Name: Une nouvelle approche chirurgicale pour ladministration intratrachéale dagents bioactifs dans un modèle de souris fœtale (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-31T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 12 s
Description: Découvrez une technique chirurgicale innovante pour l'administration intratrachéale d'agents bioactifs chez les fœtus de souris. Cette méthode améliore le ciblage pulmonaire et évite la dilution observée avec l'injection intra-amniotique.

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MC et AVDP doctorants sont pris en charge par des subventions de l&#39;Institut pour la promotion de l&#39;innovation par la science et la technologie en Flandre (IWT-Vlaanderen). JT est titulaire d&#39;une bourse à temps partiel de recherche clinique (KOOR) de l&#39;UZ Leuven. DV est un doctorant financé par une subvention de la KU Leuven, DBOF/10/062. MMDC est un doctorant financé par une subvention du Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento (CNPq) et Erasmus Mundus. La recherche a été financée par l&#39;IWT-Vlaanderen, par le DIMI subvention de la CE (LSHB-CT-2005-512146) et par l&#39;imagerie moléculaire in vivo groupe de recherche (IMIR) de la KU Leuven. Nous tenons à remercier le Core Vecteur UPenn fondée par James M. Wilson pour leur aimable don de l&#39;emballage AAV6.2 plasmide pour la production de vecteurs rAAV.

