Un modelo de linfedema de cola murina
10 de febrero de 2021
El linfedema es la hinchazón de las extremidades causada por una disfunción linfática. Describimos un modelo de cola murina crónica de linfedema y el uso novedoso de la tecnología de nanotransfección tisular (TNT) para la entrega de carga genética a la cola.
El linfedema es una afección crónica sin cura. Afecta a un tercio de las pacientes que se han sometido a una cirugía de ganglios linfáticos axilares y radiación en el tratamiento del cáncer de mama. Tener un modelo animal válido facilita la comprensión del mecanismo y el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento.
El modelo de linfedema de cola de ratón es confiable y reproducible con el inicio rápido. Exhibe cambios histológicos consistentes con linfedema humano. Demostrando el procedimiento estará el Dr. Ganesh Mohan, un post-doctorado de mi laboratorio.
Para comenzar, coloque el ratón sedado de ocho semanas de edad por la esternón y prepare la cola con alcohol isopropílico al 70%. Use una pinza para medir el diámetro de la cola en incrementos de cinco milímetros a partir de 20 milímetros desde la base de la cola. Marque una escisión circunferencial de tres milímetros en la cola a 20 milímetros de la base.
Bajo aumento microscópico quirúrgico, realice una meticulosa escisión de piel de tres milímetros de espesor completo dejando intacta toda la vasculatura subyacente. Incise la marca circunferencial superior primero a través de la dermis seguida de una incisión circunferencial de espesor completo tres milímetros distales a la primera incisión. Haga una incisión vertical perpendicular de espesor completo para conectar las dos incisiones, luego use una pastilla fina dentada para agarrar un borde de ataque y diseccionar profundamente dentro del plano avascular a la dermis y superficial a la adventicia venosa con micro tijeras.
Inyecte 0,1 mililitros de azul isosulfán al 1% por vía subcutánea proximal a la punta de la cola. Identifique los dos canales linfáticos que aparecen azules debido a la inyección adyacente a las venas laterales de la cola. Transecte los linfáticos con cuidado, diseccionando un plano entre la vena lateral y la linfática con tijeras microquirúrgicas rectas.
Pase la punta de una hoja de tijera entre el vaso linfático y la vena lateral y cierre las cuchillas para transectar el vaso linfático. Cuando termine, vista la herida de la cola con un direccionamiento transparente adherente estéril. Administrar verde de indocianina 0,1 mililitros por vía subcutánea en la cola distal del ratón cerca de la punta.
Atenúe las luces de la habitación y luego coloque la angiografía láser infrarroja cercana en la configuración de almacenamiento en búfer y realice imágenes en vivo. Después de la administración de azul isosulfán en la punta de la cola, los linfáticos exhibieron color azul. Los linfáticos se interrumpieron mientras que las venas laterales adyacentes se conservaron.
La hinchazón progresiva y el linfedema persistente sostenido en la cola del ratón después de la inducción del linfedema se muestran aquí. El volumen de la cola del ratón calculado por una ecuación de cono truncado, alcanzó su punto máximo en la semana cuatro y se estabilizó hasta la semana seis, seguida de una mejora gradual que se mantuvo hasta la semana 15. Se realizaron imágenes de contraste de manchas láser de alta resolución para confirmar la perfusión de la cola del ratón en el modelo de cola de linfedema que muestra venas laterales lesionadas y venas laterales intactas para la evaluación de la permeabilidad de la vasculatura de la cola.
La linfangiografía con láser de infrarrojo cercano demostró linfáticos intactos preoperatorios y ningún tránsito de ICG más allá del sitio quirúrgico después de la operación, lo que confirma que la hinchazón fue causada por disfunción linfática. La eficiencia de la entrega de carga genética utilizando tecnología de nanotransfección de tejidos se demostró mediante la entrega de ADN etiquetado con amidita de fluoresceína a la cola murina. El uso de adaptaciones para el modelo de linfedema de cola de ratón y la angiografía láser de infrarrojo cercano ICG es un modelo animal clínicamente traducible y emocionante con implicaciones de tratamiento.
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Descripción general
Este estudio presenta un modelo crónico en cola de ratón para la linfedema, una afección caracterizada por hinchazón en las extremidades debido a disfunción linfática. La investigación destaca el uso innovador de la tecnología de nanotransfección tisular (TNT) para la entrega de material genético a la cola afectada.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Biología
- Medicina Regenerativa
Antecedentes
- El linfedema es una afección crónica sin cura, que afecta a muchos pacientes tras la cirugía por cáncer de mama.
- Un modelo animal confiable es esencial para comprender los mecanismos y desarrollar estrategias de tratamiento.
- El modelo de cola de ratón muestra cambios histológicos similares al linfedema humano.
- Este estudio tiene como objetivo demostrar el procedimiento y sus implicaciones para el tratamiento.
Objetivo del estudio
- Establecer un modelo murino reproducible de linfedema.
- Utilizar TNT para la entrega eficaz de material genético.
- Evaluar el potencial del modelo para futuras aplicaciones terapéuticas.
Métodos Utilizados
- Preparación de la cola del ratón y técnicas de escisión quirúrgica.
- Inyección de azul isosulfán para visualizar los canales linfáticos.
- Uso de angiografía láser de infrarrojo cercano para la obtención de imágenes en vivo de los vasos linfáticos.
- Evaluación de los cambios en el volumen de la cola y la permeabilidad vascular a lo largo del tiempo.
