Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Convection-एन्हांस्ड डिलिवरी के माध्यम से Murine मस्तिष्क में एंटीबॉडी की डिलीवरी

Published: July 18, 2019 doi: 10.3791/59675
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Institute of Laboratory Animal Science, University of Zurich

Summary

Convection-एन्हांस्ड वितरण (सीईडी) एक विधि है जो बड़े ऊतक ों की मात्रा के प्रत्यक्ष प्रसार द्वारा मस्तिष्क में चिकित्सकीय के प्रभावी वितरण को सक्षम करती है। प्रक्रिया कैथेटर और एक अनुकूलित इंजेक्शन प्रक्रिया के उपयोग की आवश्यकता है। इस प्रोटोकॉल एक माउस मस्तिष्क में एक एंटीबॉडी के सीईडी के लिए एक पद्धति का वर्णन करता है.

Abstract

Convection-एन्हांस्ड वितरण (सीईडी) एक कैथेटर प्रणाली का उपयोग कर बड़े मस्तिष्क की मात्रा के प्रभावी भ्रम को सक्षम करने के लिए एक neurosurgical तकनीक है। इस तरह के एक दृष्टिकोण रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) पारित द्वारा एक सुरक्षित वितरण विधि प्रदान करता है, इस प्रकार गरीब BBB-permeability के साथ चिकित्सकीय के साथ उपचार की अनुमति या जिनके लिए प्रणालीगत जोखिम वांछित नहीं है, उदाहरण के लिए, विषाक्तता के कारण. CED कैथेटर डिजाइन के अनुकूलन की आवश्यकता है, इंजेक्शन प्रोटोकॉल, और infusate के गुण. इस प्रोटोकॉल के साथ हम चूहों के caudate putamen में एक एंटीबॉडी के 20 डिग्री ग्राम युक्त समाधान के CED प्रदर्शन करने के लिए कैसे का वर्णन. यह कदम कैथेटर की तैयारी का वर्णन करता है, उन्हें इन विट्रो में परीक्षण और एक ramping इंजेक्शन कार्यक्रम का उपयोग कर चूहों में सीईडी प्रदर्शन. प्रोटोकॉल आसानी से अन्य जलसेक मात्रा के लिए समायोजित किया जा सकता है और विभिन्न अनुरेखण या औषधीय रूप से सक्रिय या निष्क्रिय पदार्थों इंजेक्शन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, chemotherapeutics सहित, साइटोकिन्स, वायरल कणों, और liposomes.

Introduction

रक्त मस्तिष्क बाधा (BBB) रक्त परिसंचरण से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) को अलग एक semipermeable सीमा रूपों. चिकित्सकीय के साथ सीएनएस तक पहुंचना हालांकि मस्तिष्क ट्यूमर, अल्जाइमर रोग (एडी) या पार्किंसंस रोग (पीडी) जैसे विभिन्न रोगों के संदर्भ में आवश्यक है1अन्य लोगों के बीच। यह नई चिकित्सा के विकास में महत्वपूर्ण हो जाता है, खासकर अगर परीक्षण दवा गरीब BBB पारगम्यता दर्शाती है या इसके प्रणालीगत जोखिम खतरनाक विषाक्तता1,2के लिए नेतृत्व कर सकते हैं . नैदानिक रूप से इस्तेमाल किए गए एंटीबॉडी में से कुछ इन दोनों सुविधाओं को प्रदर्शित करते हैं। इस समस्या का एक समाधान के लिए सीधे BBB के पीछे चिकित्सकीय उद्धार होगा.

Convection-एन्हांस्ड डिलीवरी (सीईडी) एक neurosurgical बड़े मस्तिष्क की मात्रा के प्रभावी भ्रम को सक्षम करने तकनीक है. यह शल्य चिकित्सा लक्ष्य क्षेत्र में एक या एक से अधिक कैथेटर स्थापित करने से हासिल की है. औषध अनुप्रयोग के दौरान कैथेटर के उद्घाटन पर दाब प्रवणता का निर्माण होता है, जो ऊतक3,4 में इन्फ्यूसेट फैलाव का प्रेरक बल बन जाताहै. इस प्रकार जलसेक की अवधि है न कि विसरण गुणांक जो जलसेक श्रेणी2,4,5का निर्धारण करते हैं . यह पारंपरिक, प्रसार आधारित इंट्रासेरेब्रल इंजेक्शन विधियों2,6की तुलना में मस्तिष्क की मात्रा में एक बहुत अधिक मात्रा में infusate की एक समान वितरण प्रदान करता है . एक ही समय में, इस वितरण मोडलिटी ऊतक क्षति2के एक कम जोखिम है. तदनुसार, सीईडी सीएनएस ट्यूमर के उपचार के लिए पारंपरिक कीमोथेरपी के सुरक्षित और प्रभावशाली प्रशासन को सक्षम कर सकता है, साथ ही अन्य सीएनएस विकारों की एक भीड़ में इम्यूनोमॉड्यूलेटरी एजेंटों या एगोनिस्ट और विरोधी एंटीबॉडी की डिलीवरी2 ,7,8,9. सीईडी वर्तमान में पार्किंसंस रोग, अल्जाइमर रोग, साथ ही उच्च ग्रेड ग्लिओमा2,7,8,10,11के उपचार में परीक्षण किया जाता है।

कैथेटर डिजाइन और इंजेक्शन आहार सीईडी 10, 12,13,14,15,16के परिणाम को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है . इसके अलावा, इसके लिए कणों के मध्यम आकार, एक एनियनोनिक आवेश और कम ऊतक संबंध 10,17सहित इन्फ्यूसेट के विशिष्ट भौतिक गुणों की आवश्यकता होती है। इनमें से प्रत्येक पैरामीटर को मस्तिष्क क्षेत्र की हिस्टोलॉजिकल विशेषताओं के अनुसार संभावित रूप से समायोजित किया जाना चाहिए , जिन्हें लक्षित किया जाना चाहिए2,10,17.

यहाँ हम चूहों के caudate putamen (striatum) में एक एंटीबॉडी समाधान के सीईडी प्रदर्शन के लिए पद्धति का वर्णन. इसके अलावा, प्रोटोकॉल एक प्रयोगशाला सेटअप में कदम कैथेटर की तैयारी भी शामिल है, उन्हें इन विट्रो में परीक्षण और सीईडी प्रदर्शन.

साहित्य में उपलब्ध कई कैथेटर डिजाइन हैं, कैनुला के आकार से भिन्न, प्रयुक्त सामग्री और कैथेटर के उद्घाटन की संख्या12,15,18,19,20 ,21,22. हम एक व्यर्थ सिलिका केशिका से बना एक कदम कैथेटर का उपयोग कर रहे हैं एक कुंद अंत धातु सुई से 1 मिमी फैला. इस कैथेटर डिजाइन आसानी से एक अनुसंधान प्रयोगशाला में निर्मित किया जा सकता है और reproducibly अच्छा CED परिणाम देता है जब विवो23में मस्तिष्क parenchyma जैसी शारीरिक मानकों के साथ agarose ब्लॉक के साथ विट्रो में परीक्षण किया .

