Ovariektomie und 17β-Estradiol Ersatz bei Ratten und Mäusen: Die bildliche Darstellung
7. Juni 2012
Ovarektomie und anschließender Austausch von 17β-Östradiol durch Silastic Kapseln und perorale Nutella sind bei Ratten und Mäusen nachgewiesen.
Das allgemeine Ziel dieses Verfahrens besteht darin, eine strikte Kontrolle über die ansonsten schwankenden Serumöstrogenspiegel bei weiblichen Ratten und Mäusen zu erlangen. Dies wird erreicht, indem zunächst die Eierstöcke über die dorsale Zugangsroute entfernt werden. Anschließend werden silikonelastische Kapseln und eine Nutella-Mischung hergestellt.
Schließlich wird eine Kapsel subkutan implantiert oder die Nutella-Mischung oral verabreicht. Letztendlich können Ergebnisse mittels Radioimmunoassay erzielt werden, die stabile bzw. schwankende Serumspiegel von 17-Beta-Estradiol für die Kapsel- bzw. Nutella-Methode zeigen. Der Hauptvorteil dieser Techniken gegenüber bestehenden Methoden wie langsam freisetzenden Pellets liegt darin, dass sie über längere Zeiträume physiologische Estradiolkonzentrationen erzeugen können.
Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich des Östrogens zu beantworten, beispielsweise Unterschiede in den Wirkungen zwischen Verabreichungsformen, Wurzeln und Dosen. Nach der Anästhesie des Tieres legen Sie es in Bauchlage auf eine Heizplatte, die mit einem Rektalthermometer verbunden ist. Verabreichen Sie IGEL und zur postoperativen Schmerzlinderung subkutan an der Seitenfläche des Tierhalses.
Geben Sie fünf Milligramm pro Kilogramm IL in Kochsalzlösung vor dem Darmbeinkamm in einem Bereich von vier mal vier Zentimetern subkutan injiziert. Desinfizieren Sie anschließend die Region mit einem Antiseptikum, bevor Sie das Tier mit einem Operationsblatt mit einer vier mal vier Zentimeter großen Öffnung abdecken. Führen Sie einen zwei bis drei Zentimeter langen medianen Schnitt durch und dissezieren Sie die Haut stumpf vom darunterliegenden Faszie, einen Zentimeter lateral der Mittellinie.
Führen Sie einen weiteren Schnitt durch die Faszie durch. Dann dissezieren Sie so oberflächlich wie möglich stumpf seitlich unter dieser Faszie, bis die Bauchhöhle erreicht ist. Greifen Sie mit einer Pinzette das Fettgewebe, das den Eierstock in der Bauchhöhle umgibt, und ziehen Sie es vorsichtig heraus.
Identifizieren Sie den Eierstock und ligieren Sie die Gebärmutterhörner und Gefäße 0,5 bis einen Zentimeter proximal zu dieser Struktur. Schneiden Sie den Eierstock und das ligierte Fettgewebe aus und legen Sie das verbleibende Gewebe zurück in die Bauchhöhle.
Führen Sie einen weiteren Schnitt in der kontralateralen Faszie durch und entfernen Sie den anderen Eierstock. Verschließen Sie die Wunden und lassen Sie das Tier, falls nicht unmittelbar 17-Beta-Estradiol verabreicht wird, aus der Narkose aufwachen.
Stellen Sie das Tier nach der Operation mindestens zwei Stunden lang in einen beheizten Käfig. Unterbringen Sie die Ratte in den ersten Tagen postoperativ separat. 24 Stunden nach der Operation subkutan.
Injizieren Sie die Tiere mit weiteren fünf Milligramm pro Kilogramm IL, um 17-Beta-Estradiol über Scholastik-Kapseln zu verabreichen. Mischen Sie die gewünschte Menge gründlich in Sesamöl. Schneiden Sie drei Zentimeter lange Stücke Scholastik-Schläuche und fünf Millimeter lange Stücke Holzapplikatorstäbchen zum Verstopfen mit einer Pinzette.
Drücken Sie einen Holzstopfen in die Schulterkapsel, bevor Sie die 17-Beta-Estradiol-Sesamöl-Lösung injizieren. Um die gesamte Länge zu füllen, verschließen Sie vorsichtig das offene Ende der Schulterkapsel mit einem weiteren Holzstopfen. Inkubieren Sie die Kapseln über Nacht in der verbleibenden 17-Beta-Estradiol-Lösung, bevor sie implantiert werden.
Nach der Verschließung der Ektomie-Inzisionen einen zwei mal zwei Zentimeter großen Bereich an der dorsalen Seite des Nackens der Ratte rasieren und desinfizieren. Ein einen Zentimeter langes Inzision und Kord lateral und stumpf durchführen. Eine subkutane Tasche dissezieren, um ausreichend Platz für die Kapsel zu schaffen.
Wischen Sie die Schlauchkapsel ab und führen Sie sie vorsichtig durch den Einschnitt ein. Schließen Sie anschließend den Einschnitt mit einer Naht. Stellen Sie sicher, dass die Kapsel die Haut so wenig wie möglich belastet, insbesondere im Bereich der Wunde.
