PuraMatrix Encapsulation of Cancer Cells

Increasing evidence suggests that culturing cancer cells in three dimensions more accurately recapitulates the complexity of tumor biology. Many of these ...

Epithelial ovarian cancer often develops resistance to standard treatments, which is a major reason for the high mortality associated with the disease. We examined the efficacy of a treatment regimen that combines immunotherapy to block the activity of epidermal growth factor receptor (EGFR), overexpression of which is associated with the development of resistant ovarian cancer, and photodynamic therapy (PDT), a mechanistically distinct photochemistry-based modality that is effective against chemo- and radioresistant ovarian tumors.

Synergism of epidermal growth factor receptor-targeted immunotherapy with photodynamic treatment of ovarian cancer in vivo.

Epithelialer Eierstockkrebs entwickelt h&auml;ufig Widerstand gegen die Standardbehandlung, das ist ein wichtiger Grund f&uuml;r die hohe Mortalit&auml;t der Krankheit. Wir untersuchten die Wirksamkeit einer Behandlung mit Heilmitteln, die Immuntherapie blockieren die Aktivit&auml;t des epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR) kombiniert, eine &Uuml;berexpression von denen ist die Entwicklung von resistenten Eierstockkrebs und photodynamische Therapie (PDT), eine mechanistisch unterschiedliche Photochemie-basierte Modalit&auml;t, die wirksam gegen Eierstockkrebs Chemo- und Radioresistant zugeordnet.

Synergismus der epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor-gezielte Immuntherapie mit photodynamische Behandlung von Eierstockkrebs in-vivo.

The signaling/oncogenic activity of beta-catenin can be repressed by activation of the vitamin D receptor (VDR). Conversely, high levels of beta-catenin can potentiate the transcriptional activity of 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25D). We show here that the effects of beta-catenin on VDR activity are due to interaction between the activator function-2 (AF-2) domain of the VDR and C terminus of beta-catenin. Acetylation of the beta-catenin C terminus differentially regulates its ability to activate TCF or VDR-regulated promoters. Mutation of a specific residue in the AF-2 domain, which renders the VDR trancriptionally inactive in the context of classical coactivators, still allows interaction with beta-catenin and ligand-dependent activation of VDRE-containing promoters. VDR antagonists, which block the VDRE-directed activity of the VDR and recruitment of classical coactivators, do allow VDR to interact with beta-catenin, which suggests that these and perhaps other ligands would permit those functions of the VDR that involve beta-catenin interaction.

The molecular basis of vitamin D receptor and beta-catenin crossregulation.

Die Signalisierung/Onkogene Aktivit&auml;t des Beta-Catenin kann durch Aktivierung von den Vitamin-D-Rezeptor (VDR) unterdr&uuml;ckt werden. Umgekehrt k&ouml;nnen hohe Konzentrationen von Beta-Catenin potenzieren die transkriptionelle Aktivit&auml;t der 1,25 Dihydroxyvitamin D3 (1, 25 D). Wir zeigen hier, dass die Wirkungen von Beta-Catenin auf VDR-Aktivit&auml;t aufgrund der Interaktion zwischen der Aktivator-Funktion-2-(AF-2)-Dom&auml;ne &uuml;ber den VDR und C-Terminus des Beta-Catenin. Acetylierung von der Beta-Catenin-C-Terminus regelt differentiell seine F&auml;higkeit, TCF oder VDR regulierte F&ouml;rderer zu aktivieren. Mutation eine bestimmte R&uuml;ckst&auml;nde in der AF-2-Dom&auml;ne, die der VDR-Trancriptionally im Rahmen der klassischen Coactivators inaktiv wiedergibt, kann noch Wechselwirkungen mit Beta-Catenin und Ligand-abh&auml;ngige Aktivierung von VDRE-haltigen Promotoren. VDR-Antagonisten, die die unter der Regie von VDRE Aktivit&auml;t des VDR und Rekrutierung von klassischen Coactivators blockieren, erlauben VDR Interaktion mit Beta-Catenin, was darauf hindeutet, dass diese und vielleicht andere Liganden diese Funktionen &uuml;ber den VDR erlauben w&uuml;rde, die Beta-Catenin Interaktionen beinhalten.

Die molekulare Grundlage der Vitamin-D-Rezeptor und Beta-Catenin-Crossregulation.

Photodynamic therapy (PDT) is an emerging modality for the treatment of various neoplastic and non-neoplastic pathologies.

Targeted photodynamic therapy.

Photodynamische Therapie (PDT) ist eine neue Modalit&auml;t f&uuml;r die Behandlung von verschiedenen neoplastische und nicht-neoplastischen Erkrankungen.

Gezielte photodynamische Therapie.

