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Murine Bioluminescent Hepatic Tumour Model

This video describes the establishment of liver metastases in a mouse model that can be subsequently analysed by bioluminescent imaging. Tumour cells are ...

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<em>Ex Vivo</em> Culture of Patient Tissue &amp; Examination of Gene Delivery

This video describes the use of patient tissue as an ex vivo model for the study of gene delivery.  Fresh patient tissue obtained at the time of surgery ...

The most common cause of death of cancer sufferers is through the occurrence of metastases. The metastatic behaviour of tumour cells is regulated by extracellular growth factors such as hepatocyte growth factor (HGF), a ligand for the c-Met receptor tyrosine kinase, and aberrant expression/activation of the c-Met receptor is closely associated with metastatic progression. Nk4 (also known as Interleukin (IL)32b) is a competitive antagonist of the HGF c-Met system and inhibits c-Met signalling and tumour metastasis. Nk4 has an additional anti-angiogenic activity independent of its HGF-antagonist function. Angiogenesis-inhibitory as well as cancer-specific apoptosis inducing effects make the Nk4 sequence an attractive candidate for gene therapy of cancer. This study investigates the inhibition of tumour metastasis by gene therapy mediated production of Nk4 by the primary tumour. Optimal delivery of anti-cancer genes is vital in order to achieve the highest therapeutic responses. Non-viral plasmid delivery methods have the advantage of safety and ease of production, providing immediate transgene expression, albeit short-lived in most tumours. Sustained presence of anti-angiogenic molecules is preferable with anti-angiogenic therapies, and the long-term expression mediated by Adeno-associated Virus (AAV) might represent a more appropriate delivery in this respect. However, the incubation time required by AAV vectors to reach appropriate gene expression levels hampers efficacy in many fast-growing murine tumour models. Here, we describe murine trials assessing the effects of Nk4 on the spontaneously metastatic Lewis Lung Carcinoma (LLC) model when delivered to primary tumour via plasmid lipofection or AAV2 vector. Intratumoural AAV-Nk4 administration produced the highest therapeutic response with significant reduction in both primary tumour growth and incidence of lung metastases. Plasmid-mediated therapy also significantly reduced metastatic growth, but with moderate reduction in primary subcutaneous tumour growth. Overall, this study demonstrates the potential for Nk4 gene therapy of metastatic tumours, when delivered by AAV or non-viral methods.

Anti-metastatic effects of viral and non-viral mediated Nk4 delivery to tumours.

Die h&auml;ufigste Ursache des Todes von Krebspatienten ist durch das Auftreten von Metastasen. Das metastasierendem Verhalten der Tumorzellen extrazellul&auml;rer Wachstumsfaktoren wie Hepatozyten-Wachstumsfaktor (HGF), ein Ligand f&uuml;r die c-Met-Rezeptor-Tyrosinkinase geregelt ist und aberrante Ausdruck/Aktivierung des Rezeptors c-Met ist eng verbunden mit metastasierendem Fortschreiten. Nk4 (auch bekannt als Interleukin (IL) 32b) ist ein kompetitiver Antagonist des HGF-c-Met-Systems und c-Met Signal- und Tumor Metastasen hemmt. Nk4 hat eine zus&auml;tzliche Anti-angiogenen Aktivit&auml;t unabh&auml;ngig von seiner Funktion HGF-Antagonist. Angiogenese hemmende sowie krebsspezifische Apoptose-induzierende Effekte machen die Nk4 ein attraktiver Kandidat f&uuml;r Gentherapie von Krebs zu sequenzieren. Diese Studie untersucht die Hemmung der Tumor Metastasen bei gen Therapie vermittelte Produktion von Nk4 des Prim&auml;rtumors. Optimale Bereitstellung von Anti-Krebs-gen ist entscheidend f&uuml;r die Erreichung die h&ouml;chsten therapeutischen Antworten. Non-viral Plasmid Zustellmethoden haben den Vorteil der Sicherheit und Leichtigkeit der Produktion, die sofortige Transgenexpression, wenn auch kurzlebigen bei den meisten Tumoren. Anhaltenden Pr&auml;senz einer Anti-angiogenen Molek&uuml;le ist mit Anti-angiogenen Therapien vorzuziehen, und der langfristige Ausdruck vermittelt durch Adeno-assoziierte Virus (AAV) k&ouml;nnte eine geeignetere Lieferung in dieser Hinsicht darstellen. Jedoch die Inkubationszeit von AAV Vektoren erforderlich, um die entsprechenden Gen Ausdruck Ebenen behindert Wirksamkeit in vielen schnell wachsenden murinen erreichen Tumor-Modelle. Hier beschreiben wir murine Studien, die Beurteilung der Auswirkungen von Nk4 auf spontan metastasierenden Lewis Lunge Karzinom (LLC) Modell wenn Prim&auml;rtumors &uuml;ber Plasmid Lipofektion oder AAV2 Vektor zugestellt. Intratumorale AAV-Nk4 Verwaltung produziert die h&ouml;chste therapeutische Reaktion mit signifikanten Reduktion sowohl die prim&auml;ren Tumorwachstum als auch die Inzidenz von Lungenkrebs Metastasen. Plasmid-vermittelte Therapie auch deutlich reduziert metastasierendem Wachstum, aber mit moderaten R&uuml;ckgang der prim&auml;ren subkutane Tumorwachstum. Insgesamt zeigt diese Studie das Potenzial f&uuml;r Nk4 Gentherapie von metastasierenden Tumoren, wenn von AAV oder nicht-viralen Methoden geliefert.