Um die Nusscreme Nutella als Medium für die Östrogenverabreichung zu nutzen, lösen Sie 17-Beta-Östradiol gründlich in Sesamöl auf und mischen Sie anschließend das Sesamöl mit der Nusscreme. Bereiten Sie fünf Tage vor dem Experiment eine Placebo-Nusscreme ohne 17-Beta-Östradiol vor. Trainieren Sie die Ratten, von Tag eins bis drei hormonefreie Nusscreme zu fressen.
Trainieren Sie die Tiere am vierten und fünften Tag in Gruppen. Füttern Sie sie während der gesamten Experimente mit der Nusscreme in separaten Käfigen. Stellen Sie die Tiere in separate Käfige, wenn sie die physiologische Nusscremeserumlösung erhalten.
Konzentrationen von 17-Beta-Estradiol, die mit den derzeitigen Methoden reproduziert werden sollen, liegen bei Ratten bei etwa fünf bis 140 Pikogramm pro Milliliter und bei Mäusen bei fünf bis 35 Pikogramm pro Milliliter. Wie hier dargestellt, wenn sie an 300 Gramm schwere weibliche Sprague-Dawley-Ratten verabreicht werden.
Die subkutanen elastischen Kapseln führen zu langsam abnehmenden Serumkonzentrationen von 17-Beta-Estradiol, die von etwa 40 Pikogramm pro Milliliter am zweiten Tag auf 10 Pikogramm pro Milliliter am 35. Tag sinken. Unmittelbar nach der Verabreichung ist jedoch ein Spitzenwert der Serumkonzentration von etwa 1000 Pikogramm pro Milliliter zu erwarten, der innerhalb von acht Stunden auf den physiologischen Bereich abfällt, wenn die Kapseln 25-Gramm-weiblichen C57BL/6-Mäusen verabreicht wurden.
Die Serumkonzentration nahm langsam von etwa 90 Pikogramm pro Milliliter am zweiten Tag auf 25 Pikogramm pro Milliliter am 35. Tag ab, wenn die Substanz über die Nusscreme bis zu 300 Gramm an Ratten verabreicht wurde. Die physiologischen Spiegel von 17-Beta-Estradiol schwankten bei Mäusen täglich zwischen 10 und 70 Pikogramm pro Milliliter.
Die 17-Beta-Estradiolspiegel schwankten zwischen 20 und 120 Pikogramm pro Milliliter. Wenn die Technik der Ektomie und Kapselimplantation einmal beherrscht ist, kann sie bei korrekter Durchführung innerhalb von 10 Minuten durchgeführt werden. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, strikt hygienischen Richtlinien zu folgen.
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Übersicht
Diese Studie beschreibt eine Methode zur Kontrolle der Serumöstrogenkonzentrationen bei weiblichen Ratten und Mäusen mittels Ovariiektomie und anschließender Hormonersatztherapie. Die Techniken beinhalten die Verwendung von Silastic-Kapseln und einer oral verabreichten Nutella-Mischung, um stabile Estradiolspiegel aufrechtzuerhalten.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Endokrinologie
- Tiermodelle
Hintergrund
- Die Ovariiektomie ist ein gängiges Verfahren, um die Wirkung von Östrogen zu untersuchen.
- Die Aufrechterhaltung stabiler Hormonspiegel ist entscheidend für die experimentelle Genauigkeit.
- Herkömmliche Methoden liefern möglicherweise keine gleichmäßige Hormonzufuhr.
- Neuere Techniken zielen darauf ab, die physiologische Relevanz in Studien zu verbessern.
Zweck der Studie
- Entwicklung zuverlässiger Methoden für die Östrogenersatztherapie in Tiermodellen.
- Vergleich der Wirksamkeit von Silastic-Kapseln mit oraler Verabreichung.
- Beurteilung der Auswirkungen dieser Methoden auf die Konzentration von Estradiol im Serum.
Verwendete Methoden
- Ovariectomy an weiblichen Ratten und Mäusen durchführen.
- Herstellung von Silastic-Kapseln und Nutella-Gemisch zur Hormonabgabe.
- Subkutane Implantation der Kapseln oder orale Verabreichung von Nutella.
- Bestimmung der Serumspiegel von Estradiol mittels Radioimmunoassay.
Hauptergebnisse
- Silastic-Kapseln gewährleisten stabile Serumspiegel an Estradiol.
- Die orale Verabreichung von Nutella führt zu schwankenden Hormonkonzentrationen.
- Beide Methoden sind im Vergleich zu herkömmlichen Langzeitfreisetzungspellets wirksam.
- Physiologische Konzentrationen von Estradiol können über längere Zeiträume aufrechterhalten werden.
Schlussfolgerungen
- Neue Techniken bieten eine verbesserte Kontrolle der Östrogenspiegel in der Forschung.
- Silastic-Kapseln sind für eine stabile Hormonzufuhr vorzuziehen.
- Oral verabreichtes Nutella kann verwendet werden, führt jedoch möglicherweise zu Variabilität der Hormonspiegel.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die Kontrolle der Serumöstrogenkonzentrationen ist entscheidend für reproduzierbare präklinische Studien in der Neurowissenschaft und Endokrinologie, da hormonelle Schwankungen die Zielvalidierung und die mechanistische Risikominimierung beeinträchtigen können. Diese Methode ermöglicht stabile oder physiologisch schwankende Estradiolspiegel und trägt so zu einer höheren Vorhersagegenauigkeit bei der frühen Entdeckung sowie zur Übereinstimmung translationaler Biomarker bei. Durch die Bereitstellung validierter Hormonapplikationstechniken verringert sie biologisches Rauschen und verbessert die Go/No-Go-Entscheidungen bei der Portfolioauswahl.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung östrogenabhängiger Signalwege, indem endogene Hormonschwankungen eliminiert werden.
- Operativer Wert: Bietet eine standardisierte Hormonersatztherapie, um unabhängige Variablen in Target-Validierungsassays zu isolieren.
- Prädiktiver Wert: Unterstützt die mechanistische Risikominimierung durch kontrollierte Hormonexposition, die klinischen Ersatzszenarien nachempfunden ist.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Liefert quantitative, messbare Estradiol-Konzentrationen mittels Radioimmunoassay zur Assay-Standardisierung.
- Operativer Wert: Silastic-Kapseln ermöglichen eine langanhaltende, stabile Freisetzung, die sich für longitudinale Screening-Kampagnen eignet.
- Reproduzierbarkeit: Die Nutella-Methode erlaubt eine orale, nicht-invasive Applikation für Hochdurchsatz-Phänotypisierungsstudien, wenn schwankende Spiegel akzeptabel sind.
Translationale und präklinische Forschung
- Krankheitsrelevanz: Modelliert die physiologische Östrogenexposition, die für die Frauengesundheit und neuroendokrine Erkrankungen relevant ist.
- Translationale Kontinuität: Die orale Verabreichung von Nutella ähnelt einer klinischen Hormonersatztherapie und verbessert die Übertragung präklinischer Ergebnisse auf die klinische Anwendung.
- Risikoadjustierte Weiterentwicklung: Die stabile Kapselapplikation verringert die Variabilität präklinischer Wirksamkeits- und Sicherheitsendpunkte.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese Methode integriert sich in die Entdeckungsbiologie zur Hypothesenprüfung, unterstützt die Untersuchung durch standardisierte hormonelle Priming-Behandlung und ermöglicht translationsorientierte Forschung über klinisch relevante Applikationswege.
- Entdeckungsbiochemie: Ermöglicht die Aufklärung von Signalwegen, indem störende hormonelle Einflüsse in weiblichen Tiermodellen eliminiert werden.
- Screening: Stellt durch einen konstanten endokrinen Hintergrund die Bereitschaft von Assays sicher und reduziert falsch positive und falsch negative Ergebnisse bei der Evaluierung von Substanzen.
- Analytik: Radioimmunoassay-Auswertungen liefern quantitative Messungen der abhängigen Variablen für den Vergleich zwischen verschiedenen Bedingungen.
- Translationale Forschung: Die orale Gabe via Nutella ermöglicht eine Abstimmung von Biomarkern mit klinischen Hormonersatz-Paradigmen.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Kapselpräparation und chirurgisches Protokoll sind über verschiedene Studien hinweg wiederverwendbar, die eine endokrine Kontrolle erfordern.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Vorhersagegenauigkeit durch verringerte mechanistische Mehrdeutigkeit bei östrogenvermittelten Signalwegen.
- Operativer Wert: Standardisierte chirurgische und Dosierungsverfahren verbessern die Reproduzierbarkeit über verschiedene Standorte und Teams hinweg.
- Strategischer Wert: Ermöglicht bessere Go/No-Go-Entscheidungen, indem die biologische Variabilität in Wirksamkeitsstudien minimiert wird.
- Portfolio-Wirkung: Risikoadjustierte Priorisierung durch zuverlässige, hormonkontrollierte Krankheitsmodelle.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in der Chirurgie an Nagetieren und aseptischen Techniken für die Ovariexektion und Kapselimplantation.
- Setzt den Zugang zu Silastic-Rohren, Sesamöl, Radioimmunoassay sowie Nutella oder einem äquivalenten Matrixmaterial voraus.
- Erfordert eine standardisierte Abstimmung zwischen den Arbeitsgruppen hinsichtlich der Dosierungsschemata und der Zeitpunkte für die Serumprobenentnahme.
- Eine Übertragung auf verschiedene Arten (Ratten vs. Mäuse) erfordert eine Dosisanpassung entsprechend Körpergewicht und Stoffwechselrate.
- Praktische Einschränkung: Die Nutella-Methode führt zu schwankenden Hormonspiegeln und ist daher für Studien mit strengen Anforderungen an die hormonelle Kontrolle ungeeignet.
