Modelo de curación de heridas por quemaduras similar a un tablero de ajedrez de ratones basado en un dispositivo de calentamiento digital
27 de diciembre de 2024
Se presenta un protocolo simplificado para establecer un modelo de cicatrización de heridas por quemaduras en ratones utilizando un dispositivo de calentamiento digital. Los sitios experimentales en forma de tablero de ajedrez creados en la piel facilitan un análisis funcional adicional para el ensayo de cicatrización de heridas.
Hemos desarrollado un modelo animal de quemaduras de ratón simple, rentable y fácil de usar para crear quemaduras consistentes de espesor completo. Este estudio proporcionará a los investigadores herramientas esenciales para facilitar el desarrollo de nuevos tratamientos para las lesiones por quemaduras. Los métodos utilizados para producir superficies quemadas varían entre los modelos animales experimentales.
Sin embargo, la técnica de infligir quemaduras y las profundidades de quemaduras producidas también son inconsistentes y están mal descritas en estudios anteriores, lo cual es crucial para determinar la gravedad de la quemadura y los métodos de tratamiento de las quemaduras. En este protocolo, utilizamos un conveniente dispositivo de calentamiento digital para crear una herida de quemadura similar a un tablero de ajedrez en el dorso del ratón. Proporciona un control preciso de la temperatura, lo que mejora la seguridad y la reproducibilidad en comparación con otras técnicas variables, lo que minimiza el uso de animales y permite estudios fiables de cicatrización de heridas.
Para comenzar, ajuste la temperatura del dispositivo de calefacción digital a 97 grados centígrados. Una vez que el mouse esté profundamente anestesiado, transfiéralo a la almohadilla térmica en posición prona. Employ ha esterilizado una punta de pipeta de un mililitro con un diámetro de nueve milímetros para identificar con precisión los sitios de herida deseados.
Cubra la piel con un paño estéril previamente recortado, dejando expuesta el área quirúrgica. Póngase guantes resistentes al calor y verifique la temperatura del dispositivo de calefacción digital. A continuación, aplique la punta del dispositivo de calentamiento en el centro de los sitios de la herida localizados durante 10 segundos a 97 grados centígrados para crear seis heridas redondas, cada una con un diámetro de cuatro milímetros.
A continuación, aplique hielo a la herida de la quemadura para controlar el dolor potencial. Coloque al ratón en una jaula de recuperación, luego ablande algunos gránulos de comida con cinco a 10 gotas de agua potable y colóquelos en el piso de la jaula para facilitar la alimentación. Después de 24 horas de inducción de la quemadura, limpie todas las heridas con gasa estéril humedecida con solución salina.
Seque la piel con una gasa y aplique una pequeña cantidad de gel antibacteriano de hidrogel TKH con una jeringa para cubrir las heridas de las quemaduras. En días específicos después de la inducción de la quemadura, marque la herida con la punta de una pipeta estéril de un mililitro y capture una imagen con una cámara digital. Después de sacrificar al animal, con unas tijeras, aísle el sitio de la herida y la piel circundante, incluida la musculatura subyacente, midiendo uno por centímetro.
El análisis microscópico mostró la destrucción completa de la epidermis y un daño dérmico de espesor completo que se extendió a las capas subcutáneas de grasa y músculo. Al tercer día, las heridas estaban en la etapa inflamatoria con vasodilatación e infiltración significativa de células inflamatorias. Al séptimo día, se observó una notable reducción en el área de la herida, y al día 14, se formó tejido de granulación con una densa deposición de colágeno que marcó la etapa de remodelación.
La capacidad de cicatrización de heridas mejoró significativamente en las heridas tratadas con hidrogel de péptido TKH, como lo demuestran las áreas de heridas más pequeñas en los días siete, 10 y 14 en comparación con las heridas no tratadas.
Resumen
Este estudio presenta un protocolo optimizado para establecer un modelo de cicatrización de heridas por quemaduras en ratones mediante un dispositivo de calentamiento digital. La técnica genera quemaduras de espesor total consistentes, lo que permite un análisis funcional confiable de la cicatrización de heridas.
Componentes Clave del Estudio
Área de Investigación
- Lesión por quemadura y tratamiento
- Mecanismos de cicatrización de heridas
- Desarrollo de modelos animales
Antecedentes
- Los desafíos en los modelos de quemaduras existentes incluyen la inconsistencia en la profundidad de la quemadura y en las técnicas de inducción.
- La necesidad de modelos confiables para estudiar la cicatrización de heridas y la eficacia de los tratamientos.