इसके अलावा, हम विवो में infusate के 5 $L देने के लिए एक रैंपिंग आहार लागू करते हैं। ऐसे प्रोटोकॉल में इंजेक्शन दर 0.2 डिग्री सेल्सियस प्रति न्यूनतम से बढ़कर अधिकतम 0.8 डिग्री सेल्सियस प्रति न्यूनतम हो जाती है, इस प्रकारकैथेटर के साथ-साथ भाटा के साथ-साथ भाटा क्षति के जोखिम को कम करने की संभावना को कम किया जाता है। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके, हमने 11 मिनट 30 एस के दौरान पीबीएस के 5 डिग्री एल में एंटीबॉडी के 20 डिग्री ग्राम तक चूहों को सफलतापूर्वक प्रशासित किया है।

प्रोटोकॉल आसानी से अन्य जलसेक मात्रा के लिए या विभिन्न अन्य पदार्थों इंजेक्शन के लिए समायोजित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए रसायन चिकित्सा, साइटोकिन्स, वायरल कणों या liposomes2,10,14,18 ,22. फॉस्फेट बफर नमकीन (पीबीएस) या एंटीबॉडी के कृत्रिम मस्तिष्कमेरु द्रव (एसीएसएफ) समाधान की तुलना में काफी अलग भौतिक रासायनिक गुणों के साथ infusate का उपयोग करने के मामले में, अतिरिक्त सत्यापन चरणों की सिफारिश की जाती है। कैथेटर विधानसभा, सत्यापन और सीईडी के लिए, हम एक नियमित स्टीरियोटेक्टिक फ्रेम पर घुड़सवार एक ड्रिल और इंजेक्शन इकाई के साथ एक स्टीरियोटैक्टिक रोबोट का उपयोग कर सभी चरणों का वर्णन। इस प्रक्रिया को भी एक मैनुअल स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम प्रोग्राम microinfusion पंप है कि वर्णित ग्लास microsyringes ड्राइव कर सकते हैं से जुड़े के साथ किया जा सकता है.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

यहाँ वर्णित सभी विधियों को स्विस कैंटोनल पशु चिकित्सा कार्यालय द्वारा लाइसेंस संख्या ]H246/15 के तहत अनुमोदित किया गया है।

1. कदम कैथेटर्स की तैयारी

  1. कैथेटर के कदम के लिए एक संगलित सिलिका ट्यूबिंग की तैयारी
    1. 0.1 मिमी के आंतरिक व्यास और 30 मिमी की लंबाई के लिए 0.0325 मिमी टयूबिंग की दीवार मोटाई के साथ जुड़े सिलिका केशिका कट।
    2. दरारें के लिए टयूबिंग की जांच करें और ट्यूबिंग के उद्घाटन को सुनिश्चित करने के लिए एक माइक्रोफोर्ज का उपयोग करके समाप्त होने वाली गर्मी पॉलिश करें।
  2. धातु की सुई में आंतरिक ट्यूब का निर्धारण
    1. एक 10 डिग्री एल सिरिंज पर एक 27 जी सुई माउंट और एक स्टीरियोटेक्टिक रोबोट में सिरिंज जगह है।
    2. रोबोट का उपयोग करना, एक कठिन सतह पर सिरिंज ले जाएँ और सुई टिप के साथ इसे छूने. यह कैथेटर कदम की लंबाई की स्थापना के लिए एक संदर्भ सतह के रूप में काम करेगा क्योंकि इस स्थिति को नोट या सॉफ्टवेयर में बचाया जाना चाहिए.
    3. सुई के अंदर जुड़े सिलिका केशिका को रखने के लिए सुई को ऊंचा करें
    4. फ्यूज्ड सिलिका केशिका को सुई में इस तरह रखें कि केशिका का 20 मिमी सुई से बाहर निकल रहा है।
    5. एक पिपेट का उपयोग करना, समान रूप से फैला 2 $L उच्च चिपचिपापन cyanoacrylate चिपकने वाली केशिका पर, धातु की सुई से शुरू करने और केशिका के निचले अंत से ऊपर 10 मिमी परिष्करण, जैसा कि चित्र 2में दर्शाया गया है।
    6. स्टीरियोटेक्टिक रोबोट का उपयोग करना, सुई को तब तक कम करें जब तक धातु की सुई की नोक संदर्भ सतह पर 1 मिमी न हो। इस तरह से जुड़े सिलिका केशिका धातु सुई में तय हो जाएगा और धातु सुई की नोक से एक 1 मिमी कदम के रूप में होगा. कदम कुंद से बचने के लिए धातु सुई के अंत में बनाने गोंद के किसी भी अतिरिक्त निकालें.
    7. गोंद कठोर और स्टीरियोटेक्टिक रोबोट से कैथेटर के साथ सिरिंज को दूर करने के लिए 15 मिनट प्रतीक्षा करें। पुष्टि करें कि कदम पर सभी अतिरिक्त गोंद एक माइक्रोस्कोप के तहत कैथेटर की नोक की जाँच करके हटा दिया गया है.
  3. agarose के एक ब्लॉक का उपयोग कर कदम कैथेटर परीक्षण
    1. एक पारंपरिक जेल ट्रे में पीबीएस में 0.6% agarose समाधान तैयार है और जब तक यह polymerizes प्रतीक्षा करें। लगभग 20 मिमी x 20 मिमी ब्लॉक में agarose कट. उपयोग करते समय, ब्लॉक PBS में डूबे रहते हैं.
    2. मैन्युअल रूप से फ़िल्टर किए गए trypan नीले रंग के 0.4% समाधान के 10 $L के साथ कदम कैथेटर सिरिंज भरें।
    3. स्टीरियोटेक्टिक रोबोट का उपयोग करते हुए, निर्धारण प्रक्रिया के दौरान कैथेटर के चरण को सील करने का आकलन करने के लिए 0.2 डिग्री सेल्सियस/मिनट पर 1 $L वितरित करें। Trypan नीले समाधान कैथेटर की नोक पर पूरी तरह से दिखाई देना चाहिए. इसे कागज के ऊतकों से साफ कर लें।
    4. स्टीरियोटैक्टिक रोबोट में agarose ब्लॉक प्लेस और रोबोट जांचना तो कैथेटर की नोक agarose ब्लॉक की सतह के खिलाफ संदर्भित किया जाता है।
    5. CED के लिए इंजेक्शन पैरामीटर कार्यक्रम.
      1. 5 डिग्री सेल्सियस के इंजेक्शन की मात्रा के लिए, निम्न चरणों का उपयोग करें: 1 ख्00एल/मिनट पर, फिर 2 $L/min और 0.8 $L/min पर 2 $L. अंतिम इंजेक्शन मात्रा को विशिष्ट प्रयोगात्मक योजना के अनुसार आनुपातिक रूप से प्रत्येक चरण की अवधि को बदलकर समायोजित करें।
      2. समाधान को murine caudate putamen (striatum) में इंजेक्ट करने के लिए, एक स्थिति में इस तरह के इंजेक्शन प्रदर्शन 1 मिमी ललाट और 1.5-2 मिमी पार्श्व से bregma से 3.5 मिमी की गहराई पर.
      3. इंजेक्शन के बाद, कैथेटर को 2 मिनट के लिए छोड़ दें और फिर कैथेटर हटाने के दौरान मस्तिष्क में तरल पदार्थ के उचित फैलाव और इंजेक्शन पथ को सील करने के लिए 1 मिमी/मिनट पर वापस ले लें।
        नोट: विशिष्ट स्टीरियोटेक्टिक रोबोट के आधार पर इस्तेमाल किया, सभी मापदंडों एक ही स्क्रिप्ट में क्रमादेशित किया जा सकता है. एक उदाहरण स्क्रिप्ट अनुपूरक सामग्रीके रूप में उपलब्ध है।
    6. CED प्रक्रिया प्रारंभ करें और agarose ब्लॉक में trypan नीले समाधान के 5 $L इंजेक्ट करें।
    7. कैथेटर पथ के साथ agarose और संभावित रिसाव में trypan नीले रंग के बादल के आकार का आकलन। Trypan नीले रंग कैथेटर टिप और कम से कम 1 मिमी के एक व्यास के आसपास केंद्र के साथ एक दीर्घवृत्त या एक दौर बादल फार्म चाहिए. धातु की सुई की नोक पर कोई प्रमुख backflow दिखाई देना चाहिए.
    8. एक नया agarose ब्लॉक प्लेस और agarose के साथ कैथेटर के clogging का आकलन करने के क्रम में 0.2 डिग्री सेल्सियस/मिनट पर 1 $L का एक दूसरा इंजेक्शन शुरू करते हैं। ट्राइपैन ब्लू फिर से इंजेक्शन के शुरू होने के तुरंत बाद कैथेटर की नोक से एक बादल बनाने शुरू कर देना चाहिए।
    9. आकलन करें कि क्या सिरिंज में बचे हुए वॉल्यूम के अनुरूप है 3 डिग्री सेल्सियस. किसी भी बदलाव कैथेटर बढ़ते या सिरिंज प्लंजर के माध्यम से तरल पदार्थ के रिसाव की ओर इशारा कर सकते हैं.
    10. यदि सभी परीक्षण इंजेक्शन सफल रहे हैं, कैथेटर अच्छी तरह से सील है, सीधे और कोई trypan नीले समाधान कैथेटर टिप से अन्य स्थानों से मनाया जाता है, deionized एच2ओ (dH2O) के साथ कैथेटर धोने जब तक trypan नीले रंग का कोई निशान दिखाई दे रहे हैं और फिर दस बार धोने के रूप में इस प्रकार है: 70% इथेनॉल और 100% इथेनॉल 70% इथेनॉल और साफ deionized पानी के साथ फिर से फ्लशिंग के बाद.
    11. कैथेटर को शुष्क परिस्थितियों में स्टोर करें।

