de Ciencias Farmacéuticas, Universidad de Monash, Parkville. Este trabajo fue apoyado por subvenciones del Consejo Nacional de Salud e Investigación Médica 1147498, la Fundación Nacional del Cáncer de Mama IIRS-20-025, el Colegio de Anestesistas de Australia y Nueva Zelanda (ANZCA), Perpetual y CTC for Cancer Therapeutics.

Todos los estudios en animales se llevaron a cabo bajo la aprobación del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Monash. En este estudio, se utilizaron ratones Balb / c hembras de 6-8 semanas de edad.
1. Preparar las células cancerosas
<ol><li>Cultivar células tumorales en medio. Cultivo de 66cl4 de células de cáncer de mama murino en alfa-MEM que contienen 10% de FBS y 200 mM de glutamina. Las células deben enviar mensajes de texto negativos para micopl...

<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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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>

Este estudio informa sobre un protocolo para administrar anestesia intravenosa total (TIVA) con propofol en un modelo de ratón de cáncer de mama que replica aspectos clave de la práctica clínica para TIVA en pacientes que requieren cirugía de cáncer. El protocolo permite la investigación de resultados clínicamente relevantes a corto y largo plazo después de la cirugía de cáncer en un modelo de ratón de progresión del cáncer, incluida la medición de los niveles de citoquinas y la recurrencia del cáncer (<s...

Más de 60 % de los pacientes con cáncer reciben anestesia para la resección quirúrgica1. Actualmente, no existen guías clínicas específicas que determinen la elección de la anestesia utilizada en pacientes con cáncer. Las encuestas de anestesiólogos indican una preferencia por la anestesia volátil, incluso durante la cirugía del cáncer 2,3. Sin embargo, hay un creciente cuerpo de evidencia de que el uso de anestesia intravenosa total (TIVA) a base de propofol durante la cirugía del cáncer puede asociarse con mejores resultados posoperatorios (supervivencia libre de progresión, supervivencia general) en comparación con la anestesia volátil4. Estudios clínicos posteriores continúan reportando resultados contradictorios 5,6,7,8. Estos hallazgos respaldan la necesidad de estudios preclínicos para comprender mejor los efectos mecanicistas de diferentes agentes anestésicos en los resultados relacionados con el cáncer.
Sin embargo, en los estudios in vivo que modelan la cirugía del cáncer, la anestesia es con frecuencia una parte incidental del procedimiento. La justificación para la elección de la anestesia a menudo no es el foco del diseño experimental, y su impacto en los puntos finales relacionados con el cáncer puede no ser evaluado. Por ejemplo, los estudios in vivo que requieren mantenimiento de anestesia para la cirugía del cáncer utilizan con mayor frecuencia anestesia volátil inhalada9. Cuando el propofol ha sido utilizado en estudios in vivo , ha sido administrado por dosificación en bolo único con administración intraperitoneal, que no replica los protocolos oncoanestésicos clínicos10. Ese enfoque de administración de propofol induce una anestesia ligera que es adecuada para procedimientos rápidos. Sin embargo, no permite el mantenimiento de la anestesia que se requiere para la cirugía de resección del cáncer que puede ser prolongada. Además, la cinética de absorción de la administración intraperitoneal es distinta de los métodos clínicos de administración.
Se desarrolló un modelo de TIVA basada en propofol para la cirugía de resección del cáncer para abordar esta necesidad. Se desarrolló un protocolo para el mantenimiento sostenido de la anestesia con titulación del agente anestésico para permitir la respuesta al estímulo quirúrgico para replicar aspectos clave de la administración del anestésico a los pacientes sometidos a cirugía de cáncer. El protocolo resultante se utiliza con un modelo de ratón de cáncer para proporcionar TIVA durante la cirugía de resección del cáncer. Se evalúa el efecto sobre los resultados relacionados con el cáncer a corto y largo plazo.