Therapy-induced stimulation of angiogenic molecules can promote tumor angiogenesis leading to enhanced tumor growth and cancer metastasis. Several standard and emerging therapies, such as radiation and photodynamic therapy (PDT), can induce angiogenic molecules, thus limiting their effectiveness. PDT is approved for the treatment of several cancers; however, its induction of vascular endothelial growth factor (VEGF) creates conditions favorable to enhanced tumor growth and metastasis, therefore mitigating its cytotoxic and antivascular effects. This is the first report showing that subcurative PDT in an orthotopic model of prostate cancer (LNCaP) increases not only VEGF secretion (2.1-fold) but also the fraction of animals with lymph node metastases. PDT followed by administration of an antiangiogenic agent, TNP-470, abolished this increase and reduced local tumor growth. On the other hand, administration of TNP-470 before PDT was less effective at local tumor control. In addition, animals in all groups, except in the PDT + TNP-470 group, had a weight loss of >3 g at the time of sacrifice; the weight of the animals in the PDT + TNP-470 group did not change. The significant reduction (P < 0.05) in tumor weight and volume observed between the PDT + TNP-470 group and the control group suggests that the combination of PDT and antiangiogenic treatment administered in the appropriate sequence was not only more effective at controlling local tumor growth and metastases but also reduced disease-related toxicities. Such molecular response-based combinations merit further investigations as they enhance both monotherapies and lead to improved treatment outcomes.

A mechanism-based combination therapy reduces local tumor growth and metastasis in an orthotopic model of prostate cancer.

Therapie-induzierte Stimulation der Angiogenese Molek&uuml;le kann Tumorangiogenese f&uuml;hrt zu verbesserten Tumormetastasierung Wachstum und Krebs f&ouml;rdern. Mehrere Standard und neuen Therapien, wie Strahlung und photodynamische Therapie (PDT), k&ouml;nnen angiogenen Molek&uuml;le, so begrenzen ihre Wirksamkeit hervorrufen. PDT ist f&uuml;r die Behandlung von verschiedenen Krebsarten zugelassen; jedoch schafft die Induktion von vaskul&auml;ren endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) Voraussetzungen g&uuml;nstig f&uuml;r verst&auml;rkte Tumorwachstum und Metastasierung, also Abschw&auml;chung seiner zytotoxischen und antivascular Auswirkungen. Dies ist der erste Bericht zeigt, dass subcurative PDT Orthotopic Modell von Prostatakrebs (LNCaP) nicht nur die VEGF-Sekretion (2.1-fold) aber auch der Anteil der Tiere mit Lymphknotenmetastasen erh&ouml;ht. PDT, gefolgt von der Verwaltung eines Vertreters Antiangiogenetische, TNP-470, dieser Anstieg abgeschafft und lokalen Tumorwachstum reduziert. Auf der anderen Seite war die Verwaltung der TNP-470 vor PDT zur lokalen Tumorkontrolle weniger effektiv. Zus&auml;tzlich werden alle Tiere, au&szlig;er in der PDT + TNP-470-Gruppe, hatte einen Gewichtsverlust von &gt; 3G zum Zeitpunkt des Opfers; das Gewicht der Tiere in der PDT + TNP-470 Gruppe &auml;nderte sich nicht. Die deutliche Verringerung (P &lt; 0,05) im Tumor Gewicht und Volumen zwischen der PDT + TNP-470-Gruppe und der Kontrollgruppe legt nahe, dass die Kombination von PDT und antiangiogenetische Behandlung verabreicht in der entsprechenden Reihenfolge war nicht nur eine effektivere Kontrolle der lokalen Tumorwachstum und Metastasen aber auch reduziert Krankheitsbezogene Toxizit&auml;ten. Diese Molekulare Reaktion basierende Kombinationen Verdienst weiteren Untersuchungen wie sie beide Monotherapies verbessern und zu verbesserten Behandlungsergebnissen f&uuml;hren.

Eine Kombinationstherapie mit Mechanismus reduziert lokale Tumorwachstum und Metastasierung in einem Orthotopic-Modell von Prostatakrebs.

Neointima formation and wall thickening caused by smooth muscle cell proliferation compromise long-term patency of human aorto-coronary vein-grafts. We investigated short- and long-term effects of anti-proliferative pharmacological agents on experimental pig vein-grafts with similar dimensions and kinetics to human coronary grafts.

Short- and long-term effects of cytochalasin D, paclitaxel and rapamycin on wall thickening in experimental porcine vein grafts.