2. Murine मस्तिष्क में एंटीबॉडी समाधान के Convection-एन्हांस्ड वितरण

नोट: स्थानीय पशु कल्याण नियमों के आधार पर, एनेस्थेटिक्स, एनाल्जेसिक और एंटीबायोटिक दवाओं के विभिन्न प्रकार के इस प्रक्रिया के लिए लागू किया जा सकता है। यह प्रोटोकॉल इंजेक्शन संज्ञाहरण के उपयोग का वर्णन करता है। इस तरह के isoflurane के रूप में साँस लेना एनेस्थेटिक्स भी स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम पर एक नाक मुखौटा बढ़ते द्वारा इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अलावा, हम संक्रमण प्रोफिलैक्सिस के लिए पीने के पानी में एंटीबायोटिक दवाओं को जोड़ने की सलाह देते हैं।

  1. सर्जिकल सेटअप
    1. एनेस्थेटिक्स और एंटीडोट समाधान तैयार करें। चूहे को तीन घटक संज्ञाहरण का उपयोग करके सुरक्षित रूप से एनेस्थेटाइज किया जा सकता है जिसमें फेनेटाइल (0.05 मिलीग्राम/किग्रा), मिडाज़ोलम (5 मिलीग्राम/किग्रा) और मेडेटोमीडिन (0.5 मिलीग्राम/किलोग्राम) बाँझ डी एच2ओ में पतला हो सकता है। हम दो एंटीडोट समाधानों का उपयोग करके एक द्वि-चरणीय वेक अप प्रक्रिया करते हैं, जिसमें एक फ्लुमेज़िनिल (0.5 मिलीग्राम/किग्रा) और बुप्रेनोर्फिन (0.1 मिलीग्राम/किग्रा) बाँझ डी एच2ओ (प्रथम एंटीडोट समाधान) में होता है। दूसरे में बाँझ डी एच2ओ (दूसरा एंटीडोट समाधान) में एटिपाज़ोल (2.5 मिलीग्राम/किग्रा) होता है।
    2. बाँझ डी एच2हे के साथ पतला कार्प्रोफेन (5.667 मिलीग्राम/किग्रा) युक्त analgesia समाधान तैयार करें।
    3. स्टीरियोटेक्टिक फ्रेम, हीटिंग पैड और स्टीरियोटेक्टिक रोबोट के तत्वों को साफ करें। ध्यान रखें कि रोबोट के सभी हिस्सों को नुकसान के जोखिम के बिना साफ नहीं किया जा सकता है। सफाई और उपयोग के लिए तैयारी पर विवरण के लिए रोबोट के मैनुअल को देखें.
    4. कदम कैथेटर के साथ सिरिंज इकट्ठा और यह dH2हे, 70% इथेनॉल और 100% इथेनॉल के साथ फिर से फ्लशिंग द्वारा पीछा 70% इथेनॉल और डी एच2हे के साथ कई बार फ्लश। अंत में, पीबीएस या अन्य बफ़र्स के साथ सिरिंज फ्लश इंट्राक्रैनियल इंजेक्शन के लिए समाधान की तैयारी के लिए इस्तेमाल किया जा करने के लिए, उदाहरण के लिए कृत्रिम मस्तिष्कमेरु द्रव। सिरिंज के प्लंजर को पूरी प्रक्रिया के दौरान सुचारू और स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ना चाहिए।
    5. स्टीरियोटेक्टिक फ्रेम के साथ स्टीरियोटेक्टिक रोबोट सॉफ्टवेयर कैलिब्रेट करें।
    6. रोबोट हथियार स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित करें और इंजेक्शन पंप ठीक से जुड़ा हुआ है और किसी भी गड़बड़ी के बिना सीईडी प्रक्रिया प्रदर्शन कर सकते हैं कि यह सुनिश्चित करने के द्वारा स्टीरियोटेक्टिक रोबोट सॉफ्टवेयर का परीक्षण करें। यह परीक्षण रोबोट आंदोलन, इंजेक्शन ramping, 2 मिनट इंतज़ार कर कदम और कैथेटर वापसी की गति की जाँच भी शामिल है. सभी पैरामीटर बिंदु 1.3.5 में वर्णित preprogrammed CED प्रक्रिया फिट करना चाहिए।
    7. ड्रिल बिट को ड्रिल में सम्मिलित करें. यह उपयोग करने से पहले ड्रिल बिट्स बाँझ करने के लिए सिफारिश की है.
    8. पीबीएस या अन्य बफर समाधान जैसे ACSF का उपयोग कर एंटीबॉडी समाधान तैयार करें। 5 डिग्री सेल्सियस में एंटीबॉडी के 1 से 20 डिग्री एक सीईडी प्रक्रिया में इंजेक्ट किया जा सकता है। प्रयोग करने से पहले अन्य मात्रा और प्रोटीन मात्रा का परीक्षण किया जाना चाहिए. उच्च चिपचिपापन समाधान का उपयोग कर कैथेटर clogging करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं कि अवगत हो.
    9. मैन्युअल रूप से पतला एंटीबॉडी के साथ सिरिंज लोड.
  2. सीईडी द्वारा एंटीबॉडी इंजेक्शन स्ट्रायटम में
    1. माउस वजन और शरीर के वजन के अनुसार peritoneum में तीन घटक संज्ञाहरण समाधान सुई. इंजेक्शन समय नोट करें। माउस को एक अलग पिंजरे में स्थानांतरित करें जो एक हीटिंग पैड के साथ गर्म किया गया है।
    2. यह निर्धारित करने के लिए माउस का प्रेक्षण कीजिए कि सेडेशन कब शुरू होता है। जैसे ही माउस आगे बढ़ना बंद हो जाता है, सर्जरी के दौरान कॉर्निया को सुखाने से बचाने के लिए आंखों पर नेत्र मलम लागू करें। पूर्ण सेडेशन आमतौर पर तीन घटक संज्ञाहरण समाधान के इंजेक्शन से 10-15 मिनट शुरू होता है।