Anti-metastatischen Wirkung von viralen und nicht-viralen vermittelte Nk4 Lieferung an Tumoren.

Iatrogenic trauma is the leading cause of ureteric injury with an incidence in abdominal and pelvic surgery varying between 0.4 and 2.5%.

Antegrade deligation of iatrogenic distal ureteric obstruction utilising a high pressure balloon dilatation technique.

Iatrogene Trauma ist die f&uuml;hrende Ursache der ureteric Verletzung mit einer Inzidenz in der Bauch- und Becken-Chirurgie zwischen 0,4 und 2,5 %.

Antegrade Deligation iatrogene distale ureteric Obstruktionspolitik Nutzung eine Hochdruck-Ballon-Dilatation-Technik.

Bacteria-mediated transfer of plasmid DNA to mammalian cells (bactofection) has been shown to have significant potential as an approach to express heterologous proteins in various cell types. This is achieved through entry of the entire bacterium into cells, followed by release of plasmid DNA. In a murine model, we show that Listeria monocytogenes can invade and spread in tumors, and establish the use of Listeria to deliver genes to tumors in vivo. A novel approach to vector lysis and release of plasmid DNA through antibiotic administration was developed. Ampicillin administration facilitated both plasmid transfer and safety control of vector. To further improve on the gene delivery system, we selected a Listeria monocytogenes derivative that is more sensitive to ampicillin, and less pathogenic than the wild-type strain. Incorporation of a eukaryotic-transcribed lysin cassette in the plasmid further increased bacterial lysis. Successful gene delivery of firefly luciferase to growing tumors in murine models and to patient breast tumor samples ex vivo was achieved. The model described encompasses a three-phase treatment regimen, involving (1) intratumoral administration of vector followed by a period of vector spread, (2) systemic ampicillin administration to induce vector lysis and plasmid transfer, and (3) systemic administration of combined moxifloxacin and ampicillin to eliminate systemic vector. For the first time, our results reveal the potential of Listeria monocytogenes for in vivo gene delivery.

A novel Listeria monocytogenes-based DNA delivery system for cancer gene therapy.