Neointima Formation und Wand Verdickung durch glatte Muskulatur Zelle Vermehrung Kompromiss langfristige Durchg&auml;ngigkeit des menschlichen Aorto-koronare-Vene-Prothesen verursacht. Wir untersuchten kurz- und langfristigen Wirkungen der antiproliferative pharmakologische Agenten auf experimentelle Schwein-Vene-Prothesen mit &auml;hnlichen Abmessungen und Kinetik zur menschlichen koronare Transplantation.

Kurz- und langfristigen Auswirkungen der Cytochalasin D, Paclitaxel und angiomiolipomas auf Wand Verdickung in experimentellen Schweine Vene Transplantate.

Vascular endothelial growth factor (VEGF) expression is a critical component in tumor growth and metastasis. Capabilities to monitor VEGF expression in vivo can potentially serve as a useful tool for diagnosis, prognosis, treatment planning, monitoring, and research. Here, we present the first report of in vivo hyperspectral molecular imaging strategy capable of monitoring treatment-induced changes in VEGF expression.

In vivo optical molecular imaging of vascular endothelial growth factor for monitoring cancer treatment.

Vaskul&auml;ren endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) Ausdruck ist eine wichtige Komponente im Tumorwachstum und Metastasierung. Funktionen zur &Uuml;berwachung von VEGF Ausdruck in-vivo k&ouml;nnen potenziell als ein n&uuml;tzliches Werkzeug f&uuml;r Diagnose, Prognose, Behandlung Planung, &Uuml;berwachung und Forschung dienen. Hier pr&auml;sentieren wir den ersten Bericht von in-vivo Hyperspectral Molekulare Bildgebung Strategie Behandlung hervorgerufenen Ver&auml;nderungen im VEGF-Ausdruck.

In-vivo Molekulare Bildgebung des vaskul&auml;ren endothelialen Wachstumsfaktor zur &Uuml;berwachung der Krebsbehandlung.

Photodynamic therapy (PDT) is a viable treatment option for a wide range of applications, including oncology, dermatology, and ophthalmology. Singlet oxygen is believed to play a key role in the efficacy of PDT, and on-line monitoring of singlet oxygen during PDT could provide a methodology to establish and customize the treatment dose clinically. This work is the first report of monitoring singlet oxygen luminescence in vivo in human subjects during PDT, demonstrating the correlation of singlet oxygen levels during PDT with the post-PDT photobiological response.

In-vivo singlet oxygen dosimetry of clinical 5-aminolevulinic acid photodynamic therapy.

Photodynamische Therapie (PDT) ist eine praktikable Behandlungsoption f&uuml;r eine Vielzahl von Anwendungen, einschlie&szlig;lich Augenheilkunde, Onkologie und Dermatologie. Singulett-Sauerstoff wird geglaubt, um die Wirksamkeit von PDT eine Schl&uuml;sselrolle spielen und Online-Pr&uuml;fung von Singulett-Sauerstoff w&auml;hrend der PDT eine Methodik zur Festlegung und passen Sie die Dosis der Behandlung klinisch bieten k&ouml;nnte. Dieses Werk ist der erste Bericht Singulett-Sauerstoff-Lumineszenz, in vivo Versuchspersonen w&auml;hrend der PDT, demonstrieren die Korrelation von Singulett-Sauerstoff-Niveaus w&auml;hrend der PDT mit der Post-PDT photobiological Antwort zu &uuml;berwachen.

In-Vivo-Singulett-Sauerstoff-Dosimetrie des klinischen 5-Aminolevulinic S&auml;ure photodynamische Therapie.

In vitro three-dimensional models for metastatic ovarian cancer have been useful for recapitulating the human disease. These spheroidal tumor cultures, however, can grow in excess of 1 mm in diameter, which are difficult to visualize without suitable imaging technology.Optical coherence tomography (OCT) is an ideal live imaging method for non-perturbatively visualizing these complex systems. OCT enabled detailed observations of the model at both nodular and cellular levels, revealing growth dynamics not previously observed. The development of a time-lapse OCT system, capable of automated, multidimensional acquisition, further provided insights into the growth and chemotherapeutic response of ovarian cancer.

In vitro ovarian tumor growth and treatment response dynamics visualized with time-lapse OCT imaging.

In-vitro-dreidimensionale Modelle f&uuml;r metastasierendem Ovarialkarzinom sind n&uuml;tzlich f&uuml;r die Redebeitr&auml;ge der menschlichen Krankheit gewesen. Diese kugelige Tumor-Kulturen k&ouml;nnen jedoch mehr als 1 mm im Durchmesser, wachsen schwer zu visualisieren, ohne geeignet-imaging-Technologie.Optische Koh&auml;renztomografie (OCT) ist ein ideales Leben bildgebende Verfahren zur Visualisierung von nicht perturbatively diese komplexen Systeme. OCT aktiviert ausf&uuml;hrliche Beobachtungen des Modells sowohl auf nodul&auml;re als auch auf zellul&auml;rer Ebene, offenbart Wachstumsdynamik, die bisher nicht beobachtet. Das Entwicklung eines Zeitraffer OCT, Lage, automatisierte, mehrdimensionale Erwerb, lieferte weitere Einblicke in das Wachstum und die chemotherapeutischen Antwort von Eierstock-Krebs.

