Dynamische kontinuierliche Blutentnahme aus Rattenherzen mittels nicht-invasiver Mikrodialysetechnik
13. September 2022
Das vorliegende Protokoll beschreibt eine einfache und effiziente Methode zur dynamischen Echtzeitgewinnung von Rattenherzblut mit Hilfe der Mikrodialysetechnik.
Unsere dynamische kontinuierliche Blutentnahmetechnik aus einem Rattenherzen ist sehr wichtig für die Analyse der Blutbestandteile und trägt zum Verständnis von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und den damit verbundenen Erkrankungen bei. Im Vergleich zu herkömmlichen Probenahmemethoden hat diese Technik den Vorteil, dass sie in vivo, in Echtzeit, dynamisch und nicht-invasiv ist, ohne biologische Mikromolekulare und Titerprobenvorverarbeitung für einen ausländischen Test. Diese Technik ist nicht nur auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen anwendbar, sondern sollte auch für die Diagnose und Behandlung von Krankheiten geeignet sein, indem Blut-Biomarker in Kombination mit Hochphasenflüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie nachgewiesen werden.
Mit dieser Methode können Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Herzinfarkt, Apnoe und Arteriosklerose untersucht werden. Darüber hinaus gilt sie auch für kardiogene Lungenödeme sowie Lungen- und Hirnembolien. Befestigen Sie nach der Versuchsvorbereitung den Einlass der Sonde der Dialyseeinheit mit der Spritzennadel, dem Schlauchadapter und dem FEP-Schlauch.
Überprüfen Sie die Durchgängigkeit des Mikrodialyse-Rohrleitungssystems, indem Sie gerinnungshemmende Citrat-Dextrose-Lösung in das Rohrleitungssystem einleiten. Machen Sie einen Schnitt, um die rechte Halsvene freizulegen, indem Sie das Weichgewebe und die perivaskulären Faszien stumpf disparieren. Machen Sie mit einer chirurgischen 4-0-Naht einen abnehmbaren Gleitknoten in der rechten Halsvene am distalen Ende des Herzens, um den Blutfluss vorübergehend zu blockieren.
Machen Sie dann einen Schnitt in der rechten Halsvene in der Nähe des Herzens. Führen Sie einen nadelförmigen Katheter in die rechte Halsvene in Richtung des proximalen Endes des Rattenherzens ein. Führen Sie die Blutmikrodialysesonde in einen Katheter ein und implantieren Sie die Sonde mit einer Augenzange entlang des schrägen Schnitts des Kathetermandrinets.
Entfernen Sie das Mandrin des geführten Katheters und tauchen Sie die semipermeable Membran der Sonde vollständig in die rechte Jugularvene ein. Lösen Sie den abnehmbaren Schlupfknoten am distalen Ende des Herzens, um den Blutfluss in der rechten Halsvene wiederherzustellen. Verwenden Sie dann 4-0 chirurgische Nähte, um die Sonde mit der rechten Halsvene zu ligieren.
Setzen Sie die wache Ratte in ein frei bewegliches Becken und schließen Sie die Sonde an das Mikrodialysesystem an. Spülen Sie dann die gerinnungshemmende Citrat-Dextrose-Lösung eine Stunde lang mit einer Rate von zwei Mikrolitern pro Minute, um die Dialysemembran der Sonde auszugleichen. Sammeln Sie Blutproben für die Mikrodialyse und bewahren Sie sie vorübergehend in einem fraktionierten Behälter mit vier Grad Celsius auf.
Um erneut zu bestätigen, dass sich die Sonde in der rechten Halsvene befindet, sezieren Sie die Ratte. Entfernen Sie die Mikrodialysesonde aus der rechten Halsvene und legen Sie sie in Reinstwasser. Schließen Sie die Sonde an die Rohrleitung an und spülen Sie sie über Nacht mit Reinstwasser aus, um das restliche Salz im Rohr und in der Sonde gründlich auszuwaschen.
Die normalen Blutproben erschienen leuchtend rot, während in hypoxischen Proben mögliche Blutgerinnsel beobachtet wurden. Die durch die Blutmikrodialysetechnik gewonnenen Proben waren farblos, klar und transparent. Um die Zerstörung der Membran und das Gleiten oder Verschieben der Sonde zu vermeiden, sollten wir beim Platzieren und Eintauchen der Sonde in die Vena jugularis der Ratte achten.
Die durch die Mikrodialysetechnik gewonnenen Blutproben können verwendet werden, um die Biomarker verschiedener Krankheiten und die Blutverteilung von Medikamenten und seltenen Metaboliten zu analysieren.
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Übersicht
Dieses Protokoll beschreibt eine dynamische und nichtinvasive Methode zur Echtzeit-Blutentnahme aus Rattenherzen mittels Mikrodialyse. Diese Technik ist entscheidend für die Analyse von Blutbestandteilen und das Verständnis kardiovaskulärer Erkrankungen.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Kardiovaskuläre Forschung
- Blutanalyse
- Mikrodialyse-Techniken
Hintergrund
- Herkömmliche Blutentnahmemethoden sind invasiv und können die Blutzusammensetzung verändern.
- Die Echtzeitüberwachung von Blutbestandteilen kann das Verständnis von Krankheiten verbessern.
- Diese Methode ermöglicht eine kontinuierliche Blutentnahme ohne Vorverarbeitung.
- Anwendbar auf verschiedene kardiovaskuläre Erkrankungen.
Zweck der Studie
- Entwicklung einer nicht-invasiven Technik zur dynamischen Blutentnahme.