    3. पशु की पूर्ण संज्ञाहरण सुनिश्चित करने के लिए चुटकी पलटा परीक्षण का उपयोग कर दर्द प्रतिक्रियाओं की जाँच करें।
    4. एक बाल ट्रिमर का उपयोग कर सिर दाढ़ी.
    5. आयोडीन समाधान में भिगो कपास swabs के साथ त्वचा को संक्रमित. त्वचा को तीन बार सर्कुलर मोशन में स्क्रब करें।
    6. एक स्केलपेल का उपयोग करना, आंख के स्तर पर परिष्करण कपाल मिडलाइन के साथ एक 10 मिमी त्वचा चीरा बनाते हैं।
    7. नाक दबाना और कान सलाखों का उपयोग कर स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम में माउस को ठीक करें। सुनिश्चित करें कि खोपड़ी की सतह क्षैतिज और कसकर सुरक्षित है। सही शारीरिक नेविगेशन के अलावा यह ड्रिलिंग और सीईडी प्रक्रिया के दौरान खोपड़ी के झुकाव से बचने के लिए भी महत्वपूर्ण है।
    8. स्टीरियोटेक्टिक रोबोट में सिरिंज रखें।
    9. किसी संदर्भ बिंदु पर कैथेटर की नोक के साथ ड्रिल बिट सिंक्रनाइज़ करें. यह महत्वपूर्ण है कि ड्रिल और सिरिंज की स्थिति के बीच संबंध ठीक सॉफ्टवेयर में निर्धारित किया जाता है, इसलिए इंजेक्शन मस्तिष्क के वांछित शारीरिक क्षेत्र में किया जा सकता है।
    10. संदंश का उपयोग कर के लिए त्वचा को वापस लेने और खोपड़ी की सतह पर bregma स्थानीयकरण।
    11. ड्रिल बिट की नोक का उपयोग करके सॉफ्टवेयर में संदर्भ ब्रीग्मा।
    12. एक स्थिति के लिए ड्रिल ले जाएँ 1 मिमी ललाट और 2 मिमी पार्श्व bregma से और एक Burr छेद ड्रिल. ड्यूरा मैटर को नुकसान न पहुंचाने के लिए सावधान रहें।
    13. बर्र छेद पर सिरिंज ले जाएँ.
    14. सीरिंज से 0ण्5-1 डिग्री सेल्सियस का वितरण करें ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कैथेटर में कोई वायु बुलबुले नहीं बचे हैं।
    15. 1.3.5 बिंदु में वर्णित CED प्रोग्राम प्रारंभ करें। इंजेक्शन स्थान से तरल पदार्थ backflow के किसी भी निशान के लिए खोपड़ी की सतह का निरीक्षण करें। जानवर की सांस लेने की दर की निगरानी करें।
    16. एक बार CED कार्यक्रम खत्म हो गया है और कैथेटर मस्तिष्क से वापस ले लिया है, सीईडी के दौरान कैथेटर clogging के लिए जाँच करने के क्रम में 0.2 $L/min पर इंजेक्शन पंप शुरू करते हैं। कोई clogging हुआ है, तो आप तुरंत कैथेटर टिप से आ रही इंजेक्शन मिश्रण की एक बूंद देखना चाहिए.
    17. कैथेटर का पुन: उपयोग या भंडारण करने से पहले, नेत्रहीन क्षति के किसी भी लक्षण के लिए कैथेटर कदम की जांच या एक माइक्रोस्कोप के नीचे पहनने के लिए और यह चरण 1.3.10 में के रूप में साफ.
  3. जाग प्रक्रिया
    1. धीरे स्टीरियोटैक्टिक फ्रेम से माउस को हटा दें।
    2. बाँझ नमकीन समाधान के साथ सर्जरी साइट धो लें।
    3. संदंश का उपयोग करना, हड्डी मोम के साथ बर्र छेद को भरने.
    4. पतली-टिप्ड संदंश के साथ त्वचा को बंद करें और कटौती पर 10 डिग्री एल पिपेट के साथ सर्जिकल गोंद लागू करें। गोंद बहुलक के लिए 15-30 s रुको.
    5. नीचे की कटौती इंजेक्शन द्वारा analgesia समाधान लागू करें। इंजेक्शन के समय को नोट करें।
    6. पहला एंटीडोट समाधान लागू करें. इंजेक्शन के समय को नोट करें।
    7. एक हीटिंग पैड के साथ एक अलग पिंजरे में माउस स्थानांतरण और चौंका सजगता के लिए जानवर की निगरानी।
    8. यदि माउस पहली antidote समाधान के प्रशासन के बाद 15 मिनट पूर्ण चेतना प्राप्त नहीं किया है, subcutaneous इंजेक्शन द्वारा दूसरा antidote समाधान लागू होते हैं.
    9. वसूली चरण के दौरान जानवरों की निगरानी करें।
    10. 1-2 एच बाद में जाँच करें और साथ ही पोस्ट ऑपरेटिव जटिलताओं के लिए अगले दिन. यदि आवश्यक हो, फिर से analgesia लागू होते हैं.
    11. संक्रमण प्रोफिलैक्सिस के लिए, सल्फाडोक्सिन (अंतिम सांद्रता 0.08% w/v) और ट्राइमेथोप्रिम (अंतिम सांद्रता 0.016% w/v) पीने के पानी में जोड़ें, जिसके लिए जानवरों को सर्जरी के बाद 1 सप्ताह के लिए विज्ञापन libitum का उपयोग किया है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