<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

La anestesia es un componente rutinario de la atención del cáncer que se utiliza para procedimientos diagnósticos y terapéuticos. La técnica anestésica se ha implicado recientemente en el impacto de los resultados del cáncer a largo plazo, posiblemente a través de la modulación de las respuestas adrenérgico-inflamatorias que afectan el comportamiento de las células cancerosas y la función de las células inmunes. La evidencia emergente indica que la anestesia intravenosa total (AIV) basada en propofol puede ser beneficiosa para los resultados del cáncer a largo plazo en comparación con la anestesia volátil inhalada. Sin embargo, los hallazgos clínicos disponibles son inconsistentes. Los estudios preclínicos que identifican los mecanismos subyacentes involucrados son críticamente necesarios para guiar el diseño de estudios clínicos que acelerarán la comprensión. La mayoría de los modelos preclínicos de anestesia se han extrapolado del uso de anestesia en la investigación in vivo y no están diseñados de manera óptima para estudiar el impacto de la anestesia en sí como el punto final primario. Este documento describe un método para administrar anestesia con propofol-TIVA en un modelo de ratón de resección de cáncer de mama que replica aspectos clave de la administración clínica en pacientes con cáncer. El modelo se puede utilizar para estudiar los mecanismos de acción de la anestesia en los resultados del cáncer en diversos tipos de cáncer y se puede extrapolar a otras áreas no cancerosas de la investigación preclínica de la anestesia.

Este método describe un modelo de anestesia intravenosa total (TIVA) con propofol durante la cirugía de resección del cáncer en ratones. El propofol se administra en este modelo de ratón a través de un catéter intravenoso utilizando una bomba de jeringa (Figura 1A, B) para replicar la administración de TIVA en el entorno clínico de la anestesia para la cirugía del cáncer. El uso de la bomba de jeringa minimiza la exposición a la anestesia volátil al permitir una...

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

Este artículo describe un método para modelar la anestesia intravenosa total (TIVA) durante la cirugía de resección del cáncer en ratones. El objetivo es replicar las características clave de la administración de anestesia a pacientes con cáncer. El método permite investigar cómo la técnica anestésica afecta la recurrencia del cáncer después de la cirugía de resección.

Un modelo de ratón in vivo de anestesia intravenosa total durante la cirugía de resección del cáncer