Bakterien-vermittelten &Uuml;bertragung von Plasmid-DNA in S&auml;ugetierzellen (Bactofection) hat sich ein bedeutendes Potenzial als Ansatz zur heterologe Proteinen in verschiedenen Zelltypen schnelles haben gezeigt. Dies wird erreicht durch Eintrag des gesamten Bakteriums in Zellen, gefolgt von Freisetzung von Plasmid DNA. In einem murinen Modell zeigen wir, dass Listeria Monocytogenes eindringen und verbreiten kann Tumoren, und schaffen die Verwendung von Listeria, Gene zu Tumoren in vivo zu liefern. Ein neuartiger Ansatz f&uuml;r Vektor-Zerst&ouml;rung und Freigabe von Plasmid-DNA durch Antibiotika-Gabe entwickelte. Ampicillin Verwaltung erleichtert sowohl Plasmid-Transfer und Sicherheit-Kontrolle des Vektors. Um weiter im Gen-Delivery-System zu verbessern, haben wir ein Listeria Monocytogenes-Derivat, das empfindlicher gegen Ampicillin und weniger pathogenen als der Wildtyp-Stamm ist ausgew&auml;hlt. Gr&uuml;ndung einer eukaryotischen transkribiert Lysin-Kassette in das Plasmid stieg weiter bakterielle Zerst&ouml;rung. Erfolgreiche gen-Lieferung von Gl&uuml;hw&uuml;rmchen Luciferase auf wachsende Tumoren in murinen Modelle und geduldig Brust Tumor Stichproben ex Vivo wurde erreicht. Beschriebenen Modell umfasst einen drei-Phasen-Behandlungsschema, intratumorale (1) die Verwaltung des Vektors, gefolgt von einem Punkt des Vektors verteilt, (2) systemische Ampicillin Verwaltung Vektor-Zerst&ouml;rung und Plasmid-Transfer zu veranlassen, und (3) systemischer Verabreichung von kombinierten Moxifloxacin und Ampicillin, systemische Vektor zu beseitigen. Zum ersten Mal zeigen unsere Ergebnisse das Potenzial von Listeria Monocytogenes in-vivo gen Lieferung.

Ein neuartiges Listeria Monocytogenes-basierten DNA Delivery System f&uuml;r Krebs-Gentherapie.

Certain bacteria have emerged as biological gene vectors with natural tumor specificity, capable of specifically delivering genes or gene products to the tumor environment when intravenously (i.v.) administered to rodent models. We show for the first time that oral administration of bacteria to mice resulted in their translocation from the gastrointestinal tract (GIT) with subsequent homing to and replication specifically in tumors. The commensal, nonpathogenic Bifidobacterium breve UCC2003 harboring a plasmid expressing lux fed to mice bearing subcutaneous (s.c.) tumors were readily detected specifically in tumors, by live whole-body imaging, at levels similar to i.v. administration. Reporter gene expression was visible for >2 weeks in tumors. Mice remained healthy throughout experiments. Cytokine analyses indicated a significant upregulation of interferon-gamma (IFN-gamma) in the GIT of bifidobacteria-fed mice, which is associated with increases in epithelial permeability. However, B. breve feeding did not increase systemic levels of other commensal bacteria. The presence of tumor was not necessary for translocation to systemic organs to occur. These findings indicate potential for safe and efficient gene-based treatment and/or detection of tumors via ingestion of nonpathogenic bacteria expressing therapeutic or reporter genes.

Orally administered bifidobacteria as vehicles for delivery of agents to systemic tumors.

Bestimmte Bakterien entstanden als biologische Genvektoren mit nat&uuml;rlichen Tumor-Spezifit&auml;t, f&auml;hig zum liefern speziell Gene oder Genprodukte der Tumor-Umgebung beim Nagetier Modelle intraven&ouml;s (i.v.) verabreicht. Mit nachfolgenden, und eine Replikation speziell in Tumoren zeigen wir zum ersten Mal, das oraler Gabe von Bakterien auf M&auml;use zu ihrer Umsiedlung aus dem Magendarmtrakt (GIT) gef&uuml;hrt hat. Kommensale, nonpathogenic Bifidobacterium Breve UCC2003 beherbergen ein Plasmid Ausdr&uuml;cken Lux gef&uuml;ttert mit M&auml;usen subkutan (s.c.) mit Tumoren wurden leicht speziell bei Tumoren, durch live Ganzk&ouml;rper-Bildgebung, auf Ebenen &auml;hnlich i.v. Verwaltung festgestellt. Reporter-Genexpression war sichtbar f&uuml;r &gt; 2 Wochen in Tumoren. M&auml;use blieben gesund im gesamten Experimente. Cytokine Analysen angegeben eine bedeutende Hochregulation von Interferon-Gamma (IFN-Gamma) in der GIT Bifidobakterien gef&uuml;tterten M&auml;use, Anstieg der epithelialen Durchl&auml;ssigkeit zugeordnet ist. Jedoch B. brevis F&uuml;tterung nicht systemische Kommensale Bakterien erh&ouml;ht. Die Anwesenheit von Tumor war nicht notwendig f&uuml;r Umsiedlung zu systemischen Organen auftreten. Diese Befunde zeigen Potenzial f&uuml;r sichere und effiziente Gen-gegr&uuml;ndete Behandlung und/oder Nachweis von Tumoren &uuml;ber Aufnahme nonpathogenic Bakterien Ausdruck therapeutischen oder Reporter-gen.