In-vitro-Eierstock Tumor Wachstum und Behandlung Antwort Dynamik mit Zeitraffer OCT-Bildgebung visualisiert.

A treatment monitoring study investigated the differential effects of orthotopic pancreatic cancer models in response to interstitial photodynamic therapy (PDT), and the validity of using magnetic resonance imaging as a surrogate measure of response was assessed.

Imaging tumor variation in response to photodynamic therapy in pancreatic cancer xenograft models.

Eine Behandlung, die &Uuml;berwachung der Studie untersuchte die Wirkungen der Orthotopic Bauchspeicheldr&uuml;senkrebs Modelle als Reaktion auf interstitielle photodynamische Therapie (PDT) und die G&uuml;ltigkeit der mit Magnetresonanz-Bildgebung, da ein Ersatz-Ma&szlig; der Antwort bewertet wurde.

Imaging Tumor Variation als Reaktion auf die photodynamische Therapie bei Bauchspeicheldr&uuml;senkrebs Xenograft-Modelle.

Neointima formation and atherosclerosis compromise long-term graft patency in aortocoronary and peripheral vein bypass grafts. We investigated the short- and long-term effects of periadventitial application of a sustained-release formulation of rapamycin on experimental pig vein grafts with similar dimensions and kinetics to human saphenous vein bypass grafts.

Periadventitial rapamycin-eluting microbeads promote vein graft disease in long-term pig vein-into-artery interposition grafts.

Neointima Bildung und Atherosklerose gef&auml;hrden langfristig Transplantat-Durchg&auml;ngigkeit in Aortocoronary und periphere Vene umgehen Transplantate. Wir untersuchten die kurz- und langfristigen Wirkungen der Periadventitial Anwendung einer Retard-Formulierung des angiomiolipomas auf experimentelle Schwein Vene Transplantate mit &auml;hnlichen Abmessungen und Kinetik zur menschlichen Saphena Vene umgehen Transplantation.

Periadventitial angiomiolipomas-eluting Microbeads f&ouml;rdern Ader-Graft-Krankheit in langfristige Schwein-Vene-in-Arterie Sortenname-Prothesen.

Imaging and photodynamic therapy: mechanisms, monitoring, and optimization.

Bildgebung und photodynamische Therapie: Mechanismen, &Uuml;berwachung und Optimierung.

Targeting molecular markers and pathways implicated in cancer cell growth is a promising avenue for developing effective therapies. Although the Ki-67 protein (pKi-67) is a key marker associated with aggressively proliferating cancer cells and poor prognosis, its full potential as a therapeutic target has never before been successfully shown. In this regard, its nuclear localization presents a major hurdle because of the need for intracellular and intranuclear delivery of targeting and therapeutic moieties. Using a liposomally encapsulated construct, we show for the first time the specific delivery of a Ki-67-directed antibody and subsequent light-triggered death in the human ovarian cancer cell line OVCAR-5. Photoimmunoconjugate-encapsulating liposomes (PICEL) were constructed from anti-pKi-67 antibodies conjugated to fluorescein 5(6)-isothiocyanate, as a photoactivatable agent, followed by encapsulation in noncationic liposomes. Nucleolar localization of the PICELs was confirmed by confocal imaging. Photodynamic activation with PICELs specifically killed pKi-67-positive cancer cells both in monolayer and in three-dimensional (3D) cultures of OVCAR-5 cells, with the antibody TuBB-9 targeting a physiologically active form of pKi-67 but not with MIB-1, directed to a different epitope. This is the first demonstration of (a) the exploitation of Ki-67 as a molecular target for therapy and (b) specific delivery of an antibody to the nucleolus in monolayer cancer cells and in an in vitro 3D model system. In view of the ubiquity of pKi-67 in proliferating cells in cancer and the specificity of targeting in 3D multicellular acini, these findings are promising and the approach merits further investigation.

Ki-67 as a molecular target for therapy in an in vitro three-dimensional model for ovarian cancer.