Resultados principales
- El modelo presentó hinchazón progresiva y linfedema sostenido.
- La imagen de alta resolución confirmó la integridad de las venas adyacentes.
- TNT logró entregar material genético a la cola con éxito.
- El modelo muestra potencial para la traducción clínica en el tratamiento del linfedema.
Conclusiones
- El modelo de cola de ratón es una herramienta válida para estudiar el linfedema.
- TNT ofrece un enfoque novedoso para intervenciones genéticas.
- Esta investigación allana el camino para futuras estrategias terapéuticas en el manejo del linfedema.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Establecer modelos preclínicos confiables de disfunción linfática es fundamental para reducir los riesgos en la validación de dianas terapéuticas en la linfedema, una afección con una necesidad médica significativa aún no satisfecha. Este modelo crónico de linfedema de cola en ratón permite la evaluación sostenida del fenotipo durante 15 semanas, posibilitando la evaluación longitudinal de la eficacia de las intervenciones. La integración de imágenes funcionales y la tecnología de nanotransfección tisular aumenta la relevancia traslacional al facilitar estudios mecanicistas y la administración dirigida de cargas genéticas en un sistema con vascularización intacta.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas específicas del sistema linfático mediante la inducción sostenida de linfedema sin compromiso vascular.
- Valor operativo: Proporciona una plataforma reproducible para validar dianas implicadas en las vías de linfangiogénesis, homeostasis del líquido y fibrosis.
- Valor predictivo: Facilita la reducción de riesgos mecanicistas al modelar una progresión histológica similar a la humana, que incluye acumulación de tejido adiposo y fibrosis.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Valor científico: Facilita el desarrollo de ensayos cuantitativos de la función linfática mediante linfangiografía con verde de indocianina y luz infrarroja cercana para lecturas en tiempo real.
- Valor operativo: Permite la estandarización de la evaluación del flujo sanguíneo mediante imágenes de contraste de moteado láser de alta resolución para confirmar la integridad arterial y venosa.
- Valor de escalabilidad: Apoya la adaptación para cribado de alto contenido de compuestos o modificadores genéticos que afectan la reparación linfática.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Valor Translacional: Mantiene la perfusión caudal y la hinchazón sostenida durante 15 semanas, mejorando la traslación clínica en comparación con los modelos agudos.
- Correlación de Biomarcadores: Permite correlacionar la disfunción linfática basada en imágenes con puntos finales volumétricos e histológicos relevantes para la enfermedad humana.
- Continuidad Terapéutica: Facilita la evaluación de la administración mediada por nanotransfección tisular como estrategia para intervenciones genéticas localizadas en tejido vascularizado.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El modelo se integra en la continuidad de descubrimiento a preclínico al proporcionar un sistema validado para estudios de interacción con el blanco antes de la optimización del fármaco líder y las pruebas de eficacia en contextos relevantes para la enfermedad.
- Biología del descubrimiento: Apoya la validación basada en hipótesis de dianas específicas del sistema linfático mediante la interrupción funcional y lecturas fenotípicas.
- Preparación del ensayo: Genera resultados cuantificables, incluidas mediciones del volumen de la cola, imágenes del flujo linfático y confirmación de la permeabilidad vascular.
- Facilitación de análisis: Proporciona conjuntos de datos longitudinales para la comparación estadística de los efectos de las intervenciones en diferentes puntos temporales hasta la semana 15.
- Puente traslacional: Conecta hallazgos mecanicistas con la validación preclínica mediante modalidades de imagen clínicamente relevantes y fenotipos sostenidos.
- Reutilización de la plataforma: Establece un protocolo quirúrgico y de imagen estandarizado, adaptable entre laboratorios, para una generación consistente del modelo.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Reduce la ambigüedad biológica en la validación de dianas linfáticas mediante un modelo clínicamente relevante y quirúrgicamente preciso.
- Valor operativo: Mejora la reproducibilidad mediante protocolos estandarizados de escisión, pinzamiento linfático y confirmación de perfusión.
- Valor estratégico: Aumenta la confianza en las decisiones de avance o interrupción al permitir la evaluación sostenida del fenotipo más allá de los modelos de hinchazón transitoria.
- Impacto en la cartera: Apoya la priorización ajustada al riesgo de candidatos dirigidos al sistema linfático utilizando un modelo con una estabilidad demostrada de 15 semanas.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia microquirúrgica y acceso a microscopía quirúrgica para la escisión precisa de tejidos y la identificación linfática.
- Depende de infraestructura de imagenología, incluidos sistemas de contraste de moteado láser y angiografía en infrarrojo cercano, para la validación funcional.
- Necesita la estandarización de los protocolos de cuidado y monitoreo posoperatorio para garantizar la viabilidad de la cola y la consistencia del modelo.
- Implica consideraciones de adaptación al trasladar el modelo a diferentes fondos genéticos o modelos de comorbilidad.
- Está limitado por la necesidad de entrenamiento especializado en técnicas de entrega de nanotransfección tisular para aplicaciones de carga genética.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:53
Surgical Disruption of Mouse Tail Lymphatics
2:33
Functional Lymphatic Evaluation with Near Infrared Laser Angiography
2:54
Result: Assessment of Progressive Swelling, Lymphatic Function, and Focal Delivery of Genetic Cargo in the Mouse Tail Lymphedema Model
4:09
Conclusion