इस प्रोटोकॉल कदम कैथेटर की तैयारी सक्षम बनाता है (चित्र 1) एक प्रयोगशाला वातावरण में सीईडी प्रक्रिया में उपयोग के लिए. रिसाव के लिए कैथेटर को नियंत्रित करने के लिए, सुई पथ और clogging के साथ भाटा, हम एक डाई के इंजेक्शन प्रदर्शन की सलाह देते हैं, उदाहरण के लिए, trypan नीले समाधान, एक agarose ब्लॉक में. चित्र 3 में सीईडी कैथेटर (चित्र3क) का उपयोग करते हुए 0ण्5 ल/मिनट पर 1 डिग्री सेल्सियस/मिनट के इंजेक्शन के बाद ट्रिपन ब्लू के एक बादल को दर्शाया गया है। सुई पथ के साथ कोई भाटा कैथेटर कदम की शुरुआत पर दिखाई दे रहा था. इसके अलावा, बिखरे हुए बादल एक वांछित गोलाकार आकार का गठन किया। यह एक पारंपरिक 27 जी कुंद अंत सुई (चित्र3B)का उपयोग करप्राप्त परिणामों के विपरीत है, जहां महत्वपूर्ण भाटा मनाया जा सकता है.

इसके अलावा, सीईडी एक अनुकूलित इंजेक्शन प्रक्रिया की आवश्यकता है। चित्र 4 प्रोटोकॉल (ए) में वर्णित रैपिंग प्रक्रिया का उपयोग करते हुए ट्राइपैन ब्लू के 2 डिग्री सेल्सियल को इंजेक्ट करने के परिणामों को दर्शाता है, जबकि 2 डिग्री प्रति मिनट (बी) की स्थिर दर पर एक इंजेक्शन की तुलना में। उच्च इंजेक्शन गति कैथेटर के साथ भाटा मजबूर भी जब एक सीईडी कैथेटर इस्तेमाल किया जा रहा था.

अंत में, जैसा कि चित्र 5में दिखाया गया है, सीईडी में बहुत अधिक मात्रा में मौरीन मस्तिष्क का भ्रम होता है। चूहे एक चूहे विरोधी माउस TNF के साथ इंजेक्शन थे - ANTIbody FITC-dextran के साथ संयुक्त में 5 डिग्री पीबीएस के CED द्वारा (ऊपरी पैनल) या एक पारंपरिक बोलस इंजेक्शन (नीचे पैनल) द्वारा. सीईडी का भ्रम प्रोफ़ाइल पारंपरिक इंजेक्शन की तुलना में अधिक समान था और कम ऊतक क्षति देखी जा सकती है। दोनों ही मामलों में कॉर्पस कैलोसम पर एंटीबॉडी और डेक्सट्रन कणों का एक विशिष्ट वितरण प्रोफ़ाइल था। हालांकि, इंजेक्शन एंटीबॉडी के फैलाव प्रोफ़ाइल उच्च आणविक वजन डेक्सट्रन की तुलना में अधिक फैलाना था, विभिन्न infusates के बीच वितरण में मतभेदका उदाहरण.

Figure 1
चित्रा 1: CED कदम कैथेटर टिप दिखा एक योजनाबद्ध ड्राइंग. फ्रंटल (ए) और पक्ष (बी) विचार। योजना पैमाने पर नहीं है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: चिपकने वाला के आवेदन क्षेत्र का चित्रण एक योजनाबद्ध ड्राइंग. संगलित सिलिका ट्यूबिंग के ऊपरी 10 मिमी धातु की सुई में डाला जाता है। धातु की सुई की नोक से शुरू ट्यूबिंग के 10 मिमी पर चिपकने वाला लागू करें। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र 3: CED कैथेटर या एक कुंद अंत सुई का उपयोग कर जलसेक परिणामों की तुलना. सीईडी कैथेटर (ए) और 27G कुंद-एंड सुई (बी) का उपयोग करते हुए 0.5 डिग्री सेल्सियस प्रति मिनट पर 0.6% एगारोस ब्लॉक में 0.4% ट्राइपैन ब्लू का 1 $एल का इंजेक्शन । कैथेटर या सुई वापसी के तुरंत बाद ली गई तस्वीरें। क्रॉस कैथेटर या सुई की नोक को चिह्नित करता है। स्केल बार - 5 मिमी. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4: स्थिर दर प्रोटोकॉल के साथ CED प्रोटोकॉल ramping के जलसेक परिणामों की तुलना. 0.4% trypan नीले में 0.6% agarose ब्लॉक का इंजेक्शन एक ramping CED प्रोटोकॉल का उपयोग कर (0.4 $L/min पर, तो 0.8 $L/min पर 0.8$L और 0.8 $L पर0.8 $L / दोनों ही मामलों में एक सीईडी कैथेटर का उपयोग किया गया था। कैथेटर वापसी के तुरंत बाद ली गई तस्वीरें। क्रॉस कैथेटर की नोक को चिह्नित करता है। स्केल बार - 5 मिमी. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्र 5: सीईडी द्वारा या पारंपरिक बोलस इंजेक्शन द्वारा murine striatum perfusion के प्रतिनिधि परिणाम. चूहे को स्ट्रिएटम में इंजेक्ट किया गया (स्थिति 1 मिमी ललाट और 2 मिमी पार्श्व से bregma, 3.5 मिमी की गहराई) के साथ 1 $g चूहे विरोधी माउस TNF के साथ संयुक्त 1 $g FITC-Dextran के साथ आणविक वजन के साथ 2,000 kDa में 5 PBS. सीईडी प्रोटोकॉल (ऊपरी पैनल) या एक पारंपरिक बोलस इंजेक्शन (27 जी सुई, इंजेक्शन दर 1 डिग्री एल/ चूहे नियंत्रित सीओ2 asphyxiation द्वारा सीईडी प्रक्रिया के तुरंत बाद बलिदान कर दिया और पीबीएस में 4% formaldehyde के साथ perfused थे. दिमाग को विच्छेदित किया गया और इसके अतिरिक्त पीबीएस में 4% फार्मेल्डिहाइड के साथ 24 डिग्री सेल्सियस के लिए 4 डिग्री सेल्सियस पर तय किया गया। बाद में, दिमाग 60 मिनट के लिए 15% sucrose के साथ धोया गया और 4 डिग्री सेल्सियस पर 30% sucrose करने के लिए स्थानांतरित कर दिया गया। 24 ज के बाद, दिमाग सूखी बर्फ पर जमे हुए थे. फ्री-फ्लोटिंग सेक्शन (25 डिग्री मी) को पॉलीक्लोनल बकरी एंटी-रैट आईजी (एच+ एल) एंटीबॉडी का उपयोग करके दागदिया गया था, जो एलेक्सा फ्लोर 647 के साथ मिलकर और डीएपीआई के साथ मुकाबला किया गया था। ImageJ के फिजी वितरण का उपयोग करके छवियाँ संसाधित की गई थीं. 10x आवर्धन, स्केल बार - 5 मिमी. 4 समूह प्रति चूहों; एक प्रतिनिधि चित्र दिखाया गया है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