Targeting molekularer Marker und Wege Zellwachstum Krebs in Verbindung gebracht, ist ein vielversprechender Weg f&uuml;r die Entwicklung von wirksamer Therapien. Obwohl das Ki-67 Protein (pKi-67) ein wichtiger Marker, die aggressiv wuchernden Krebszellen und schlechte Prognose, sein volles Potential zugeordnet ist, da ein therapeutisches Ziel nie hat erfolgreich gezeigt. In diesem Zusammenhang seine nukleare Lokalisierung pr&auml;sentiert eine gro&szlig;e H&uuml;rde wegen der Notwendigkeit der intrazellul&auml;ren und intranukle&auml;ren Lieferung des Zielens und therapeutische Polymerharze. Anhand eine liposomally gekapselte Konstruktion zeigen wir erstmals die spezifische Lieferung eines Antik&ouml;rpers unter der Regie von Ki-67 und nachfolgende Lichtgesteuerte Tod in die menschlichen Eierstockkrebs-Zelllinie OVCAR-5. Photoimmunoconjugate-Kapseln Liposomen (PICEL) wurden von Anti-pKi-67-Antik&ouml;rper Konjugation mit Fluoreszein 5 6-Isothiocyanat, als Agent Photoactivatable, gefolgt von Kapselung in Noncationic Liposomen gebaut. Konfokale Bildgebung best&auml;tigte nukleol&auml;res Lokalisierung von der Pixel. Photodynamische Aktivierung mit Pixel get&ouml;tet speziell pKi-67-positiven Krebszellen in Monolage und dreidimensionale (3D) Kulturen OVCAR-5 Zellen, die Antik&ouml;rper TuBB-9 auf eine physiologisch aktive Form von pKi-67 aber nicht mit MIB-1, an ein anderes Epitop gerichtet. Dies ist die erste Demonstration von (a) die Nutzung der Ki-67 als molekulare Zielscheibe f&uuml;r Therapie und (b) bestimmte Lieferung eines Antik&ouml;rpers, der Nukleolus Monolage Krebszellen und eine in-vitro-3D-Modell-System. Angesichts der weiten Verbreitung von pKi-67 in proliferierenden Zellen bei Krebs und die Besonderheit des Zielens in 3D vielzelligen Acini diese Ergebnisse sind vielversprechend, und der Ansatz verdient eine weitere Untersuchung.

Ki-67 als molekulare Ziel f&uuml;r die Therapie in einer in-vitro-dreidimensionales Modell f&uuml;r Eierstockkrebs.

Three-dimensional tumor models have emerged as valuable in vitro research tools, though the power of such systems as quantitative reporters of tumor growth and treatment response has not been adequately explored. We introduce an approach combining a 3-D model of disseminated ovarian cancer with high-throughput processing of image data for quantification of growth characteristics and cytotoxic response. We developed custom MATLAB routines to analyze longitudinally acquired dark-field microscopy images containing thousands of 3-D nodules. These data reveal a reproducible bimodal log-normal size distribution. Growth behavior is driven by migration and assembly, causing an exponential decay in spatial density concomitant with increasing mean size. At day 10, cultures are treated with either carboplatin or photodynamic therapy (PDT). We quantify size-dependent cytotoxic response for each treatment on a nodule by nodule basis using automated segmentation combined with ratiometric batch-processing of calcein and ethidium bromide fluorescence intensity data (indicating live and dead cells, respectively). Both treatments reduce viability, though carboplatin leaves micronodules largely structurally intact with a size distribution similar to untreated cultures. In contrast, PDT treatment disrupts micronodular structure, causing punctate regions of toxicity, shifting the distribution toward smaller sizes, and potentially increasing vulnerability to subsequent chemotherapeutic treatment.

Quantitative imaging reveals heterogeneous growth dynamics and treatment-dependent residual tumor distributions in a three-dimensional ovarian cancer model.

Dreidimensionale Tumor Modelle entstanden als in-vitro-Forschung wertvolle Tools, aber die Macht solcher Systeme als quantitative Reporter von Tumorwachstum und Behandlung Antwort nicht ausreichend erforscht. Wir stellen einen Ansatz, bei dem ein 3D-Modell disseminierte Eierstockkrebs mit hohem Durchsatz Verarbeitung der Bilddaten zur Quantifizierung der Wachstumseigenschaften und zytotoxische Reaktion. Wir entwickelten benutzerdefinierte MATLAB-Routinen um in L&auml;ngsrichtung erworbenen Dunkelfeld-Mikroskopie-Bildern, die mit Tausenden von 3-d Kn&ouml;tchen zu analysieren. Diese Daten zeigen eine reproduzierbare Bimodale Log-Normal Verteilung. Wachstum Verhalten wird durch Migration und Montage, verursacht eine exponentielle Zerfall in r&auml;umliche Dichte mit zunehmender mittlere Gr&ouml;&szlig;e damit einhergehende vorangetrieben. Am 10. Tag werden die Kulturen mit Carboplatin oder photodynamische Therapie (PDT) behandelt. Wir quantifizieren gr&ouml;&szlig;enabh&auml;ngigen zytotoxische Reaktion f&uuml;r jede Behandlung auf Basis des Kn&ouml;tchen von Kn&ouml;tchen mit automatischen Segmentierung kombiniert mit ratiometrisch Batch-Verarbeitung von Calcein und Ethidiumbromid Bromid Fluoreszenz Intensit&auml;t (Hinweis auf lebenden und tote Zellen, beziehungsweise). Beide Behandlungen reduzieren Lebensf&auml;higkeit, obwohl Carboplatin Micronodules weitgehend strukturell intakt mit eine Korngr&ouml;&szlig;enverteilung unbehandelten Kulturen &auml;hnlich l&auml;sst. Im Gegensatz dazu st&ouml;rt PDT-Behandlung Micronodular Struktur, punktierte Regionen der Toxizit&auml;t, verlagern die Verteilung in Richtung der kleineren Gr&ouml;&szlig;en und potentiell zunehmende Anf&auml;lligkeit f&uuml;r nachfolgende chemotherapeutischen Behandlung verursacht.