Oral verabreichten Bifidobakterien als Fahrzeuge f&uuml;r die Zustellung der Agenten zu systemischen Tumoren.

Preclinical results with various gene therapy strategies indicate significant potential for new cancer treatments. However, many therapeutics fail at clinical trial, often due to differences in tissue physiology between animal models and humans, and tumor phenotype variation. Clinical data relevant to treatment strategies may be generated prior to clinical trial through experimentation using intact patient tissue ex vivo. We developed a novel tumor slice model culture system that is universally applicable to gene delivery methods, using a realtime luminescence detection method to assess gene delivery. Methods investigated include viruses (adenovirus [Ad] and adeno-associated virus), lipofection, ultrasound (US), electroporation and naked DNA. Viability and tumor populations within the slices were well maintained for seven days, and gene delivery was qualitatively and quantitatively examinable for all vectors. Ad was the most efficient gene delivery vector with transduction efficiency >50%. US proved the optimal non-viral gene delivery method in human tumor slices. The nature of the ex vivo culture system permitted examination of specific elements. Parameters shown to diminish Ad gene delivery included blood, regions of low viability and secondary disease. US gene delivery was significantly reduced by blood and skin, while tissue hyperthermia improved gene delivery. US achieved improved efficacy for secondary disease. The ex vivo model was also suitable for examination of tissue-specific effects on vector expression, with Ad expression mediated by the CXCR4 promoter shown to provide a tumor selective advantage over the ubiquitously active cytomegalovirus promoter. In conclusion, this is the first study incorporating patient tissue models in comparing gene delivery from various vectors, providing knowledge on cell-type specificity and examining the crucial biological factors determining successful gene delivery. The results highlight the importance of in-depth preclinical assessment of novel therapeutics and may serve as a platform for further testing of current, novel gene delivery approaches.

Preclinical evaluation of gene delivery methods for the treatment of loco-regional disease in breast cancer.

Pr&auml;klinische Ergebnisse mit verschiedenen Gen-Therapie-Strategien zeigen erhebliches Potential f&uuml;r neue Krebstherapien. Viele Therapeutika allerdings an der klinischen Pr&uuml;fung, oft aufgrund von Unterschieden in Gewebe Physiologie zwischen Tiermodelle und Menschen Tumor Ph&auml;notyp Variation. Klinische Daten zu Behandlungsstrategien k&ouml;nnen vor der klinischen Pr&uuml;fung durch Experimente mit intakten Patienten Gewebe ex Vivo generiert werden. Wir entwickelt neuartige Tumor Scheibe Kultur Modellsystem, die universell f&uuml;r gen Liefermethoden, ist ein Echtzeit-Lumineszenz-Nachweisverfahren um zu gen-Lieferung zu bewerten. Methoden untersucht sind Viren (Adenoviren [Ad] und Adeno-assoziierte Virus), Lipofektion, Ultraschall (US), Elektroporation und nackte DNA. Lebensf&auml;higkeit und Tumor-Populationen innerhalb der Segmente waren gut gepflegt, f&uuml;r sieben Tage und gen-Lieferung war f&uuml;r alle Vektoren qualitativ und quantitativ me&szlig;bar. Anzeige war der effizienteste gen-Lieferung-Vektor mit Transduktion Effizienz &gt; 50 %. U.S. erwies sich als die optimale nicht-virale Gentransfer-&Uuml;bermittlungsmethode in menschlichen Tumor-Scheiben. Die Natur der Ex Vivo Kultur Pr&uuml;fung der spezifischen Elemente zul&auml;ssig. Gen Anzeigenauslieferung verringern gezeigten Parameter enthalten Blut, Regionen geringer Rentabilit&auml;t und Folgeerkrankung. US-gen Lieferung wurde durch Blut und Haut, deutlich reduziert, w&auml;hrend Gewebe Hyperthermie gen Lieferung verbessert. USA erzielt verbesserte Wirksamkeit f&uuml;r Folgeerkrankung. Die ex-Vivo Modell war auch geeignet f&uuml;r die Untersuchung von Gewebe-spezifischen Auswirkungen auf Vektor-Ausdruck, mit Ad-Ausdruck vermittelt durch den Projekttr&auml;ger des CXCR4 gezeigt, um einen Tumor selektiven Vorteil gegen&uuml;ber der ubiquit&auml;r aktiven Zytomegalievirus-Veranstalter bieten. Zusammenfassend ist dies die erste Studie mit Patienten Gewebe-Modelle im Vergleich gen Lieferung aus verschiedenen Vektoren, die Kenntnisse &uuml;ber Zelltyp Spezifit&auml;t und untersuchen die entscheidenden biologischen Faktoren, die erfolgreiche gen-Lieferung. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der eingehenden vorklinische Beurteilung neuartiger Therapeutika und k&ouml;nnen als Plattform f&uuml;r weitere Tests der aktuellen, Roman gen Lieferung Ans&auml;tze dienen.