मस्तिष्क में कन्वेशन-एन्हांस्ड डिलीवरी, या दबाव-मध्यस्थ दवा जलसेक, पहली बार 19903के शुरू में प्रस्तावित किया गया था। यह दृष्टिकोण एक नियंत्रित तरीके से रक्त मस्तिष्क बाधा के पीछे बड़े मस्तिष्क की मात्रा के प्रसार का वादा करताहै 2. हालांकि, अब तक, केवल कुछ नैदानिक परीक्षण इस दृष्टिकोण का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया है, आंशिक रूप से क्योंकि एक नैदानिक सेटअप में सीईडी तकनीकी रूप से24,25की मांग करने के लिए दिखाया गया है. कैथेटर डिजाइन और जलसेक कार्यक्रमों में हाल की घटनाओं से लगता है कि इन तकनीकी कठिनाइयों को दूर कियागयाहै8 ,19. चिकित्सीय एंटीबॉडी के नैदानिक कार्यान्वयन में की गई प्रगति, इम्यूनोमॉड्यूलेटरी जांच चौकी अवरुद्ध एजेंटों के आगमन सहित, सीएनएस विकारों10के उपचार में आवेदन का इंतजार कर रहा है। इस विकास को बहुत प्रयोगात्मक सेटअप में सीईडी को रोजगार देकर संवर्धित किया जा सकता है, जैसे छोटे कृंतक मॉडल का उपयोग करना।

विभिन्न सीएनएस रोग मॉडल चूहों में उपलब्ध हैं. इनमें मल्टीपल स्क्लेरोसिस (एमएस) के लिए प्रयोगात्मक ऑटोम्यून्यून एन्सेफेलोमाइलाइटिस (ईई) और अल्जाइमर रोग (एडी), पार्किंसंस रोग (पीडी), या मस्तिष्क कैंसर के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर मॉडल शामिल हैं। कई ब्रेन ट्यूमर मॉडल भी murine ग्लिओमा सेल लाइनों या रोगी व्युत्पन्न xenografts के प्रत्यारोपण के ऑर्थोटोपिक ट्यूमर टीका पर भरोसा करते हैं। यह प्रोटोकॉल एंटीबॉडी समाधानों को सीधे विशिष्ट परमाणु स्थानों में वितरण में सक्षम बनाता है, इस प्रकार चिकित्सीय प्रक्रियाओं के समान। यह एक सटीक मस्तिष्क क्षेत्र में एंटीबॉडी की डिलीवरी एक निर्णायक भूमिका निभाता है, जहां विभिन्न प्रयोगात्मक लेआउट में लागू किया जा सकता है.

चूहों में सीईडी प्रदर्शन में महत्वपूर्ण कारक कैथेटर की उपलब्धता है. इस प्रोटोकॉल एक कदम कैथेटर इकट्ठा और इन इन इन इन इन प्रयोगों की एक श्रृंखला में यह परीक्षण करने के लिए कैसे एक सटीक विवरण शामिल हैं. एक ध्यान में रखना चाहिए कि जुड़े सिलिका जिनमें से कदम टयूबिंग किया जाता है एक भंगुर सामग्री और एक दिया कैथेटर के साथ सीईडी की गुणवत्ता समय के साथ गिरावट हो सकती है. यह प्रोटोकॉल खंड 1.3 में वर्णित इन विट्रो परीक्षणों को दोहराकर इन विवो प्रयोगों के बीच में कदम कैथेटर के मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए सिफारिश की है।

प्रोटोकॉल विभिन्न इंजेक्शन मात्रा, infusate और मस्तिष्क क्षेत्रों के प्रकार के लिए समायोजित किया जा सकता है. इंजेक्शन की मात्रा आनुपातिक इंजेक्शन कदम की अवधि को बदलने के द्वारा हेरफेर किया जा सकता है। यहाँ हम 5 डिग्री सेल्सियस के अर्क का वर्णन है, लेकिन एंटीबॉडी समाधान के 10 डिग्री एल के साथ CED murine मस्तिष्क ट्यूमर मॉडल में एक समान दृष्टिकोण का उपयोग कर साहित्य में रिपोर्ट किया गया है, उत्कृष्ट ऊतक वितरण और भ्रम की मात्रा काफी से अधिक बोलस इंजेक्शन 7 प्राप्त करने . इसके अलावा, चूहे मस्तिष्क22,26में तरल पदार्थ के अनुप्रयोग के लिए सीईडी का उपयोग करके 28 डिग्री सेल्सियस तक की मात्रा की सूचना मिली है। गैर प्रोटीनपदार्थ भी सीईडी द्वारा इंजेक्ट किया जा सकता है, ध्यान में रखते हुए कि infusate उच्च चिपचिपापन का नहीं होना चाहिए संकीर्ण कैथेटर टिप के clogging से बचने के लिए. लिपोसोम का उपयोग करके यह प्रदर्शित किया गया है कि संचारित अणुओं का आवेश ऊतक के प्रवेश को अत्यधिक प्रभावित कर सकता है, जिसमें तटस्थ या ऋणावेशित कण ों को सबसे बडे़ खंडों22में वितरित करने में सक्षम होते हैं। जैसा कि चित्र 5में दर्शाया गया है, FITC-dextran और एंटीबॉडी अलग तरह से तितर-बितर: हालांकि दोनों एंटीबॉडी और FITC-dextran इसी तरह कोष callosum के साथ वितरित, मस्तिष्क parenchyma के एंटीबॉडी प्रवेश FITC-dextran के लिए की तुलना में अधिक फैलाना है, जो एक छोटे त्रिज्या और एक अधिक धब्बा वितरण पैटर्न से पता चलता है. यह अलग physicochemical गुणों के साथ infusates के बीच सीईडी प्रोफ़ाइल में अंतर को रेखांकित करता है.

