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Artículo de método

Determinación de la velocidad de transporte de xenobióticos y Nanomateriales través de la placenta mediante el

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DOI:

10.3791/50401

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18 de junio de 2013

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En este artículo

Resumen

La Ex vivo Modelo de perfusión placentaria humana de doble recirculación se puede utilizar para investigar la transferencia de xenobióticos y nanopartículas a través de la placenta humana. En este protocolo de vídeo se describe el equipo y las técnicas requeridas para una ejecución exitosa de una perfusión de la placenta.

Resumen

Hace que la placenta humana Décadas se pensaba que era una barrera impenetrable entre la madre y el niño por nacer. Sin embargo, el descubrimiento de defectos congénitos inducidos por la talidomida y muchos estudios posteriores después demostró lo contrario. Hoy varios xenobióticos perjudiciales como la nicotina, la heroína, la metadona o medicamentos, así como los contaminantes ambientales fueron descritos para superar esta barrera. Con el creciente uso de la nanotecnología, es probable que entre en contacto con nuevas nanopartículas ya sea accidental o intencionalmente a través de la exposición en el caso de posibles aplicaciones nanomédicos la placenta. Los datos de los experimentos con animales no se pueden extrapolar a los seres humanos debido a que la placenta es el órgano específico de la especie de mamífero más 1. Por lo tanto, la ex vivo de doble recirculación de la perfusión placentaria humana, desarrollado por Panigel et al. 2 en 1967 y modificada continuamente por Schneider et al. En 1972 3, puede servir como un modelo excelente to Estudio de la transferencia de xenobióticos o partículas.

Aquí, nos centramos en la doble ex vivo recirculación protocolo de perfusión placentaria humana y su desarrollo para adquirir resultados reproducibles.

La placenta se obtuvieron después de consentimiento informado de las madres de embarazos sin complicaciones término, sometidas a cesárea. Los vasos fetales y maternos de una cotiledones intactos se canularon y perfundidos por lo menos durante cinco horas. Como modelo de partículas se añaden partículas de poliestireno etiqueta fluorescente con tamaños de 80 y 500 nm de diámetro para el circuito maternal. Las partículas de 80 nm eran capaces de cruzar la barrera placentaria y proporcionar un ejemplo perfecto para una sustancia que se transfiere a través de la placenta hasta el feto, mientras que las partículas de 500 nm fueron retenidos en el tejido de la placenta o el circuito materna. El modelo de la perfusión placentaria humana ex vivo es uno de los pocos modelos que proporcionan información fiable sobreel comportamiento de transporte de xenobióticos en una barrera de tejido importante que entrega datos predictivos y clínicos pertinentes.

Introducción

La placenta es un órgano complejo que es responsable para el intercambio de oxígeno, dióxido de carbono, nutrientes y productos de desecho y, al mismo tiempo capaz de mantener los dos circuitos de la sangre de la madre y el feto en crecimiento separados el uno del otro. Además, se previene el rechazo del niño por el sistema inmune materna y secreta las hormonas para mantener el embarazo. La barrera celular está formada por las células citotrofoblastos que se fusionan y forman un verdadero sincitio sin membranas celulares laterales 4,5. Toda la placenta está organizada en varios cotiledones, que contienen un árbol velloso fetal y representan una unidad func....

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Protocolo

1. Preparación del sistema de perfusión

  1. Configurar el sistema de perfusión que consiste en un baño de agua, una cámara de perfusión, dos columnas para la oxigenación, dos bombas peristálticas, dos trampas de burbujas, dos calentadores de flujo y un sensor de presión (Figura 1). Conectar estos componentes con secciones de tubo compuestas de los materiales de cloruro de polivinilo de silicona y de acuerdo con el esquema de la figura 2. Por último, hay dos circuitos que representan el circuito fetal y materna, respectivamente.
  2. Encienda el baño de agua, los calentadores de paso y el calentamiento de la cámara de perf....

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Resultados

La Figura 4A muestra los perfiles de perfusión de partículas de poliestireno pequeñas (80 nm) que se transportan a través de la placenta en comparación con partículas de poliestireno más grandes (500 nm) que no fueron transferidos al compartimento fetal. Cada punto de datos representa la concentración media de partículas hasta el punto de tiempo dado de al menos 3 experimentos independientes. Para obtener nanopartículas de poliestireno de la transferencia placentaria es dependiente de la talla 19.<.......

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Discusión

Debajo de la perfusión recirculante dual mostró aquí, hay varias otras configuraciones experimentales posibles dependiendo de la pregunta que hay que responder. Perfusiones placentarios Particularmente abiertos se utilizan comúnmente para evaluar el aclaramiento del fármaco a una concentración de estado estacionario 3. La perfusión recirculante de configuración se puede aplicar también para confirmar transporte activo de sustancias endógenas o exógenas. Para este enfoque, la misma concentración del xenobiótic.......