<ol><li>Willson, D. F., Notter, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+future+of+exogenous+surfactant+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Care%22%5BJournal%5D)">The future of exogenous surfactant therapy.</a> Respir. Care. 56, 1369-1388 (2011).</li>
<li>Abdel-Latif, M. E., Osborn, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intratracheal+Clara+cell+secretory+protein+%28CCSP%29+administration+in+preterm+infants+with+or+at+risk+of+respiratory+distress+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Cochrane+Database+Syst.+Rev%22%5BJournal%5D)">Intratracheal Clara cell secretory protein (CCSP) administration in preterm infants with or at risk of respiratory distress syndrome.</a> Cochrane Database Syst. Rev. CD008308, (2011).</li>
<li>Thebaud, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascular+endothelial+growth+factor+gene+therapy+increases+survival%2C+promotes+lung+angiogenesis%2C+and+prevents+alveolar+damage+in+hyperoxia-induced+lung+injury%3A+evidence+that+angiogenesis+participates+in+alveolarization%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Vascular endothelial growth factor gene therapy increases survival, promotes lung angiogenesis, and prevents alveolar damage in hyperoxia-induced lung injury: evidence that angiogenesis participates in alveolarization.</a> Circulation. 112, 2477-2486 (2005).</li>
<li>Griesenbach, U., Alton, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene+transfer+to+the+lung%3A+lessons+learned+from+more+than+2+decades+of+CF+gene+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Gene transfer to the lung: lessons learned from more than 2 decades of CF gene therapy.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 128-139 (2009).</li>
<li>Aneja, M. K., Rudolph, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene+therapy+of+surfactant+protein+B+deficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Mol.+Ther%22%5BJournal%5D)">Gene therapy of surfactant protein B deficiency.</a> Curr. Opin. Mol. Ther. 8, 432-438 (2006).</li>
<li>Flotte, T. R., Mueller, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene+therapy+for+alpha-1+antitrypsin+deficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Hum.+Mol.+Genet%22%5BJournal%5D)">Gene therapy for alpha-1 antitrypsin deficiency.</a> Hum. Mol. Genet. 20, R87-R92 (2011).</li>
<li>Roybal, J. L., Santore, M. T., Flake, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stem+cell+and+genetic+therapies+for+the+fetus%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Fetal+Neonatal+Med%22%5BJournal%5D)">Stem cell and genetic therapies for the fetus.</a> Semin Fetal Neonatal Med. 15, 46-51 (2010).</li>
<li>Peebles, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Widespread+and+efficient+marker+gene+expression+in+the+airway+epithelia+of+fetal+sheep+after+minimally+invasive+tracheal+application+of+recombinant+adenovirus+in+utero%5BTitle%5D)+AND+%22Gene+Ther%22%5BJournal%5D)">Widespread and efficient marker gene expression in the airway epithelia of fetal sheep after minimally invasive tracheal application of recombinant adenovirus in utero.</a> Gene Ther. 11, 70-708 (2004).</li>
<li>Deprest, J., Gratacos, E., Nicolaides, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fetoscopic+tracheal+occlusion+%28FETO%29+for+severe+congenital+diaphragmatic+hernia%3A+evolution+of+a+technique+and+preliminary+results%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Obstet.+Gynecol%22%5BJournal%5D)">Fetoscopic tracheal occlusion (FETO) for severe congenital diaphragmatic hernia: evolution of a technique and preliminary results.</a> Ultrasound Obstet. Gynecol. 24, 121-126 (2004).</li>
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<li>Davies, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adenovirus-mediated+in+utero+expression+of+CFTR+does+not+improve+survival+of+CFTR+knockout+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Ther%22%5BJournal%5D)">Adenovirus-mediated in utero expression of CFTR does not improve survival of CFTR knockout mice.</a> Mol. Ther. 16, 812-818 (2008).</li>
<li>Mitchell, M., Jerebtsova, M., Batshaw, M. L., Newman, K., Ye, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+gene+transfer+to+mouse+fetuses+with+recombinant+adenovirus+and+adeno-associated+virus+%28AAV%29+vectors%5BTitle%5D)+AND+%22Gene+Ther%22%5BJournal%5D)">Long-term gene transfer to mouse fetuses with recombinant adenovirus and adeno-associated virus (AAV) vectors.</a> Gene Ther. 7, 1986-1992 (2000).</li>
<li>Henriques-Coelho, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+gene+transfer+to+fetal+rat+lung+interstitium+by+ultrasound-guided+intrapulmonary+injection%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Ther%22%5BJournal%5D)">Targeted gene transfer to fetal rat lung interstitium by ultrasound-guided intrapulmonary injection.</a> Mol. Ther. 15, 340-347 (2007).</li>
<li>Toelen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fetal+gene+transfer+with+lentiviral+vectors%3A+long-term+in+vivo+follow-up+evaluation+in+a+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Obstet+Gynecol%22%5BJournal%5D)">Fetal gene transfer with lentiviral vectors: long-term in vivo follow-up evaluation in a rat model.</a> Am J Obstet Gynecol. 196, e1-e6 (2007).</li>
<li>Waddington, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+transgene+expression+by+administration+of+a+lentivirus-based+vector+to+the+fetal+circulation+of+immuno-competent+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Gene+Ther%22%5BJournal%5D)">Long-term transgene expression by administration of a lentivirus-based vector to the fetal circulation of immuno-competent mice.</a> Gene Ther. 10, 1234-1240 (2003).</li>
<li>Waddington, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Permanent+phenotypic+correction+of+hemophilia+B+in+immunocompetent+mice+by+prenatal+gene+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Permanent phenotypic correction of hemophilia B in immunocompetent mice by prenatal gene therapy.</a> Blood. 104, 2714-2721 (2004).</li>
<li>Senoo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adenovirus-mediated+in+utero+gene+transfer+in+mice+and+guinea+pigs%3A+tissue+distribution+of+recombinant+adenovirus+determined+by+quantitative+TaqMan-polymerase+chain+reaction+assay%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Genet.+Metab%22%5BJournal%5D)">Adenovirus-mediated in utero gene transfer in mice and guinea pigs: tissue distribution of recombinant adenovirus determined by quantitative TaqMan-polymerase chain reaction assay.</a> Mol. Genet. Metab. 69, 269-276 (2000).</li>
<li>Carlon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+gene+transfer+into+the+mouse+lung+by+fetal+intratracheal+injection+of+rAAV2%2F6.2%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Ther%22%5BJournal%5D)">Efficient gene transfer into the mouse lung by fetal intratracheal injection of rAAV2/6.2.</a> Mol. Ther. 18, 2130-2138 (2010).</li>
<li>Schmiedl, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipopolysaccharide-induced+injury+is+more+pronounced+in+fetal+transgenic+ErbB4-deleted+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Lung+Cell+Mol+Physiol%22%5BJournal%5D)">Lipopolysaccharide-induced injury is more pronounced in fetal transgenic ErbB4-deleted lungs.</a> Am. J. Physiol. Lung Cell Mol Physiol. 301, L490-L499 (2011).</li>
<li>Buckley, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+influencing+adenovirus-mediated+airway+transduction+in+fetal+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Ther%22%5BJournal%5D)">Factors influencing adenovirus-mediated airway transduction in fetal mice.</a> Mol. Ther. 12, 484-492 (2005).</li>
</ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Les étapes critiques <ul><li> La souche de souris, nous avons choisi de travailler avec des souris NMRI est parce qu&#39;ils ont un nombre abondant de chiots (portée moyenne 14,4 ± 1,8, propres données), de tolérer des interventions bien et ont de bonnes caractéristiques maternelles. </li><li> Placer le cordon de bourse à travers la paroi de l&#39;utérus et les membranes fœtales est une étape critique que vous ne souhaitez pas exposer la tête du foetus et non les épaules, sinon repositionnement est presque impossible s...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires (optionnel) </td></tr><tr><td> Souris NMRI </td><td> Janvier, Le Genest St Isle, France </td><td></td><td></td></tr><tr><td> L&#39;isoflurane </td><td> Isoba, Intervet / Schering-Plough Animal Health, Milton Keynes, Royaume-Uni </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Prolene 6-0 </td><td> Ethicon, Groot Bijgaarden, Belgique </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Vicryl 5-0 </td><td> Ethicon, Groot Bijgaarden, Belgique </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 50 pl Hamilton Seringue en verre, Modèle 1710.5 TLLX SYR </td><td> Hamilton, Reno, NV, États-Unis </td><td> 5495-20 </td><td></td></tr><tr><td> Aiguille 30G forte </td><td> Hamilton, Reno, NV, États-Unis </td><td> 7762-03 </td><td></td></tr><tr><td> Xylocaïne 2% </td><td> AstraZeneca, Zoetermeer, Pays-Bas </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