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

Este novedoso protocolo describe la anestesia quirúrgica en ratones con anestesia con propofol. El método permite la investigación de la anestesia con propofol en modelos de ratón de la enfermedad. El protocolo permite la evaluación de la anestesia intravenosa total y evita el uso de anestesia volátil.El protocolo se puede utilizar para explorar cómo la anestesia con propofol afecta los resultados relacionados con la enfermedad. Por ejemplo, aquí evaluamos los resultados del cáncer a corto y largo plazo después de la cirugía para extirpar el tumor. Para comenzar, cultive 66 células de cáncer de mama CL4 Mirai que se transducen de manera estable para expresar luciferasa luciérnaga en medio alfa MEM que contiene 10% FBS y 200 milimolar glutamina.Incubar las células a 37 grados centígrados pero 5% de dióxido de carbono. Subcultivo de las células cuando las células alcanzan aproximadamente el 80% de confluencia. Cuando las células están en una fase de crecimiento logarítmico con dos mililitros de goteo en solución de EDTA, levante las células adherentes y cuente las células con un hemocitómetro.Luego diluya las células en PBS y mantenga la suspensión celular diluida en hielo hasta que el ratón esté listo para la inyección. Una vez que el ratón esté completamente anestesiado, limpie la cuarta área izquierda de la almohadilla de grasa mamaria con un hisopo con alcohol de un solo uso para preparar el sitio de inyección. Llene una jeringa Hamilton de 25 microlitros conectada a una aguja hipodérmica estéril de calibre 27 con suspensión de células cancerosas.Use fórceps para levantar y asegurar la piel. Inyecte una vez 10 a la quinta célula y 20 microlitros de PBS en la cuarta almohadilla de grasa mamaria izquierda a aproximadamente un milímetro del pezón. Si las células están marcadas con luciferasa, inyecte 100 microlitros de D-luciferina en la vena lateral de la cola del ratón anestesiado usando una jeringa de insulina de 0,5 mililitros con una aguja hipodérmica de calibre 30.Dos minutos después de la inyección, coloque el ratón en un sistema de imágenes de bioluminiscencia con la almohadilla de grasa mamaria hacia arriba y capture la imagen durante 10 segundos. Después de la toma de imágenes, coloque al ratón en la jaula limpia y permita que se recupere de la anestesia. Monitoree el crecimiento del tumor primario usando un calibrador.Calcular el volumen del tumor y resecar el tumor cuando el tumor primario alcance un volumen de 80 a 90 milímetros cúbicos. Configure la bomba de jeringa automatizada con una jeringa de insulina de un mililitro de calibre 30 que contenga una formulación de propofol al dos por ciento. Inducir anestesia en una cámara de inducción con tres por ciento de sevoflurano o isoflurano.Luego transfiera el ratón anestesiado a una almohadilla térmica a 37 grados centígrados y mantenga la anestesia con dos a tres por ciento de sevoflurano o isoflurano usando un cono nasal. Ajustar la administración de sevoflurano según sea necesario durante la canulación intravenosa para mantener una profundidad estable de la anestesia demostrada por la pérdida del reflejo pedal y la frecuencia respiratoria inferior a 100 respiraciones por minuto. Aplique lubricante acuoso en los ojos para evitar la sequedad de la córnea y luego inyecte 0.05 miligramos por kilogramo de buprenorfina por vía subcutánea.Para administrar la anestesia intravenosa total basada en propofol, canular la vena lateral de la cola con una aguja hipodérmica estéril de calibre 30 conectada a un catéter de poliuretano estéril. Confirme la colocación correcta mediante un flashback de sangre en el catéter. Administre propofol al dos por ciento como un bolo inicial de 27 miligramos por kilogramo durante un minuto para comenzar la anestesia intravenosa total.Cesar la administración de sevoflurano. Mantenga la infusión de propofol a una velocidad de 2.2 a 4.0 miligramos por kilogramo por minuto para mantener una profundidad estable de la anestesia durante la cirugía. Afeite la región del abdomen y desinfecte el área quirúrgica con solución de povidona yodada.Haga una incisión de un centímetro inferior al tumor en la cuarta almohadilla de grasa mamaria izquierda. Use fórceps y tijeras para diseccionar el tumor y el ganglio linfático inguinal izquierdo. Si se utilizan células tumorales marcadas con luciferasa, inyecte d-luciferina en la vena lateral de la cola, como se ha demostrado, y capture las imágenes durante 60 segundos para obtener márgenes claros.Si se identifica un tumor residual, reseque tejido adicional de la almohadilla de grasa mamaria. Una vez que se logra la hemostasia en el sitio quirúrgico, cierre la piel con suturas de nylon 5-0. Limpie la herida con solución de povidona yodada.Al finalizar la cirugía, detenga la anestesia y coloque al ratón en una jaula limpia en una almohadilla térmica para permitir que se recupere de la anestesia. Supervise el ratón cada 15 minutos hasta que el ratón vuelva a estar alerta normal. Luego monitoree y proporcione analgesia cada 12 horas durante 48 horas después de la cirugía.Para la recurrencia del tumor primario o la evaluación de la recurrencia a distancia, monitoree a los ratones una vez por semana, comenzando la semana siguiente a la cirugía utilizando un sistema de imágenes de bioluminiscencia. Las imágenes de bioluminiscencia se utilizaron para identificar la recurrencia tumoral distante en los pulmones después de la resección del tumor primario. Este modelo se puede utilizar para evaluar eventos que ocurrieron durante el período perioperatorio.24 horas después de la cirugía de cáncer bajo propofol, se evaluaron las citocinas plasmáticas circulantes. Prácticas necesarias para canular rápidamente la vena lateral de la cola y minimizar la duración de la exposición al sevoflurano. El sevoflurano debe ajustarse gradualmente a medida que se administra el bolo de propofol para evitar la sedación excesiva.Este método se puede utilizar para investigar el impacto de la anestesia con propofol en modelos de ratón de cirugía cardíaca o enfermedad crítica, como la sepsis.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Quantitative Analysis of Cancer Metastasis using an Avian Embryo Model

Análisis cuantitativo de la metástasis del cáncer utilizando un modelo de embrión aviar

During metastasis cancer cells disseminate from the primary tumor, invade into surrounding tissues, and spread to distant organs. Metastasis is a complex ...

Investigación

Medicina

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Multi-fotón imágenes de invasión de células tumorales en un modelo de ratón ortotópico de carcinoma oral de células escamosas

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Combination Radiotherapy in an Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Combinación de radioterapia en un modelo ortotópico de tumor cerebral del ratón

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the ...

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

Una<em&gt; Ex vivo</em&gt; Modelo para estudiar la acción hormonal en el pecho humano

The study of hormone action in the human breast has been hampered by lack of adequate model systems. Upon in vitro culture, primary mammary epithelial ...

An Orthotopic Mouse Model of Spontaneous Breast Cancer Metastasis

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Metastasis is the primary cause of mortality of breast cancer patients. The mechanism underlying cancer cell metastasis, including breast cancer ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

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