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Divulgaciones

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

Agradecimientos

Este trabajo está financiado por la Fundación Nacional de Suiza, (NRP programa 64, podrán conceder 4.064 a 131.232).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
NCTC-135 medioICN Biomedicals, Inc.10-911-22Cpodría ser reemplazado por Medium 199 de Sigma (M3769)
Cloruro de sodio (NaCl)Sigma-Aldrich, Fluka71381
Cloruro de potasio (KCl)Farmaciahospitalariatambién posible: Sigma (P9541)
Fosfato monosódico (NaH2PO4 · H2O)Merck106346
Sulfato de magnesio (MgSO4 · H2O)Sigma-Aldrich, Fluka63139
Cloruro de calcio (CaCl, anhidro)Merck102388
D(+) Glucosa (anhidra)Sigma-Aldrich, Fluka49138
Bicarbonato de sodio (NaHCO3)Merck106329
Dextrano de Leuconostoc spp.Sigma-Aldrich31389
Albúmina sérica bovina (BSA)ApplichemA1391
Amoxicilina (Clamoxyl)GlaxoSmithKline AG2021101A
B. Braun Medical AG3511014
Pellets de hidóxido de sodio (NaOH)Merck106498PRECAUCIÓN: corrosivo
Ácido ortofosfórico 85% (H3PO4)Merck100573 ATENCIÓN: corrosivo
Mezcla de gases maternos: 95% aire sintético, 5% CO2PanGas AG
Mezcla de gases fetales: 95% N2, 5% CO2PanGas AG
Antipirina (N-metil-14C)Productos químicos radiomarcados de Estados Unidos, Inc.ARCO 0108-50 μ CiATENCIÓN: material radiactivo (actividad específica: 55mCi/mmol)
Cóctel de centelleo (IrgaSafe Plus)ZinsserAnalytic GmbH1003100
Partículas de poliestireno 80 nmPolyscience, Inc.17150
Partículas de poliestireno 500 nmPolyscience, Inc.17152
EQUIPAMIENTO
Baño de aguaVWR462-7001
TermostatoIKA-Werke GmbH Co. KG3164000
Bombas peristálticasIsmatecISM 833
Trampas de burbujas (vidrio)UNI-GLAS Laborbedarf
Calentador de caudalUNI-GLAS Laborbedarf
Sensor de presión + Software para análisisMSR Electronics GmbH145B5
NotebookHewlett Packard
Oxigenador de intercambio de gases en miniaturaLiving Systems InstrumentaciónLSI-OXR
Tygon Tube (ID: 1,6 mm; OD: 4,8 mm)IsmatecMF0028
Tubos para bombas (PharMed BPT; ID: 1.52 mm)IsmatecSC0744
Cánulas romas ( 0.8 mm)Polymed Medical Center03.592.81
Cánulas romas ( 1.2 mm)Polymed Medical Center03.592.90
Cánulas romas ( 1.5 mm)Polymed Medical Center03.592.94
Cánulas romas ( 1.8 mm)Polymed Medical Center03.952.82
ParafilmVWR291-1212
Cámara de perfusión con soporte de tejido (plexiglás)DepartamentoEquipos similares están disponibles en Hemotek Limited, Reino Unido Material de
sutura quirúrgico (PremiCron)B. Braun Medical AGC0026005
Winged Needle Infusion Set (21G Butterfly)Hospira, Inc.ASN 2102
Llave de paso multidireccional (Discofix C-3)B. Braun Medical AG16494C
Tijeras quirúrgicasB. Braun Medical AGBC304R
Tijeras de disecciónB. Braun Medical AGBC162R
PortaagujasB. Braun Medical AGBM200R
Pinzas de disecciónB. Braun Medical AGBD215R
Sistema automatizado de gases en sangre Radiometer Medical ApSABL800 FLEX
Lector de microplacas multimodoBioTekSynergy HT
Analizador de centelleo líquidoGMI, Inc.Packard Tri-Carb 2200
Tubos de centelleo 5,5 mlZinsser Analytic GmbH3020001
Homogeneizador de tejidosOMNI, Inc.TH-220
Medidor de pH + electrodoVWR662-2779
Heparina sódica técnico interno

Referencias

  1. Ala-Kokko, T. I., Myllynen, P., Vahakangas, K. Ex vivo perfusion of the human placental cotyledon: implications for anesthetic pharmacology. Int. J. Obstet. Anesth. 9, 26-38 (2000).
  2. Panigel, M., Pascaud, M., Brun, J. L.

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Reimpresiones y permisos

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