Administración intraventricular de fármacos y toma de muestras para el estudio de farmacocinética y farmacodinamia

Resumen

La administración de terapias directamente en el sistema nervioso central es una forma de eludir la barrera hematoencefálica. El presente protocolo demuestra la inyección intracerebroventricular para la posterior recolección de líquido cefalorraquídeo y órganos corporales. Esto facilita la investigación de la farmacocinética y farmacodinámica de fármacos en modelos animales para el desarrollo de nuevos tratamientos.

Resumen

Aunque la barrera hematoencefálica (BBB, por sus siglas en inglés) protege al cerebro de entidades extrañas, también evita que algunas terapias crucen al sistema nervioso central (SNC) para mejorar enfermedades o infecciones. Los fármacos se administran directamente en el SNC en animales y seres humanos para eludir la barrera hematoencefálica. El presente protocolo describe una forma única de tratar las infecciones cerebrales a través de la administración intraventricular de antibióticos, es decir, polimixinas, los antibióticos de última línea para tratar las bacterias gramnegativas resistentes a múltiples fármacos. Se desarrolló un protocolo sencillo de cirugía estereotáxica para implantar una cánula guía que llegaba hasta el ventrículo lateral en ratas. Después de un período de recuperación de 24 h, las ratas pueden ser inyectadas consciente y repetidamente a través de una cánula que se coloca en la guía. Las inyecciones se pueden administrar manualmente en forma de bolo o infusión mediante una bomba de microinyección para obtener un caudal lento y controlado. La inyección intraventricular se confirmó con éxito con el colorante Evans Blue. Se puede drenar el líquido cefalorraquídeo (LCR) y se pueden recolectar el cerebro y otros órganos. Este enfoque es muy susceptible para los estudios que involucran la administración de fármacos al SNC y la posterior evaluación de la actividad farmacocinética y farmacodinámica.

Introducción

La barrera hematoencefálica (BBB) es un mecanismo de protección crucial para el sistema nervioso central (SNC). La barrera anatómica selectivamente permeable separa la sangre circulante y sus solutos del líquido extracelular del cerebro, evitando así que la mayoría de las moléculas entren en el cerebro 1,2,3,4, dependiendo de su tamaño, lipofilia 5 y la disponibilidad de un mecanismo de transporte activo 2.

Esta barrera protectora es....

Protocolo

Todos los experimentos se llevaron a cabo siguiendo el código australiano para el cuidado y uso de animales con fines científicos. Los experimentos fueron aprobados por el comité de ética de la Universidad de Melbourne (solicitud #1914890). Para los experimentos se utilizaron ratas Sprague-Dawley macho y hembra de 8 a 14 semanas de edad.

1. Cirugía estereotáxica para la canulación del ventrículo lateral

1. Use puntas de algodón esterilizadas en autoclave y paños quirúrgicos durante la cirugía.
2. Configure lo siguiente para la cirugía.
   1. Establezca el marco ....

Resultados

El protocolo quirúrgico presentado es altamente exitoso, con cirujanos entrenados que alcanzaron una tasa de supervivencia del >99,8% y los animales mostraron un peso corporal estable después de la cirugía en el día 1, en comparación con su peso previo a la cirugía en el día 0 (promedio ± DE de 315,8 g ± 42,1 g para el día 0 y 314,1 g ± 43,0 g para el día 1, Figura 3).

Antes de recolectar el líquido cefalorraquídeo, una inyección de tinte azul Evans al 1,1% en .......