Pr&auml;klinische Bewertung der Gen-Lieferung-Methoden f&uuml;r die Behandlung der Lok-Regional-Krankheit bei Brustkrebs.

Adeno-associated virus (AAV) vectors have significant potential as gene delivery vectors for cancer gene therapy. However, broad AAV2 tissue tropism results in nonspecific gene expression.

Targeting of breast metastases using a viral gene vector with tumour-selective transcription.

Adeno-assoziierte Virus (AAV) Vektoren haben erhebliches Potenzial als Lieferung Genvektoren f&uuml;r Krebs-Gentherapie. Breite AAV2 Gewebe Tropismus f&uuml;hrt jedoch unspezifische Genexpression.

Ausrichtung der Brustkrebs-Knochenmetastasen einen virale Gentransfer-Vektor mit Tumor-selektive Transkription verwenden.

Die Induktion von systemischen Immunantworten gegen Antigene Ziele, die von Krebszellen &uuml;ber ausgedr&uuml;ckt werden stellt eine leistungsf&auml;hige therapeutische Strategie zu deiner metastasiertem Krebs. Wir bestimmten antitumor Immunantworten in einem murinen Modell von Prostatakrebs durch orale Gabe von einem attenuierten Stamm von Salmonella Typhimurium mit einem Plasmid Codierung f&uuml;r murine Prostata Stammzell-Antigen generiert.

Induktion von wirksamen antitumor Reaktion nach Schleimhaut-bakterielle Vektor DNA-Impfung mit endogenen Prostatakrebs spezifisches Antigen vermittelt.

The induction of systemic immune responses against antigenic targets that are over expressed by cancer cells represents a powerful therapeutic strategy to target metastatic cancer. We generated specific antitumor immune responses in a murine model of prostate cancer by oral administration of an attenuated strain of Salmonella typhimurium containing a plasmid coding for murine prostate stem cell antigen.

ArticleTotal : 2	Year
Publication title Cited by 11	2010
Publication title Cited by 4	2010

Article	Year
Anti-metastatic effects of viral and non-viral mediated Nk4 delivery to tumours. Genetic vaccines and therapy\| PubMed ID: 19272140	2009
Antegrade deligation of iatrogenic distal ureteric obstruction utilising a high pressure balloon dilatation technique. Gynecologic oncology\| PubMed ID: 19481789	2009
A novel Listeria monocytogenes-based DNA delivery system for cancer gene therapy. Human gene therapy\| PubMed ID: 20105075	2010
Orally administered bifidobacteria as vehicles for delivery of agents to systemic tumors. Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy\| PubMed ID: 20389288	2010
Preclinical evaluation of gene delivery methods for the treatment of loco-regional disease in breast cancer. Experimental biology and medicine (Maywood, N.J.)\| PubMed ID: 21444371	2011
Targeting of breast metastases using a viral gene vector with tumour-selective transcription. Anticancer research\| PubMed ID: 21617219	2011
Induction of effective antitumor response after mucosal bacterial vector mediated DNA vaccination with endogenous prostate cancer specific antigen. The Journal of urology\| PubMed ID: 21683415	2011
Little old ladies' hernia: a clinical diagnostic conundrum. BMJ case reports\| PubMed ID: 21691397	2009
Rapid resolution of phlegmonous gastritis using antibiotics alone. BMJ case reports\| PubMed ID: 21789106	2009
The wandering splenunculus: a diagnostic dilemma. BMJ case reports\| PubMed ID: 21829427	2009

Simon Rajendran

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