Un protocolo para construir un modelo de herida de rata de diabetes tipo 1
17 de febrero de 2023
El modelo de herida diabética inducida por estreptozotocina en ratas SD macho es actualmente el modelo más utilizado para estudiar la cicatrización de heridas en la diabetes mellitus tipo I. Este protocolo describe los métodos utilizados para construir este modelo. También presenta y aborda posibles desafíos y examina la progresión y las características angiogénicas de las heridas diabéticas.
Muchos detalles del proceso de modelado de heridas de diabetes tipo 1 son propensos a errores. Es un desafío difícil para los investigadores experimentados. Como resultado, es necesario utilizar este protocolo.
De la manera más simple posible, esta técnica puede replicar eficazmente algunas características de las heridas diabéticas crónicas, como la falta de cicatrización de heridas, el retraso en la reepitelización y la reducción de la angiogénesis. La solución de estreptozotocina debe usarse inmediatamente después de la preparación. Al crear la herida, observe que el tamaño y la ubicación de la herida deben regularse.
Comience disolviendo el polvo de estreptozotocina en una cantidad adecuada de 0.1 moles por litro de tampón de citrato de sodio para lograr una concentración del 1% y agítelo durante 30 segundos usando un oscilador de drogas antes de colocarlo en una bonita caja. Para la inyección intraperitoneal de solución de estreptozotocina al 1%, agarre a la rata y exponga la piel abdominal en el lugar de la inyección. Desinfecte el lugar de la inyección dos veces con una bola de algodón empapada en alcohol al 75% y coloque la cabeza de la rata debajo del abdomen.
Inserte la aguja paralela a la línea media abdominal a 45 grados. Luego reduzca el ángulo de la aguja a 30 grados e inserte de dos a tres milímetros. Tire suavemente del tapón de la aguja, inyecte la solución de estreptozotocina y saque la aguja antes de aplicar un hisopo de algodón.
Para medir los niveles causales de glucosa en sangre a las 9:00 AM el día 3 y el día 7, busque la ubicación de la vena caudal. Desinfecte la cola de rata dos veces con alcohol al 75% antes de perforar la vena caudal para inducir el sangrado y medir la glucosa en sangre con un glucómetro. Una vez hecho esto, detenga el sangrado con un hisopo de algodón.
Afeite el área de 5 por 5 centímetros en el lado dorso de la rata con una máquina de afeitar eléctrica un día antes del modelado de la herida. Limpie el área afeitada con una bola de algodón salino normal tibia y deje que se seque para aplicar crema depilatoria durante cinco minutos. Limpie el área con una gasa y lave cualquier crema depilatoria residual con solución salina normal tibia.
Luego desinfecte la piel dorsal dos veces usando bolas de algodón empapadas en yodo y 75% de alcohol en las rondas alternativas. Después del secado, corte la piel con un punzón de biopsia circular de 20 milímetros de diámetro. Cuide la piel con fórceps y luego use tijeras quirúrgicas para eliminar todo el grosor de la piel a lo largo de las marcas de corte de punzón.
Una vez hecho esto, detenga el sangrado con una bola de algodón salino normal. Cubra la herida con una gasa de vaselina. La diabetes se indujo en todas las ratas después de tres días de inyección de estreptozotocina, con un nivel de glucosa en sangre superior a 16,7 milimoles por litro.
El nivel de glucosa se estabilizó cinco semanas después de la inducción. El peso del grupo diabético aumentó gradualmente después de la inyección de estreptozotocina. El peso disminuyó en la semana 3 y aumentó lentamente de nuevo a partir de la semana 4.
En contraste, el peso de la rata del grupo normal aumentó constantemente. Su peso medio después de los tres días de inducción de la diabetes fue mayor que el grupo diabético. El análisis macroscópico realizado en los días 7 y 14 después de la herida reveló que la reepitelización fue más pronunciada en ratas del grupo normal que en el grupo diabético.
Los resultados cuantitativos del día 7 y el día 14 revelaron que la tasa de cicatrización de heridas fue significativamente menor en el grupo diabético que en el grupo normal. Sin embargo, el día 14, la tasa de cicatrización de heridas fue superior al 90% en el grupo diabético. Las heridas diabéticas mostraron pérdida parcial de los folículos pilosos y glándulas sebáceas con menos capilares visibles.
En la angiogénesis de la herida analizada por inmunotinción CD31, la densidad óptica promedio de la expresión de CD31 mostró que la angiogénesis en el sitio de la herida fue significativamente mayor en el grupo normal que en el diabético. Al modelar la herida, asegúrese de que se elimine el grosor anterior de la piel, incluida la epidermis, la dermis y el tejido subcutáneo.
Descripción general
Este artículo presenta un protocolo para crear un modelo de herida diabética inducida por estreptozotocina en ratas SD macho, un método ampliamente utilizado para estudiar la cicatrización de heridas en la diabetes mellitus tipo I. Aborda los desafíos potenciales y examina las características angiogénicas de las heridas diabéticas.
Componentes Clave del Estudio
Área de la Ciencia
- Neurociencia
- Investigación sobre la diabetes
- Cicatrización de heridas
Antecedentes
- La diabetes mellitus tipo 1 está asociada con una cicatrización de heridas deficiente.
- La estreptozotocina se utiliza comúnmente para inducir diabetes en modelos animales.