Quantitative Bildgebung offenbart heterogene Wachstumsdynamik und Behandlung-abh&auml;ngige residual Tumor Distributionen in einem dreidimensionalen Eierstockkrebs-Modell.

Metastatic ovarian cancer (OvCa) frequently recurs due to chemoresistance, highlighting the need for nonoverlapping combination therapies that mechanistically synergize to eradicate residual disease. Photodynamic therapy (PDT), a photochemistry-based cytotoxic modality, sensitizes ovarian tumors to platinum agents and biologics and has shown clinical promise against ovarian carcinomatosis. We introduce a three-dimensional (3D) model representing adherent ovarian micrometastases and high-throughput quantitative imaging methods to rapidly screen the order-dependent effects of combining benzoporphyrin-derivative (BPD) monoacid A-based PDT with low-dose carboplatin. 3D ovarian micronodules grown on Matrigel were subjected to BPD-PDT either before or after carboplatin treatment. We developed custom fluorescence image analysis routines to quantify residual tumor volume and viability. Carboplatin alone did not eradicate ovarian micrometastases at a dose of 400 mg/m2, leaving surviving cores that were nonsensitive or impermeable to chemotherapy. BPD-PDT (1.25 Î¼mol/LÂ·J/cm2) created punctate cytotoxic regions within tumors and disrupted micronodular structure. Treatment with BPD-PDT prior to low-dose carboplatin (40 mg/m2) produced a significant synergistic reduction [P<0.0001, analysis of covariance (ANCOVA)] in residual tumor volume [0.26; 95% confidence interval (95% CI), 0.19-0.36] compared with PDT alone (0.76; 95% CI, 0.63-0.92) or carboplatin alone (0.95; 95% CI, 0.83-1.09), relative to controls. This synergism was not observed with the reverse treatment order. Here, we demonstrate for the first time the use of a 3D model for micrometastatic OvCa as a rapid and quantitative reporter to optimize sequence and dosing regimens of clinically relevant combination strategies. This approach combining biological modeling with high-content imaging provides a platform to rapidly screen therapeutic strategies for a broad array of metastatic tumors.

Synergistic enhancement of carboplatin efficacy with photodynamic therapy in a three-dimensional model for micrometastatic ovarian cancer.