इसके अलावा, CED प्रयोग यहाँ वर्णित है और चित्र 5 में दिखाया गया था स्वस्थ चूहों में एक विरोधी mouse TNF ] एंटीबॉडी इंजेक्शन प्रदर्शन किया गया था, तो striatum में कम से कम लक्ष्य राशि संभालने. cognate प्रतिजन की उपस्थिति ऊतक वितरण पैटर्न बदल जाएगा. यह एक शारीरिक स्थल पर असमांग ऊतक से और अधिक प्रभावित हो सकता है, जैसा कि चित्र 5 में दर्शाए गए कॉर्पस कैलोसम के साथ इन्फ्यूसेट के वितरण द्वारा दर्शाया गया है।

अंत में, सीईडी अंतरालीय तरल पदार्थ के प्रवाह से प्रभावित होता है, जो स्ट्रेटम इंजेक्शन के मामले में, पार्श्व निलय27की ओर infusate फ्लश कर सकते हैं। वास्तव में, जब भी ऊतक सीईडी खत्म करने के तुरंत बाद तय किया जाता है, हम वेंट्रिकल दीवार के लिए इंजेक्शन एंटीबॉडी की एक चिह्नित आसंजन देख सकते हैं (चित्र 5)। यह आगे सीएनएस के रोग की स्थिति से प्रभावित हो सकता है, उदा मस्तिष्क ट्यूमर के संदर्भ में. फोकल नेक्रोसिस , जो अक्सर उच्च ग्रेड ब्रेन ट्यूमर28में देखा जाता है , अंतरालीयतरल पदार्थ के प्रवाह को प्रभावित कर सकता है और इस प्रकार 29 के वितरण पैटर्न को बदल सकता है . अन्य रोग की स्थिति है कि स्वस्थ पैरेन्काइमा की तुलना में infusate के परिवर्तित ऊतक वितरण के लिए नेतृत्व कर सकते हैं स्ट्रोक या दर्दनाक मस्तिष्क की चोट30शामिल हैं . संक्षेप में, सीईडी प्रयोगों की हर श्रृंखला को ध्यान से लक्षित मस्तिष्क क्षेत्र के सफल प्रसार सुनिश्चित करने के लिए मान्य किया जाना चाहिए।

वर्तमान में , शोधकर्ताओं ने अक्सर प्रत्यारोपण करने योग्य ऑस्मोटिक पंप का उपयोग सीएसएफ या मस्तिष्क (ट्यूमर ) पैरेन्काइमा31,32,33 मेंपदार्थों को वितरित करने के लिए किया जाता है . कुछ मामलों में CED के रूप में वर्णित यहाँ एक विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. यह मस्तिष्क क्षेत्र के आधार पर आवृत्तियों के साथ कई बार किया जा सकता है, infusate के प्रकार, मात्रा और संज्ञाहरण प्रोटोकॉल इस्तेमाल किया. विरामी दवा वितरण विशेष रूप से प्रासंगिक हो सकता है जब infusate के लिए एक विस्तारित जोखिम सहिष्णुता या प्रणालीगत दुष्प्रभाव की ओर जाता है. यह अनुमान लगाया जा सकता है कि मामलों में जहां उच्च प्रतिधारण और आधा जीवन infusates दिया जा रहा है, इस दृष्टिकोण 3R सिद्धांत के अनुसार एक शोधन का प्रतिनिधित्व करेंगे क्योंकि कोई पंप प्रत्यारोपण आवश्यक होगा. अंत में, इस प्रोटोकॉल murine striatum में एंटीबॉडी समाधान की बड़ी मात्रा infusing का एक कुशल तरीका का वर्णन करता है और अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों और infusate के प्रकार के लिए समायोजित किया जा सकता है.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Johannes vom Berg ज्यूरिख विश्वविद्यालय के पेटेंट आवेदन (पीसीटी/EP2012/070088) पर एक आविष्कारक के रूप में उल्लेख किया है। Michal Beffinger, लिंडा Schellhammer और Johannes vom Berg ज्यूरिख विश्वविद्यालय के एक पेटेंट आवेदन (EP19166231) पर आविष्कारक के रूप में उल्लेख कर रहे हैं. लेखकों का कोई अतिरिक्त वित्तीय हित नहीं है।

Acknowledgments

यह काम ज्यूरिख विश्वविद्यालय के अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था (FK-15-057), चिकित्सा जैविक अनुसंधान के लिए नोवार्टिस फाउंडेशन (16C231) और स्विस कैंसर अनुसंधान (KFS-3852-02-2016, KFS-4146-02-2017) जोहान्स वोम बर्ग और अवधारणा के ब्रिज प्रूफ (201-1) लिंडा Schellhammer के लिए $ 177300)।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10 μL syringe Hamilton 7635-01
27 G blunt end needle Hamilton 7762-01
Agarose Promega V3121
Atipamezol Janssen
Bone wax Braun 1029754
Buprenorphine Indivior Schweiz AG
Carprofen Pfizer AG
Dental drill bits, steel, size ISO 009 Hager & Meisinger 1RF009
Ethanol 100% Reuss-Chemie AG 179-VL03K-/1
Fentanyl Helvepharm AG
FITC-Dextran, 2000 kDa Sigma Aldrich FD2000S
Flumazenil Labatec Pharma AG
Formaldehyde Sigma Aldrich F8775-500ML
High viscosity cyanoacrylate glue Migros
Iodine solution Mundipharma
Medetomidin Orion Pharma AG
Microforge Narishige MF-900
Midazolam Roche Pharma AG
Ophthalmic ointment Bausch + Lomb Vitamin A Blache
PBS ThermoFischer Scientific 10010023
Polyclonal goat anti-rat IgG (H+L) antibody coupled with Alexa Fluor 647 Jackson Immuno
Scalpels Braun BB518
Silica tubing internal diameter 0.1 mm, wall thickness of 0.0325 mm Postnova Z-FSS-100165
Stereotactic frame for mice Stoelting 51615
Stereotactic robot Neurostar Drill and Injection Robot
Succrose Sigma Aldrich S0389-500G
Topical tissue adhesive Zoetis GLUture
Trypan blue ThermoFischer Scientific 15250061
Water Bichsel 1000004