- Comprender los mecanismos de la cicatrización de heridas en condiciones diabéticas es fundamental para desarrollar tratamientos eficaces.
- Los desafíos para replicar las características de las heridas diabéticas exigen protocolos estandarizados.
Objetivo del estudio
- Proporcionar un protocolo detallado para inducir diabetes y crear un modelo de herida en ratas.
- Evaluar el proceso de cicatrización y la angiogénesis en heridas diabéticas.
- Destacar las diferencias en la cicatrización de heridas entre ratas diabéticas y normales.
Métodos Utilizados
- Inducción de diabetes mediante inyección intraperitoneal de estreptozotocina.
- Creación de una herida estandarizada utilizando un punch de biopsia circular.
- Monitoreo de los niveles de glucosa en sangre para confirmar la inducción de diabetes.
- Evaluación de la cicatrización de heridas y la angiogénesis mediante análisis macroscópicos e inmunotinción.
Resultados principales
- Las ratas diabéticas presentaron una reepitelización retardada y una angiogénesis reducida en comparación con las ratas normales.
- Las tasas de cicatrización de heridas fueron significativamente más bajas en las ratas diabéticas en los días 7 y 14.
- La angiogénesis, medida mediante la expresión de CD31, fue notablemente mayor en las ratas normales.
- Las heridas en ratas diabéticas mostraron pérdida parcial de los folículos pilosos y menos capilares visibles.
Conclusiones
- El modelo de herida diabética inducida por estreptozotocina imita eficazmente las heridas diabéticas crónicas.
- Este modelo puede utilizarse para estudiar los mecanismos subyacentes a la cicatrización defectuosa de heridas en la diabetes.
- La investigación futura puede basarse en este protocolo para explorar intervenciones terapéuticas.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los modelos preclínicos robustos de heridas crónicas diabéticas son esenciales para evaluar hipótesis terapéuticas y reducir los riesgos de estrategias de traslación dirigidas a la cicatrización comprometida en la diabetes tipo 1. Este protocolo establece la inducción y evaluación de la patología de heridas diabéticas en ratas, permitiendo la medición reproducible del cierre de la herida, la reepitelialización y la angiogénesis. La construcción fiable de este modelo en esta etapa respalda la confianza predictiva para los estudios de cribado y mecanicistas posteriores en la cadena de desarrollo biofarmacéutico.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite investigar los mecanismos de cicatrización de heridas en condiciones diabéticas para la validación de dianas.
- Apoya la desestimación de riesgos biológicos al reproducir características de heridas crónicas, como la reepitelialización retardada y la angiogénesis reducida.
- Facilita la confianza predictiva en la selección de candidatos al proporcionar métricas cuantitativas de cicatrización de heridas.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Prepara un sistema validado in vivo para evaluar intervenciones en la cicatrización de heridas en un contexto relevante para la enfermedad.
- Normaliza la creación y medición de heridas, favoreciendo la reproducibilidad y la comparabilidad de los ensayos.
- Genera resultados cuantitativos (área de la herida, marcadores de angiogénesis) para la evaluación confiable de compuestos.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Alinea las características del modelo preclínico con la patología de heridas diabéticas humanas para garantizar la continuidad traslacional.
- Permite decisiones de avance ajustadas al riesgo al proporcionar lecturas mecanísticas y fenotípicas relevantes para la cicatrización de heridas crónicas.
- Apoya el análisis de biomarcadores (por ejemplo, CD31 para angiogénesis) para orientar los puntos finales traslacionales.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
Este protocolo sitúa al modelo de herida diabética en rata como una herramienta fundamental desde el descubrimiento inicial hasta la evaluación preclínica de terapéuticas para la cicatrización de heridas.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la comprobación de hipótesis sobre vías alteradas de cicatrización y angiogénesis en la diabetes.
- Selección: Proporciona una plataforma reproducible para la evaluación cuantitativa de la eficacia de candidatos in vivo.
- Análisis: Ofrece mediciones estandarizadas del área de la herida y de la angiogénesis para la comparación entre estudios.
- Investigación Traducional: Conecta el descubrimiento con la validación preclínica mediante la modelización de características de heridas crónicas observadas en pacientes.
- Reutilización Empresarial: Establece un modelo estandarizado y reutilizable para la investigación continua sobre cicatrización de heridas y la evaluación de compuestos.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en los estudios sobre la cicatrización de heridas diabéticas.
- Valor operativo: Mejora la reproducibilidad y la estandarización entre equipos de investigación y estudios.
- Valor estratégico: Mejora la toma de decisiones de avance o interrupción y la eficiencia del capital al proporcionar datos preclínicos sólidos.
- Impacto en la cartera: Apoya la priorización ajustada al riesgo de candidatos para la cicatrización de heridas destinados a avanzar.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en el manejo de animales, técnicas quirúrgicas e inducción de diabetes.
- Necesita acceso a instrumentos para el monitoreo de glucosa en sangre y análisis histopatológico.
- Exige una estandarización estricta entre equipos en los protocolos de creación y medición de heridas.
- Puede requerir adaptaciones para diferentes cepas de ratas o tamaños de heridas según los objetivos de la investigación.
- La estabilidad del modelo y las tasas de mortalidad dependen de una dosificación precisa y exactitud en los procedimientos.