Metastasierendem Ovarialkarzinom (OvCa) nimmt h&auml;ufig aufgrund von Chemoresistance, was die Notwendigkeit f&uuml;r nicht &uuml;berlappende Kombinationstherapien, die f&uuml;r die Beseitigung der r&eacute;siduelle mechanistisch synergize heute. Photodynamische Therapie (PDT), Photochemie-basierte zytotoxischen Modalit&auml;t, Eierstockkrebs Platin-Agenten und Biologics sensibilisiert und klinische Versprechen gegen Eierstock-Neoplastica gezeigt hat. Wir stellen ein dreidimensionales (3D)-Modell, adh&auml;rente Ovarien Micrometastases und Hochdurchsatz-quantitative Sicherungsmethoden rasch die Reihenfolge-abh&auml;ngige Effekte der Kombination Benzoporphyrin-Derivat (BPD) Monoacid A-basierte PDT mit niedrig dosierten Carboplatin Bildschirm darstellt. 3D ovariellen Micronodules auf Matrigel angebaut wurden BPD-PDT vor oder nach der Carboplatin-Behandlung unterzogen. Wir entwickelten benutzerdefinierte Fluoreszenz Bild-Analyse-Routinen zur Quantifizierung der residual Tumorvolumen und Lebensf&auml;higkeit. Carboplatin alleine nicht ausrotten ovariellen Micrometastases in einer Dosis von 400 mg/m2, verlassen, Kerne, die Personalisierungscookies oder undurchl&auml;ssige zur Chemotherapie zu &uuml;berleben. BPD-PDT (1,25 &mu;mol/GmbHJ/cm2) erstellt punctata zytotoxischen Regionen innerhalb der Tumoren und Micronodular Struktur gest&ouml;rt. Behandlung mit BPD-PDT vor niedrig dosierte Carboplatin (40 mg/m2) produziert eine signifikante Reduktion der synergistische [P &lt; 0,0001, Analyse Kovarianzanalyse (ANCOVA)] in residual Tumor Band [0,26; 95 % Konfidenzintervall (95 % CI), 0.19-0.36] verglichen mit PDT alleine (0,76; 95 % CI, 0.63-0.92) oder Carboplatin alleine (0.95; 95 % CI, 0,83-1.09), im Verh&auml;ltnis zu Steuerelementen. Dieser Synergismus wurde nicht mit der Bestellung der umgekehrte Behandlung beobachtet. Hier zeigen wir erstmals die Verwendung von 3D-Modellen f&uuml;r Micrometastatic OvCa als schnelle und quantitative Reporter, Reihenfolge und Dosierung bestehend aus klinisch relevante Kombination Strategien zu optimieren. Dieser Ansatz kombiniert biologische Modellierung mit hoch-Inhalt-Bildgebung bietet eine Plattform, um schnell Bildschirm therapeutische Strategien f&uuml;r eine breite Palette von metastasierenden Tumoren.

Synergistische Verbesserung von Carboplatin Wirksamkeit mit photodynamische Therapie in ein dreidimensionales Modell f&uuml;r Micrometastatic ovarian Krebs.

In vitro 3D cancer models that provide a more accurate representation of disease in vivo are urgently needed to improve our understanding of cancer pathology and to develop better cancer therapies. However, development of 3D models that are based on manual ejection of cells from micropipettes suffer from inherent limitations such as poor control over cell density, limited repeatability, low throughput, and, in the case of coculture models, lack of reproducible control over spatial distance between cell types (e.g., cancer and stromal cells). In this study, we build on a recently introduced 3D model in which human ovarian cancer (OVCAR-5) cells overlaid on Matrigelâ„¢ spontaneously form multicellular acini. We introduce a high-throughput automated cell printing system to bioprint a 3D coculture model using cancer cells and normal fi broblasts micropatterned on Matrigelâ„¢ . Two cell types were patterned within a spatially controlled microenvironment (e.g., cell density, cell-cell distance) in a high-throughput and reproducible manner; both cell types remained viable during printing and continued to proliferate following patterning. This approach enables the miniaturization of an established macro-scale 3D culture model and would allow systematic investigation into the multiple unknown regulatory feedback mechanisms between tumor and stromal cells and provide a tool for high-throughput drug screening.

A three-dimensional in vitro ovarian cancer coculture model using a high-throughput cell patterning platform.

In-vitro-3D-Krebs-Modelle, die eine genauere Darstellung der Krankheit in-vivo bereitzustellen sind dringend notwendig, um unser Verst&auml;ndnis von Krebs Pathologie zu verbessern und bessere Krebstherapien zu entwickeln. Jedoch Entwicklung von 3D Modellen, die auf manuellen Auswurf der Zellen von Mikropipetten leiden inh&auml;renten Einschr&auml;nkungen z. B. schlechte Steuerung Zelldichte, begrenzte Wiederholbarkeit, niedrige Durchsatz und, bei Coculture Modellen, mangelnde reproduzierbare Kontrolle &uuml;ber r&auml;umliche Distanz zwischen Zelltypen (z. B. Krebs und stromal Zellen). In dieser Studie, bauen wir auf eine k&uuml;rzlich eingef&uuml;hrte 3D-Modell in welche menschlichen Eierstockkrebs (OVCAR-5) Zellen &uuml;berlagert Matrigel &trade; spontan bilden Vielzellige Acini. Wir f&uuml;hren eine automatisierte Hochdurchsatz-Zelle Drucksystem zu Stimmmuster ein 3D Coculture-Modell, die Verwendung von Krebszellen und normalen Fi Broblasts Micropatterned in Matrigel &trade;. Zwei Zelltypen wurden innerhalb eines r&auml;umlich kontrollierte Untersuchungsverfahren (z.B. Zelldichte, Zell-Zell-Entfernung) auf hohen Durchsatz und reproduzierbare Weise gemustert; beide Zelltypen blieb w&auml;hrend des Druckens lebensf&auml;hig und vermehren sich weiterhin folgende Musterung. Dieser Ansatz w&uuml;rde erm&ouml;glicht die Miniaturisierung von einer etablierten Makro-3D Kultur Modell erlauben systematische Untersuchung der mehrere unbekannte regulatorische Feedbackmechanismen zwischen Tumor und stromal Zellen und verf&uuml;gen &uuml;ber ein Tool f&uuml;r Hochdurchsatz-Drogen-Screening.