une nouvelle approche chirurgicale pour l&#39;administration intratrachéale d&#39;agents bioactifs dans un modèle de souris fœtale

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

Prénatale administration pulmonaire de cellules, gènes ou des agents pharmacologiques pourrait servir de base à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour une variété de maladies génétiques et acquises. En dehors des anomalies congénitales ou héréditaires avec l&#39;exigence d&#39;expression à long terme du gène livré, plusieurs organisations non héritées des affections périnatales, où l&#39;expression des gènes à court terme ou une intervention pharmacologique est suffisante pour obtenir des effets thérapeutiques, sont considérées comme des indications potentielles futures de cette type d&#39;approche. Maladies candidates à l&#39;application de la thérapie à court terme prénatal pourrait être la carence néonatale transitoire de la protéine B tensioactif provoque néonatale 1,2 respiratoire syndrome de détresse ou de blessures hyperoxiques du poumon néonatal 3. Maladies candidates pour la correction permanente thérapeutique sont la fibrose kystique (FK) 4, les variantes génétiques de 5 tensioactifs carences et α1-antitrypsine 6. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; En règle générale, un avantage important de la thérapie génique prénatale est la capacité à amorcer une intervention thérapeutique précoce dans le développement, au niveau ou même avant les manifestations cliniques chez le patient, évitant ainsi des dommages irréparables à l&#39;individu. En outre, les organes du fœtus ont un taux de prolifération cellulaire accrue par rapport aux organes adultes, ce qui pourrait permettre à un gène ou d&#39;un transfert plus efficace de cellules souches dans le foetus. En outre, la délivrance de gènes in utero est effectuée lorsque le système immunitaire de l&#39;individu n&#39;est pas complètement mature. Par conséquent, la transplantation de cellules hétérologues ou la supplémentation d&#39;une protéine non fonctionnelle ou absente avec une version correct ne devrait pas entraîner une sensibilisation à l&#39;abri de la cellule, vecteur ou un produit transgénique, qui a récemment été prouvé être le cas avec les thérapies cellulaires et génétiques 7 . Dans la présente étude, nous avons étudié la possibilité de cibler directement la trachée fœtale dans un m de la sourisodèle. Cette procédure est en cours d&#39;utilisation dans des modèles animaux plus grands comme les lapins et les moutons 8, et même dans un contexte clinique 9, mais n&#39;a jusqu&#39;à présent pas été effectuée avant dans un modèle murin. Lorsque l&#39;on étudie le potentiel de la thérapie génique pour les maladies génétiques du fœtus tels que CF, le modèle de souris est très utile en tant que première preuve de concept en raison de la grande disponibilité des différentes souches de souris transgéniques, l&#39;embryogenèse bien documenté et le développement du fœtus, moins strictes règles d&#39;éthique, de gestation courte et la taille de la portée large. Voies d&#39;accès différentes ont été décrites pour cibler les poumons des rongeurs fœtale, y compris injection intra-amniotique 10-12, (écho-guidée) intrapulmonaire d&#39;injection et 13,14 administration intraveineuse dans les vaisseaux du sac vitellin 15,16 ou 17 veine ombilicale. Notre nouvelle procédure chirurgicale permet aux chercheurs d&#39;injecter l&#39;agent de choix directement dans la trachée de souris foetale qui permetpour une livraison plus efficace pour les voies respiratoires que les techniques existantes 18.