Discusión

Los investigadores y los médicos emplean inyecciones de ICV para eludir el mecanismo de protección de la BHE y administrar fármacos directamente en el SNC 12,18,19,21,24. El presente trabajo es un protocolo completo de ICV para administrar fármacos de manera eficiente en el SNC y extraer LCR para el análisis farmacocinético. A.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Acetona	Terumo, Japón	SS+01T
Jeringas de 5 mL	Terumo, Japón	SS+05S
Temgesic	Clifford Hallam Healthcare, Australia	1238366
Carprofeno	Zoetis, Australia	10001132
Clorhexidina	Tasman Chemicals, Australia	890401
Chux supertoallitas (o equivalentes)	Chux, Australia	n/a	esterilizadas en autoclave
	n/a	n/a
Bastoncillos de algodón	LP Italiana, Italia	112191	esterilizado en autoclave
(Vertex Self cure powder)	Henry Schein, Estados Unidos	VX-SC500GVD5
Disolvente de cemento dental (Vertex Self cure liquid)	Henry Schein, Estados Unidos	VX-SC250MLLQ
Agujas desechables: 18 G, 26 G, 30 G	Terumo, Japón	NN+2525RL
Cuchillas quirúrgicas desechables	Westlab, Australia	663-255
Tijeras de disector	F.S.T.	14082-09
Cánulas ficticias	Bio Scientific, Australia	C313DC/SPC	cortadas a 4,05 para adaptarse a la cánula guía
Etanol 80%	Merck, Australia	10107
Evan's blue dye	Sigma	E2129 - 50G
Lubricante para ojos	Clifford Hallam Healthcare, Australia	2070491
Rotulador	Sharpie, Estados Unidos	D-4236
Fuente de luz de fibra óptica	n/a	n/a
Aguja aplanada (18 G) o similar para aplicar superpegamento	n/a	n/a
Pipetas de vidrio, estiradas	Hirschmann Laborgeraete, Alemania	9100175
Jeringa de vidrio 10 uL	Hamilton, EE. UU	Cánulas guía 701 LT y 1701 LT
	Bio Scientific, Australia	C313G/SPC	22 G, cortado 4 mm por debajo del pedestal para la canulación del ventrículo lateral en ratas Sprague Dawley adultas
Esterilizador de perlas
Almohadilla térmica	n/a	n/a
Peróxido de hidrógeno 3%	Perrigo, Australia	11383
		a
Cánula inyectora	Bio Scientific, Australia	C313I/SPC	cortada para adaptarse a la cánula de 4 mm + proyección de 0,5 mm
Isoflurano	Clifford Hallam Healthcare, Australia	2093803
Vaporizador de isoflurano y sistema de barrido adecuado	n/a	n/a
Barcos de pesaje de tamaño medio	n/a	n/a
Espátula	metálicaMet-App, Australia	n/a
	New Era, EE. UU.	NE-300
Microdrill	RWD Life Science Co, China	87001
Polymyxin B	Beta Pharma, China	86-40302
Tubos Protein LoBind, 0,5 mL	Eppendorf, Alemania	Z666491
Ropivacaína 1%; Naropin	AstraZeneca, Reino Unido	PS09634
Tijeras, gran	F.S.T.	14511-15
Tijeras, pequeñas	F.S.T.	14079-10
Destornillador	n/a	n/a
Tornillos	Mr. Specs, Australia	n/a
Marco estereotáxico	RWD Life Science Co, China	n/a	Componentes necesarios: barras para las orejas de rata, barra de dientes, cono nasal para anestesia, brazo con lectura digital (X, Y, Z) y soporte para cánula
Solución salina estéril 0.9%	Baxter, EE. UU	AHB1323
Gel Super Etch (37% de ácido fosfórico)	SDI Limited, Australia	8100045
Superglue	UHU, Alemania	n/a
Pinzas de tejido con ganchos	F.S.T.	11027-12
Tubos, PE-50	Bio Scientific, Australia	C313CT

Acetona Merck, Alemania 67641 Hojas protectoras de banco Halyard, EE. UU. 2765-C Betadine Mundipharma, Países Bajos 1015695 Buprenorfina; Cortafuegos polvo de cemento dental . Haemostat Heat Inotech, Suiza IS-250 Cámara de inducción (metacrilato 300 mm x 200 mm)n/a n/ Micro bomba de jeringa .