Ein dreidimensionales in vitro Eierstockkrebs Coculture Modell mithilfe einer Hochdurchsatz-Zelle-Musterung-Plattform.

An outstanding problem in cancer therapy is the battle against treatment-resistant disease. This is especially true for ovarian cancer, where the majority of patients eventually succumb to treatment-resistant metastatic carcinomatosis. Limited perfusion and diffusion, acidosis, and hypoxia play major roles in the development of resistance to the majority of front-line therapeutic regimens. To overcome these limitations and eliminate otherwise spared cancer cells, we utilized the cationic photosensitizer EtNBS to treat hypoxic regions deep inside in vitro 3D models of metastatic ovarian cancer. Unlike standard regimens that fail to penetrate beyond âˆ¼150 Âµm, EtNBS was found to not only penetrate throughout the entirety of large (>200 Âµm) avascular nodules, but also concentrate into the nodules' acidic and hypoxic cores. Photodynamic therapy with EtNBS was observed to be highly effective against these hypoxic regions even at low therapeutic doses, and was capable of destroying both normoxic and hypoxic regions at higher treatment levels. Imaging studies utilizing multiphoton and confocal microscopies, as well as time-lapse optical coherence tomography (TL-OCT), revealed an inside-out pattern of cell death, with apoptosis being the primary mechanism of cell killing. Critically, EtNBS-based photodynamic therapy was found to be effective against the model tumor nodules even under severe hypoxia. The inherent ability of EtNBS photodynamic therapy to impart cytotoxicity across a wide range of tumoral oxygenation levels indicates its potential to eliminate treatment-resistant cell populations.

Killing hypoxic cell populations in a 3D tumor model with EtNBS-PDT.

Eine herausragende Problem in der Krebstherapie ist der Kampf gegen die Behandlung-best&auml;ndige Krankheit. Dies gilt insbesondere f&uuml;r Eierstock-Krebs, die meisten Patienten schlie&szlig;lich Behandlung-best&auml;ndig metastasierendem Neoplastica erliegen. Begrenzte Perfusion und Diffusion, Azidose und Hypoxie spielen wichtige Rollen in der Entwicklung von Resistenzen, die Mehrheit von therapeutischen Front-Line-Therapien. Diese Beschr&auml;nkungen &uuml;berwinden und beseitigen sonst verschont Krebszellen, wir genutzt die kationischen Photosensibilisator EtNBS zur Behandlung von Hypoxie Regionen tief in in-vitro-3D-Modelle von metastasierendem Ovarialkarzinom. Im Gegensatz zu standard-Therapien, die nicht &uuml;ber &sim;150 &micro;m zu durchdringen, EtNBS wurde festgestellt, dass nicht nur in der Gesamtheit der gro&szlig;en durchdringen (&gt; 200 &micro;m) avaskul&auml;re Kn&ouml;tchen, sondern auch Konzentrat in die Kn&ouml;tchen sauer und Hypoxie Kerne. Photodynamische Therapie mit EtNBS wurde hochwirksames Mittel gegen diese Hypoxie Regionen auch bei geringen therapeutischen Dosen werden beobachtet und war in der Lage, Normoxic und Hypoxie Regionen auf h&ouml;heren Ebenen der Behandlung zu zerst&ouml;ren. Imaging-Studien unter Verwendung multiphoton und konfokalen Mikroskopien sowie Zeitraffer Optische Koh&auml;renztomografie ergab (TL-Okt), eine Inside-Out-Muster des Zelle Todes, mit Apoptosis wird der prim&auml;re Mechanismus der Zelle T&ouml;tung. Kritisch, photodynamische Therapie auf der Basis von EtNBS erwies sich wirksam gegen die Modell-Tumor-Kn&ouml;tchen auch unter schweren Hypoxie. Die angeborene F&auml;higkeit des EtNBS photodynamische Therapie Zytotoxizit&auml;t in einem breiten Spektrum von tumorale Sauerstoffversorgung Ebenen vermitteln zeigt sein Potenzial zur Behandlung-best&auml;ndige Zelle Bev&ouml;lkerungen zu beseitigen.

Article	Year
Synergism of epidermal growth factor receptor-targeted immunotherapy with photodynamic treatment of ovarian cancer in vivo. Journal of the National Cancer Institute\| PubMed ID: 16234565	2005
The molecular basis of vitamin D receptor and beta-catenin crossregulation. Molecular cell\| PubMed ID: 16543149	2006
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Imran Rizvi

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