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Cavitation-induced release of liposomal chemotherapy in orthotopic murine pancreatic cancer models: A feasibility study - 08/11/19

Doi : 10.1016/j.clinre.2019.02.015 
Marine Camus a, b, , Ariane Vienne a, Jean-Louis Mestas c, Carlos Pratico a, d, Carole Nicco a, d, Christiane Chereau a, d, Jean-Martial Marie c, Alexei Moussatov c, Gilles Renault a, d, Frederic Batteux a, d, Cyril Lafon c, Frederic Prat a, d
a Inserm U1066, institut Cochin, 75014 Paris, France 
b Sorbonne université, AP–HP, hôpital Saint Antoine, 75012 Paris, France 
c LabTAU, INSERM, Centre Léon Bérard, Université-Lyon 1, Lyon, 69003, Lyon, France 
d Université Paris Descartes, hôpital Cochin, AP–HP, 75014, Paris, France 

Corresponding author at: Endoscopy Unit, Cochin Hospital, 27, rue du Faubourg-St-Jacques, 75014 Paris, FranceEndoscopy Unit, Cochin Hospital27, rue du Faubourg-St-JacquesParis75014France

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Highlights

Pancreatic ductal adenocarcinoma, one of the most dreadful malignancies, is rapidly increasing in incidence.
Ultrasound has the potential to trigger release in a well-defined volume of tissue by fine-focusing the US beam and creating local cavitation, thus increasing the therapeutic-toxicity ratio of encapsulated drugs in a specific target tissue.
This study demonstrates the feasibility of applying inertial cavitation in addition to drug-carrying liposomes accumulated in the tumor.
Even if this study has several limitations, we brought preliminary data to demonstrate that inertial cavitation could be generated to increase the therapeutic effect of drug-carrying liposomes accumulated in the tumor.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Summary

Targeted and triggered release of liposomal drug using ultrasound (US) induced cavitation represents a promising treatment modality to increase the therapeutic-toxicity ratio of encapsulated chemotherapy.

Objectives

To study the feasibility and efficacy of a combination of focused US and liposomal doxorubicin (US-L-DOX) release in orthotopic murine models of pancreatic cancer.

Material and methods

A confocal US setup was developed to generate US inertial cavitation delivery in a controlled and reproducible manner and designed for two distinct murine orthotopic pancreatic cancer models. Controlled cavitation at 1 MHz was applied within the tumors after L-DOX injection according to a preliminary pharmacokinetic study.

Results

In vitro studies confirmed that L-DOX was cytostatic. In vivo pharmacokinetic study showed L-DOX peak tumor accumulation at 48h. Feasibility of L-DOX injection and US delivery was demonstrated in both murine models. In a nude mouse model, at W9 after implantation (W5 after treatment), US-L-DOX group (median [IQR] 51.43 mm3 [35.1–871.95]) exhibited significantly lower tumor volumes than the sham group (216.28 [96.12–1202.92]), the US group (359.44 [131.48–1649.25]), and the L-DOX group (255.94 [84.09–943.72]), and a trend, although not statistically significant, to a lower volume than Gemcitabine group (90.48 [42.14–367.78]).

Conclusion

This study demonstrates that inertial cavitation can be generated to increase the therapeutic effect of drug-carrying liposomes accumulated in the tumor. This approach is potentially an important step towards a therapeutic application of cavitation-induced drug delivery in pancreatic cancer.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Keywords : Ultrasound, Drug delivery, Liposome, Cavitation, Chemoresistance, Pancreatic cancer


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Vol 43 - N° 6

P. 669-681 - Novembre 2019 Ritorno al numero
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  • Characteristic and outcomes of patients with pathologic complete response after preoperative treatment in borderline and locally advanced pancreatic adenocarcinoma: An AGEO multicentric retrospective cohort
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