- Este estudio aborda la necesidad de un enfoque rentable y fácil de usar.
Métodos Utilizados
- Implementación de un dispositivo de calentamiento digital para crear heridas por quemadura.
- Modelo murino para el estudio de la cicatrización de heridas.
- Aplicación del hidrogel TKH para la evaluación del tratamiento de heridas.
Resultados principales
- Se observó la destrucción completa de la epidermis y daño dérmico de espesor total.
- Para el día 14, las heridas tratadas mostraron una mejora en la cicatrización en comparación con las heridas no tratadas.
- Las diferencias significativas en las mediciones del área de la herida se validaron mediante análisis microscópico.
Conclusiones
- El estudio demuestra con éxito un modelo reproducible para la investigación de la cicatrización de heridas por quemaduras.
- Este modelo es relevante para el desarrollo de nuevos tratamientos para quemaduras y para comprender los procesos de cicatrización.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los modelos de quemaduras in vivo consistentes y reproducibles son fundamentales para la evaluación preclínica de terapias para la cicatrización de heridas y estudios mecanicistas de la reparación tisular. El modelo de quemadura en ratón con patrón de tablero de ajedrez, que utiliza un dispositivo de calentamiento digital, aborda la variabilidad en la profundidad y área de la quemadura, favoreciendo una validación robusta de objetivos y una continuidad traslacional en la investigación sobre cicatrización de heridas. Este modelo permite a los equipos biofarmacéuticos generar datos cuantitativos y estandarizados para la selección de candidatos y la reducción de riesgos mecanicistas en las fases iniciales de descubrimiento.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite una investigación rigurosa de las vías de cicatrización de heridas y de hipótesis terapéuticas en un sistema in vivo controlado.
- Apoya la validación funcional de objetivos al proporcionar puntos finales de lesión y curación reproducibles.
- Facilita la confianza predictiva en la selección de candidatos mediante la inducción estandarizada de lesiones y la evaluación de la cicatrización.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Prepara modelos animales validados para la evaluación posterior de compuestos y biomateriales para la cicatrización de heridas.
- Permite la estandarización y reproducibilidad del ensayo mediante el control del tamaño, profundidad y ubicación de la quemadura.
- Genera resultados cuantitativos, como la reducción del área de la herida y puntuaciones histológicas, para una evaluación confiable de los compuestos.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Se alinea con puntos finales relevantes para la enfermedad al modelar quemaduras de espesor total y fases de remodelación del tejido.
- Facilita la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica al permitir lecturas histológicas y funcionales.
- Proporciona una reducción mecanicista de riesgos para candidatos terapéuticos dirigidos contra la inflamación, la reepitelización y la formación de tejido de granulación.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
Este modelo se integra en la continuidad desde el descubrimiento temprano hasta la validación preclínica, permitiendo la comprobación de hipótesis, la identificación de compuestos prometedores y la evaluación traslacional de intervenciones para la cicatrización de heridas.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías en la reparación de heridas y la inflamación.
- Selección: Proporciona métricas cuantitativas y reproducibles de curación de heridas para la selección de compuestos.
- Análisis: Ofrece mediciones estandarizadas del área de la herida, características histológicas y cinética de curación.
- Investigación Traductiva: Conecta las fases de descubrimiento y preclínica mediante la modelización de lesiones por quemaduras y su reparación clínicamente relevantes.
- Reutilización Empresarial: Ofrece una plataforma estandarizada y reutilizable para evaluar diversas modalidades e intervenciones en la curación de heridas.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en los estudios de cicatrización de heridas.
- Valor operativo: Mejora la estandarización, la reproducibilidad y la escalabilidad de los modelos de quemaduras in vivo.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de avance o interrupción del desarrollo y la eficiencia del capital al proporcionar datos preclínicos sólidos.
- Impacto en la cartera: Apoya la priorización y el avance ajustados al riesgo de candidatos para la cicatrización de heridas.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en el manejo de animales, anestesia y procedimientos de cuidado de heridas.
- Necesita acceso a un dispositivo de calentamiento digital con control preciso de temperatura e infraestructura de imagen para la evaluación de heridas.
- Exige la estandarización entre equipos de los protocolos de inducción de quemaduras y evaluación de la cicatrización.
- Puede ser necesaria una adaptación para diferentes cepas de ratones o puntos finales en la cicatrización de heridas.
- Las limitaciones incluyen las diferencias entre especies del modelo y la necesidad de validación histológica de la profundidad de la lesión.