- Erleichterung der Analyse von Blutbiomarkern bei kardiovaskulären Erkrankungen.
- Verbesserung der diagnostischen und therapeutischen Ansätze für verwandte Erkrankungen.
Verwendete Methoden
- Mikrodialyse-Technik zur Blutentnahme.
- In-vivo-Echtzeitüberwachung von Blutbestandteilen.
- Kombination mit Hochleistungsflüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie.
- Anwendung bei verschiedenen kardiovaskulären Erkrankungen.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Gewinnung von Blutproben ohne invasive Verfahren.
- Die Echtzeit-Datenerfassung verbessert das Verständnis von Krankheitsmechanismen.
- Anwendbar auf Erkrankungen wie Myokardinfarkt und Arteriosklerose.
- Potenzial für die Diagnose und Behandlung anderer Krankheiten.
Schlussfolgerungen
- Die Mikrodialyse-Technik stellt eine bedeutende Weiterentwicklung in der Blutanalyse dar.
- Sie bietet eine nicht-invasive Alternative zu herkömmlichen Probennahmeverfahren.
- Diese Methode kann zu besseren Erkenntnissen über kardiovaskuläre Erkrankungen und deren Biomarker führen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die dynamische kontinuierliche Blutentnahme aus dem Rattenherzen mittels nichtinvasiver Mikrodialyse ermöglicht die Echtzeitanalyse zirkulierender Biomarker, die für die kardiovaskuläre Forschung von entscheidender Bedeutung sind. Dieser Ansatz erhöht die Vorhersagesicherheit in frühen Entwicklungs- und translationsmedizinischen Studien, indem er hochwertige, minimal gestörte Blutproben liefert. Die Methode unterstützt eine robuste Evaluierung therapeutischer Hypothesen und pharmakodynamischer Reaktionen in präklinischen Modellen und wirkt sich damit direkt auf die Portfolioentscheidungen für kardiovaskuläre und systemische Erkrankungsprogramme aus.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die Untersuchung von Mechanismen kardiovaskulärer Erkrankungen durch dynamische Biomarker-Profilierung.
- Unterstützt die funktionelle Validierung von Zielstrukturen, indem Echtzeit-Veränderungen von Blutbestandteilen in vivo erfasst werden.
- Erleichtert die Vorhersagbarkeit von Wirkungen durch Modulation von Signalwegen und die Überprüfung therapeutischer Hypothesen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Liefert validierte, hochwertige Blutproben für nachgeschaltete analytische Workflows.
- Verbessert die Reproduzierbarkeit von Assays, indem der Probenvorbereitungsaufwand und Vorbereitungsartefakte minimiert werden.
- Ermöglicht quantitative, zeitlich aufgelöste Messung zirkulierender Analyten zur Beurteilung der Eignung für das Screening.
Translationale und präklinische Forschung
- Verknüpft präklinische Biomarker-Daten mit krankheitsrelevanten Endpunkten, um die Translation zu gewährleisten.
- Ermöglicht risikoadjustierte Weiterentwicklung durch pharmakodynamische und Expositions-Wirkungs-Analysen.
- Verringert mechanistische Unschärfen in präklinischen kardiovaskulären und systemischen Krankheitsmodellen.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese auf Mikrodialyse basierende Methode zur Blutentnahme ist in den Übergang von der Entdeckung zur präklinischen Forschung integrierbar und unterstützt die frühe Target-Validierung, die Identifizierung von Leitstrukturen sowie translationsmedizinische Biomarker-Studien.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die Hypothesenprüfung und Klärung von Wirkwegen durch Echtzeitanalyse von Blutbiomarkern.
- Screening: Liefert reproduzierbare, quantitative Blutproben, die für hochdurchsatzfähige analytische Plattformen geeignet sind.
- Analytik: Ermöglicht die robuste Messung dynamischer Blutbestandteile mittels LC-MS und verwandter Technologien.
- Translationale Forschung: Schafft Kontinuität zwischen präklinischen und klinischen Biomarkerstrategien, sobald die Krankheitsrelevanz belegt ist.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Plattform für die dynamische Blutprobenentnahme über mehrere Krankheitsmodelle und therapeutische Anwendungsbereiche hinweg.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert die biologische Variabilität bei Target-Validierungsstudien.
- Operationaler Wert: Standardisiert die Blutentnahme und verbessert dadurch die Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit über verschiedene Studien hinweg.
- Strategischer Wert: Ermöglicht fundiertere Go/No-Go-Entscheidungen und reduziert biologische Risiken in späteren Entwicklungsphasen.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung von Wirkstoffen für kardiovaskuläre und systemische Erkrankungen.
Umsetzungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der Implantation von Mikrodialysesoneden und in vivo-chirurgischen Techniken.
- Benötigt Zugang zu analytischer Infrastruktur wie LC-MS für die nachgeschaltete Biomarker-Analyse.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise bei Probenahmeprotokollen und Datenverarbeitung über Teamgrenzen hinweg voraus.
- Kann je nach Tiermodell oder Krankheitskontext Anpassungen erfordern.
- Sorgfältige Platzierung und Handhabung der Sonde sind entscheidend, um Kontaminationen oder Probenverlust zu vermeiden.
Biopharma-Häufige Fragen
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:31
Patency Inspection of Microdialysis Piping System and Microdialysis Probe Implantation
2:58
Microdialysis Sampling and Post‐Sampling Operation
3:50
Results: Analysis of Blood Samples Obtained by Microdialysis Blood Sampling System
4:11
Conclusion
