Nicht-invasive endotracheale Verabreichung von Lipopolysaccharid zur Auslösung akuter Lungenschäden bei Nagetieren

Sheikh Rayees; Tusharika Kotra; Rahila Akhter; Yassir Arfath; Sheikh Tasduq Abdullah; Zabeer Ahmed

doi:10.3791/68700

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Methodenartikel

Nicht-invasive endotracheale Verabreichung von Lipopolysaccharid zur Auslösung akuter Lungenschäden bei Nagetieren

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DOI:

10.3791/68700

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5. Dezember 2025

Sheikh Rayees^*¹^,² , Tusharika Kotra^*¹^,² , Rahila Akhter^*¹^,² , Yassir Arfath^*¹^,² , Sheikh Tasduq Abdullah¹^,² , Zabeer Ahmed¹^,²

¹Pharmacology Division, CSIR-Indian Institute of Integrative Medicine, ²Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR), Ghaziabad-201002, India

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In dieser Studie wurde eine nicht-invasive endotracheale Instillationstechnik demonstriert, die ALI bei Ratten unter Verwendung eines einfachen Laryngoskops entwickelt, um eine präzise LPS-Abgabe an die Lunge sicherzustellen. Das LPS wird über ein Endotrachealrohr mit einem Laryngoskop eingebaut. Das Ausmaß der Lungenverletzung wird zu mehreren Zeitpunkten bewertet.

Zusammenfassung

Die akute Lungenverletzung (ALI) ist eine lebensbedrohliche entzündliche Erkrankung, die durch arterielle Hypoxämie, alveoläres Ödem, eine beeinträchtigte Integrität der epithelial-endothelialen Kapillarbarriere gekennzeichnet ist, gefolgt von der Infiltration von entzündlichen Zellen in das Lungengewebe, die oft zu ihrer schwereren Form, dem akuten Atemnotsyndrom (ARDS), übergeht, das häufig in akutem Atemversagen gipfelt. Die ALI-Mausmodelle, die hauptsächlich durch Lipopolysaccharid (LPS) induziert werden, sind ein zentrales Werkzeug in der Forschung, die darauf abzielt, die Mechanismen der Lungenentzündung und deren Therapeutika zu verstehen. Modelle für direkte und indirekte Lungenverletzungen von Nagetieren bieten deutliche Vorteile sowie Einschränkungen, insbesondere hinsichtlich Überlebensrate, Dauer der Entzündungslösungsphase sowie Risiken für chirurgische Verletzungen und Infektionen. In der vorliegenden Studie wurde eine nicht-invasive endotracheale Instillationstechnik verwendet, um ein direktes ALI-Modell bei Ratten zu entwickeln. Diese Technik gewährleistet eine gezielte Abgabe von LPS oder Testmaterial über den endotrachealen Weg mit Hilfe eines einfachen Laryngoskops in die Lunge. Der Eingriff beginnt mit der Betäubung der Ratte und der Positionierung in einer halb liegenden Position. Anschließend wird die LPS-Lösung in der Nähe der Luftröhrenöffnung mit einer Spritze verabreicht, die an einem Rattenendotrachealrohr befestigt ist. Zum Zeitpunkt des Experimentbeendes werden Lungen- oder Lavageproben entnommen, um Entzündungsparameter und Lungenarchitektur zu bewerten. Diese Technik übertrifft andere Modelle hinsichtlich Geschwindigkeit, Spezifität und Zuverlässigkeit und bietet eine spezifische Zielsetzung mit minimalem Gewebeschäden, geringem Sterblichkeitsrisiko und vernachlässigbarer Entzündung außerhalb des Ortes. Diese Methode ist besonders wertvoll in präklinischen Studien zu ALI, ARDS und verwandten Erkrankungen wie Anaphylaxie oder Herzstillstand. Im Vergleich dazu integriert sich diese Methode stärker mit fortschrittlichen bildgebenden Techniken wie der intravitalen Mikroskopie, um die Arzneimittelverteilung und den Krankheitsverlauf in Echtzeit zu überwachen.

Einleitung

Akute Lungenverletzung (ALI) ist eine lebensbedrohliche entzündliche Erkrankung, die durch arterielle Hypoxämie, Lungenödem, eine beeinträchtigte Integrität der endothelial-epithelialen Barriere und massive Infiltration von Immunzellen in die Lunge^{gekennzeichnet ist}. Die Pathophysiologie von ALI ist komplex und umfasst das Zusammenspiel und die Störung mehrerer überlappender und wechselwirkender Signalwege wie Gerinnung, Gewebeschädigung sowie sowohl pulmonaler als auch systemischer Entzündungen. Eine schnelle Unterdrückung dieser Entzündungsreaktion ist entscheidend für die Wiederherstellung der Gewebehomöosta....