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Scherrmann, J. M. Drug delivery via the blood-brain barrier. Vascular Pharmacology. 38 (6), 349-354 (2002).
  2. Barua, N. U., Gill, S. S. Convection-enhanced drug delivery: prospects for glioblastoma treatment. CNS Oncology. 3 (5), 313-316 (2014).
  3. Bobo, R. H., et al. Convection-enhanced delivery of macromolecules in the brain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (6), 2076-2080 (1994).
  4. Morrison, P. F., Laske, D. W., Bobo, H., Oldfield, E. H., Dedrick, R. L. High-flow microinfusion: tissue penetration and pharmacodynamics. American Journal of Physiology. 266 (1 Pt 2), R292-R305 (1994).
  5. Zhou, Z., Singh, R., Souweidane, M. M. Convection-Enhanced Delivery for diffuse intrinsic pontine glioma treatment. Current Neuropharmacology. 15 (1), 116-128 (2017).
  6. Barua, N. U., et al. Intrastriatal convection-enhanced delivery results in widespread perivascular distribution in a pre-clinical model. Fluids and Barriers of the CNS. 9 (1), 2 (2012).
  7. Shoji, T., et al. Local convection-enhanced delivery of an anti-CD40 agonistic monoclonal antibody induces antitumor effects in mouse glioma models. Neuro-Oncology. 18 (8), 1120-1128 (2016).
  8. Souweidane, M. M., et al. Convection-enhanced delivery for diffuse intrinsic pontine glioma: a single-centre, dose-escalation, phase 1 trial. The Lancet Oncology. , (2018).
  9. Zhang, X., et al. Targeting immune checkpoints in malignant glioma. Oncotarget. 8 (4), 7157-7174 (2017).
  10. Barua, N. U., Gill, S. S., Love, S. Convection-enhanced drug delivery to the brain: therapeutic potential and neuropathological considerations. Brain Pathology. 24 (2), 117-127 (2014).
  11. Mehta, A. M., Sonabend, A. M., Bruce, J. N. Convection-Enhanced Delivery. Neurotherapeutics. 14 (2), 358-371 (2017).
  12. Krauze, M. T., et al. Reflux-free cannula for convection-enhanced high-speed delivery of therapeutic agents. Journal of Neurosurgery. 103 (5), 923-929 (2005).
  13. Nash, K. R., Gordon, M. N. Convection Enhanced Delivery of Recombinant Adeno-associated Virus into the Mouse Brain. Methods in Molecular Biology. 1382, 285-295 (2016).
  14. Ohlfest, J. R., et al. Combinatorial antiangiogenic gene therapy by nonviral gene transfer using the sleeping beauty transposon causes tumor regression and improves survival in mice bearing intracranial human glioblastoma. Molecular Therapy. 12 (5), 778-788 (2005).
  15. Yin, D., Forsayeth, J., Bankiewicz, K. S. Optimized cannula design and placement for convection-enhanced delivery in rat striatum. Journal of Neuroscience Methods. 187 (1), 46-51 (2010).
  16. Mamot, C., et al. Extensive distribution of liposomes in rodent brains and brain tumors following convection-enhanced delivery. Journal of Neuro-Oncology. 68 (1), 1-9 (2004).
  17. Saito, R., et al. Tissue affinity of the infusate affects the distribution volume during convection-enhanced delivery into rodent brains: implications for local drug delivery. Journal of Neuroscience Methods. 154 (1-2), 225-232 (2006).
  18. Oh, S., et al. Improved distribution of small molecules and viral vectors in the murine brain using a hollow fiber catheter. Journal of Neurosurgery. 107 (3), 568-577 (2007).
  19. Barua, N. U., et al. A novel implantable catheter system with transcutaneous port for intermittent convection-enhanced delivery of carboplatin for recurrent glioblastoma. Drug Delivery. 23 (1), 167-173 (2016).
  20. Rosenbluth, K. H., et al. Design of an in-dwelling cannula for convection-enhanced delivery. Journal of Neuroscience Methods. 196 (1), 118-123 (2011).
  21. Debinski, W., Tatter, S. B. Convection-enhanced delivery for the treatment of brain tumors. Expert Review of Neurotherapeutics. 9 (10), 1519-1527 (2009).
  22. MacKay, J. A., Deen, D. F., Szoka, F. C. Jr Distribution in brain of liposomes after convection enhanced delivery; modulation by particle charge, particle diameter, and presence of steric coating. Brain Research. 1035 (2), 139-153 (2005).
  23. Chen, Z. J., et al. A realistic brain tissue phantom for intraparenchymal infusion studies. Journal of Neurosurgery. 101 (2), 314-322 (2004).
  24. Sampson, J. H., et al. Poor drug distribution as a possible explanation for the results of the PRECISE trial. Journal of Neurosurgery. 113 (2), 301-309 (2010).
  25. Wick, W., Weller, M., et al. Trabedersen to target transforming growth factor-beta: when the journey is not the reward, in reference to Bogdahn et al. (Neuro-Oncology 2011;13:132-142). Neuro-Oncology. 13 (5), author reply 561-552 559-560 (2011).
  26. Saito, R., Tominaga, T. Convection-enhanced delivery of therapeutics for malignant gliomas. Neurologia Medico-Chirurgica. 57 (1), 8-16 (2017).
  27. Bedussi, B., et al. Clearance from the mouse brain by convection of interstitial fluid towards the ventricular system. Fluids Barriers CNS. 12, 23 (2015).
  28. Noroxe, D. S., Poulsen, H. S., Lassen, U. Hallmarks of glioblastoma: a systematic review. ESMO Open. 1 (6), e000144 (2016).
  29. Boucher, Y., Salehi, H., Witwer, B., Harsh, G. R. t, Jain, R. K. Interstitial fluid pressure in intracranial tumours in patients and in rodents. British Journal of Cancer. 75 (6), 829-836 (1997).
  30. Glushakova, O. Y., et al. Prospective clinical biomarkers of caspase-mediated apoptosis associated with neuronal and neurovascular damage following stroke and other severe brain injuries: Implications for chronic neurodegeneration. Brain Circulation. 3 (2), 87-108 (2017).
  31. Vom Berg, J., et al. Inhibition of IL-12/IL-23 signaling reduces Alzheimer's disease-like pathology and cognitive decline. Nature Medicine. 18 (12), 1812-1819 (2012).
  32. Vom Berg, J., et al. Intratumoral IL-12 combined with CTLA-4 blockade elicits T cell-mediated glioma rejection. Journal of Experimental Medicine. 210 (13), 2803-2811 (2013).
  33. Kurdi, A., et al. Continuous administration of the mTORC1 inhibitor everolimus induces tolerance and decreases autophagy in mice. British Journal of Pharmacology. 173 (23), 3359-3371 (2016).

Tags

तंत्रिका विज्ञान अंक 149 एंटीबॉडी तंत्रिका विज्ञान मस्तिष्क इंजेक्शन इंट्राक्रैनियल स्टीरियोटैक्सिक संवहन बढ़ाया वितरण रक्त मस्तिष्क बाधा मस्तिष्क ट्यूमर ग्लिओमा पार्किंसंस रोग अल्जाइमर रोग
Convection-एन्हांस्ड डिलिवरी के माध्यम से Murine मस्तिष्क में एंटीबॉडी की डिलीवरी
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Beffinger, M., Schellhammer, L.,… More

Beffinger, M., Schellhammer, L., Pantelyushin, S., vom Berg, J. Delivery of Antibodies into the Murine Brain via Convection-enhanced Delivery. J. Vis. Exp. (149), e59675, doi:10.3791/59675 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter