Intranasale Verabreichung von CNS Therapeutics Awake Mäuse
8. April 2013
Verfahren zur Verabreichung von Arzneien intranasal zu erwachen Mäusen zum Zwecke der Ausrichtung des Gehirns beschrieben. Diese Methode ermöglicht wiederholten Gabe über einen längeren Zeitraum mit intranasale Verabreichung von Medikamenten ohne Narkose und Nase-zu-Hirn-Lieferung mit minimalen systemischen Exposition.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, Medikamente durch intranasale Verabreichung bei Mäusen ohne Anästhesie an das zentrale Nervensystem zu richten. Dies wird erreicht, indem die Maus zunächst an die Handhabung gewöhnt wird. Der zweite Schritt besteht darin, den Kopf des Tieres mit einem modifizierten Scruff-Griff ruhig zu stellen.
Die nächsten Tröpfchen des Arzneimittels werden intranasal mit einer Pipette verabreicht. Im letzten Schritt wird die Maus mit einer Belohnung in ihren Käfig zurückgebracht. Die Hauptvorteile dieser Technik bestehen darin, dass die intranasale Verabreichung von Medikamenten ohne systemische Exposition auf das Zentralnervensystem abzielt und dass die wache intranasale Verabreichung von Medikamenten eine chronische Behandlung bei Mäusen ohne Anästhesie ermöglicht.
Diese Methode kann verwendet werden, um Schlüsselfragen bei der Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung neurologischer Erkrankungen zu beantworten. Im Allgemeinen werden Personen, die mit dieser Methode noch nicht vertraut sind, Schwierigkeiten haben, da es schwierig ist, den Mund sicher zu halten, um eine Bewegung des Kopfes zu verhindern. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da die Platzierung der Finger für den richtigen Griff entscheidend ist und durch Text und Fotos schwer zu erklären ist. Gewöhnen Sie die Mäuse zwei bis vier Wochen vor der intranasalen Verabreichung an die Handhabung, indem Sie die folgenden Schritte über jeweils zwei bis drei Tage durchführen, um zu bestätigen, dass die Maus keine Anzeichen von Stress zeigt, bevor Sie zum nächsten Schritt übergehen.
Für den ersten Akklamationsschritt legen Sie die Maus für einen Zeitraum von zwei bis drei Minuten in die Handfläche. Nicht mehr als einen Fuß über dem Käfig. Legen Sie dann die Maus für drei Minuten in die Handfläche und streicheln Sie das Tier sanft vom Kopf bis zum Schwanz, damit es sich frei bewegen kann.
Sobald das Tier das Streicheln toleriert, legen Sie die Maus drei Minuten lang in die Handfläche und drücken Sie dann mit Daumen und Zeigefinger die Haut am Nacken des Tieres leicht zusammen. Für den nächsten Eingewöhnungsschritt heben Sie die Maus 30 Sekunden lang am Nacken an. Lassen Sie das Tier dann weitere 30 Sekunden auf der Käfigoberseite ruhen, bevor Sie das Halten erneut wiederholen.
Üben Sie nun den intranasalen Griff, indem Sie zuerst mit Daumen und Zeigefinger der dominanten Hand die Maus am Schwanz halten. Stecken Sie dann mit dem mittleren Ringfinger und dem kleinen Finger den unteren Teil des Körpers des Tieres leicht an den Käfig. Lassen Sie die Maus nach den Stangen greifen und strecken Sie das Tier leicht aus, um das Genick besser greifen zu können.
Mit dem Daumen und dem Mittelfinger der nicht dominanten Hand kneifen Sie die Maus fest in das Genick hinter dem Nacken und den Schultern und ziehen Sie die lose Haut des oberen Rückens nach oben, um ein Zelt über den Schulterblättern zu bilden. Legen Sie dann schnell den Zeigefinger der nicht-dominanten Hand so nah wie möglich an der Nase auf den Kopf der Maus und ziehen Sie ihn auf der Haut zurück. Schieben Sie gleichzeitig Daumen und Mittelfinger in Richtung Kopf, um eine optimale Positionierung zu gewährleisten.
Im Idealfall sollte die Maus nicht in der Lage sein, ihren Kopf vertikal oder horizontal zu bewegen. Führen Sie in der nächsten Sitzung den intranasalen Griff wie gerade gezeigt durch. Diesmal wird das Tier so umgedreht, dass seine Bauchseite zur Decke zeigt und sein Hals parallel zum Boden ist.
Sobald sich die Maus mit dem umgekehrten intranasalen Griff vertraut gemacht hat, üben Sie, eine Mikropipette mit einer leeren Spitze kurz in der Nähe jedes Nasenlochs zu platzieren. Verabreichen Sie schließlich sechs Mikroliter Kochsalzlösung, zuerst nur auf eine Nare und dann in der nächsten Sitzung auf beide unter Verwendung des intranasalen Arzneimittelabgabeverfahrens, das im nächsten Abschnitt ausführlicher demonstriert wird, bevor Sie mit der intranasalen Arzneimittelabgabe beginnen. Ordnen Sie zunächst die Käfige und Dosierinstrumente so an, dass sie leicht erreichbar sind.
Nehmen Sie dann die erste Maus aus ihrem Käfig und verwenden Sie den gerade demonstrierten intranasalen Griff, um das Tier aufzuheben. Laden Sie anschließend mit der dominanten Hand die Mikropipette mit sechs Mikrolitern Medikament. Platzieren Sie die Spitze der gefüllten Pipette in einem Winkel von 45 Grad in der Nähe des linken Nasenlochs der Maus.
Werfen Sie dann das Medikament langsam aus, um ein kleines Tröpfchen mit etwa der Hälfte des Volumens in der Spitze zu bilden, platzieren Sie das Tröpfchen nahe genug am Nasenloch der Maus, dass die Maus es sofort inhalieren kann, nachdem die Maus den Tropfen eingeatmet hat, werfen Sie den Rest des Medikaments in der Pipettenspitze aus, um ein weiteres kleines Tröpfchen zu bilden, das die Maus etwa zwei bis drei Sekunden später durch dasselbe Nasenloch inhalieren kann. Halten Sie die Maus 15 Sekunden lang in dieser Position und verabreichen Sie dann das Medikament auf die gleiche Weise in das rechte Nasenloch. Setzen Sie nun die Maus für zwei Minuten wieder auf den Käfig und geben Sie das Medikament dann wieder an beide Nasenlöcher ab, wie gerade genau zwei Minuten nach der Verabreichung an das erste Nasenloch gezeigt, um eine oder zwei Mäuse gleichzeitig zu dosieren. Dieser Probenplan kann befolgt werden, nachdem die Maus die volle Dosis des Arzneimittels erhalten hat.
Bringen Sie das Tier in seinen Käfig zurück. Nach jeder Akklimatisierung oder intranasalen Dosierungssitzung sollten Mäuse ein Leckerli wie ein Cheerio als positive Verstärkung erhalten, um Stress abzubauen, die Nester immer wieder in ihren ursprünglichen Zustand versetzen, bevor die Tiere in ihre Käfige zurückgebracht werden, bei der Dosierung von Tieren in Gruppenhaltung die Handschuhe zwischen den Käfigen wechseln, um den Geruch nicht von Käfigkolonie zu Käfigkolonie zu übertragen. was zu aggressivem Verhalten von Käfigkameraden führen würde. Einmal gemeistert, kann eine Person 15 bis 20 Mäusen in einer Stunde intranasal das Medikament verabreichen, während sie dieses Verfahren mit mehr als einer Maus gleichzeitig versucht.
Es ist wichtig, Vorkehrungen zu treffen, um zu verhindern, dass die Mäuse versehentlich den Käfig wechseln. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die intranasale Verabreichung bei Mäusen ohne Anästhesie anwenden können. Um Medikamente auf das zentrale Nervensystem zu richten.
Denken Sie daran, bei der Arbeit mit Mäusen immer Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, z. B. eine N95-Maske und Handschuhe zu tragen, um eine Exposition gegenüber Allergenen zu vermeiden.
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Überblick
Dieser Artikel beschreibt eine Methode zur intranasalen Verabreichung von Medikamenten an wachen Mäusen, die das Gehirn gezielt anspricht, während die systemische Exposition minimiert wird. Die Technik ermöglicht wiederholte Dosierungen über längere Zeiträume ohne die Notwendigkeit einer Anästhesie.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Neurowissenschaften
- Pharmakologie
- Tiermodelle
Hintergrund
- Die intranasale Medikamentenverabreichung kann das zentrale Nervensystem effektiv ansprechen.
- Traditionelle Methoden erfordern oft eine Anästhesie, was chronische Behandlungen komplizieren kann.
- Diese Methode zielt darauf ab, eine nicht-invasive Alternative für die Medikamentenverabreichung zu bieten.
- Wache Mäuse können wiederholt behandelt werden, ohne die mit einer Anästhesie verbundenen Risiken.
Zweck der Studie
- Eine Technik zur Medikamentenverabreichung zu entwickeln, die das Gehirn direkt anspricht.
- Chronische Behandlungen bei Mäusen ohne den Einsatz von Anästhesie zu ermöglichen.
- Die systemische Exposition gegenüber den verabreichten Medikamenten zu minimieren.
Verwendete Methoden
- Akklimation der Maus an das Handling.
- Verwendung eines modifizierten Nackengriffs zur Immobilisierung des Kopfes der Maus.
- Intranasale Verabreichung von Medikamententropfen mit einem Pipettierer.
- Rückführung der Maus mit einer Belohnung in ihren Käfig nach der Verabreichung.
Hauptergebnisse
- Die Technik zielt erfolgreich auf das zentrale Nervensystem ab.
- Sie ermöglicht chronische Behandlungen ohne systemische Exposition.
- Mäuse bleiben während des Verfahrens wach, was Stress und Komplikationen reduziert.
- Wiederholte Dosierungen sind über lange Zeiträume hinweg möglich.
Schlussfolgerungen
- Diese Methode bietet eine praktikable Alternative für die Medikamentenverabreichung in der neurowissenschaftlichen Forschung.
- Sie verbessert die Fähigkeit, die Auswirkungen von Medikamenten auf das zentrale Nervensystem zu untersuchen.
- Der Ansatz kann zu verbesserten Ergebnissen in Studien zur chronischen Behandlung führen.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
Intranasal delivery enables direct CNS targeting of therapeutics in awake mice, reducing systemic exposure and supporting chronic dosing without anesthesia. This approach addresses a key bottleneck in preclinical neurology by allowing repeated administration over extended periods, improving data quality for chronic disease models. The technique enhances translational relevance by mimicking non-invasive clinical delivery routes while maintaining experimental control.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of CNS therapeutic hypotheses by delivering drugs directly to the brain while minimizing peripheral confounders.
- Operational Value: Supports mechanistic de-risking through reproducible, anesthesia-free dosing that reduces stress-related variability in behavioral and molecular readouts.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream evaluation by ensuring consistent CNS exposure across animals.
- Operational Value: Facilitates assay standardization and scalability, allowing teams to dose 15–20 mice per hour once proficiency is achieved.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease-relevant systems by enabling chronic dosing models for neurodegenerative and metabolic conditions, as demonstrated in insulin and deferoxamine studies.
- Operational Value: Supports predictive confidence through longitudinal assessment without anesthetic artifacts that could skew efficacy or safety readouts.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery continuum from early hypothesis testing to lead optimization, particularly for CNS-targeted programs requiring chronic dosing paradigms.
- Discovery Biology: Supports target validation by enabling precise CNS delivery to interrogate pathway engagement and functional outcomes.
- Screening: Enhances readiness for compound evaluation through reliable, quantitative intranasal delivery that minimizes inter-animal variability.
- Analytics: Generates reproducible pharmacokinetic and pharmacodynamic data by reducing noise from anesthetic effects and handling stress.
- Translational Research: Promotes continuity to preclinical validation by modeling a clinically relevant, non-invasive administration route.
- Enterprise Reuse: Represents a scalable, trainable capability that can be deployed across teams and projects for consistent CNS delivery.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity from systemic exposure and anesthetic interference.
- Operational Value: Delivers standardization and reproducibility through a defined grip and dosing protocol that minimizes user-dependent variability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling chronic studies that better reflect long-term therapeutic effects.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted advancement by generating higher-fidelity preclinical data for CNS programs.
Implementation Considerations
- Requires training in animal handling and mastery of the modified scruff grip to ensure consistent head immobilization.
- Depends on proper instrumentation, including calibrated pipettes and sterile tips for precise droplet formation.
- Necessitates cross-team standardization of acclimation and dosing schedules to maintain reproducibility across users and facilities.
- Involves adaptation considerations when applying the grip to different mouse strains or ages, as comfort and compliance may vary.
- Includes practical limitations such as the 3–4 week acclimation period and the need for positive reinforcement to sustain cooperation.