Nous avons développé une nouvelle approche chirurgicale pour l&#39;administration intratrachéale d&#39;agents bioactifs dans le fœtus de souris. L&#39;itinéraire de livraison est plus efficace en ciblant les poumons de foetus de souris que l&#39;couramment utilisés injection intra-amniotique. Cette procédure n&#39;a jusqu&#39;à présent pas été décrits dans un modèle de souris.

Une nouvelle approche chirurgicale pour l&#39;administration intratrachéale d&#39;agents bioactifs dans un modèle de souris fœtale

L'administration prénatale pulmonaire de cellules, de gènes ou d'agents pharmacologiques pourrait constituer la base de nouvelles stratégies thérapeutiques pour diverses pathologies génétiques et...

L'objectif général de l'expérience suivante est de pouvoir injecter un agent de choix directement dans la trachée du fœtus de souris, ce qui permet une délivrance plus efficace dans les voies respiratoires que les techniques existantes. Cela est réalisé en extériorisant la tête du fœtus par une hystérotomie et en accédant à la trachée fœtale. Ensuite, une incision cervicale verticale est pratiquée pour visualiser la trachée, et une aiguille est insérée sous guidage visuel.Ensuite, des billes fluorescentes ou un vecteur viral sont injectés dans la trachée afin de délivrer efficacement la substance choisie aux voies respiratoires fœtales. L'analyse microscopique de coupes tissulaires provenant de poumons traités montre que l'injection intratrachéenne permet un délivrance plus efficace de molécules fluorescentes ou de vecteurs viraux aux voies respiratoires fœtales par rapport à la voie de délivrance intra-amniotique la plus couramment utilisée. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, telles que l'injection fœtale intra-amniotique, est qu'elle évite la dilution de la substance injectée dans le liquide amniotique.Cela maximise l'effet de la quantit

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Médecine

Cette vidéo décrit une approche intrabronchique pour administrer sélectivement un agent expérimental dans les poumons distaux droit et gauche. Dans le protocole présenté, nous administrerons la bléomycine par voie intrabronchique à une souris afin d’obtenir un meilleur modèle de fibrose pulmonaire.

Administration intrabronchique : technique d’administration sélective d’un agent expérimental dans un poumon de souris

Source : Venuprasad, K., et al. Administration intra-trachéale d’Haemophilus influenzae dans des modèles murins pour étudier l’inflammation des voies respiratoires. J. Vis. Exp. (2016)Cette vidéo démontre l’administration intratrachéale d’un inoculum bactérien pathogène pulmonaire dans une souris anesthésiée pour modéliser une infection des voies respiratoires inférieures.

Réalisation d’une administration bactérienne intratrachéale dans un modèle de souris

Cette vidéo montre la procédure d’occlusion trachéale transutérine d’un fœtus de souris chez une souris enceinte. Ce modèle peut être utilisé pour étudier l’impact de la trachée occluse sur le développement pulmonaire.

Modélisation de l’occlusion trachéale fœtale transutérine dans un modèle murin : une procédure chirurgicale pour la ligature de la trachée fœtale chez une souris enceinte

Nous avons développé une méthode simple, fiable et relativement peu coûteux pour l'intubation endotrachéale chez des souris par laryngoscopie directe en utilisant un otoscope avec un 2.0 mm spéculum. Cette technique est atraumatique et peut être utilisé pour des mesures répétées dans des expériences chroniques. Nous trouvons supérieure de trachéotomie ou précédemment rapporté des techniques non chirurgicales.

Intubation endotrachéale chez des souris<em&gt; Par</em&gt; Laryngoscopie directe en utilisant un otoscope

L'utilisation d'un modèle qui reproduit l'état de maladies pulmonaires chez les humains est essentielle pour l'étude de la pathophysiologie et / ou de l'étiologie d'une maladie particulière et pour développer une intervention thérapeutique. Voici une méthode d'intubation trachéale non invasive qui peut directement livrer les matériaux exogènes aux poumons de souris est présentée.

Non invasive Intratrachéal intubation pour étudier la pathologie et la physiologie des souris poumon

Cet article présente une méthode rapide et simple pour l'administration de la bléomycine directement dans la trachée de souris par intubation. Les principaux avantages de cette méthode est qu'il est hautement reproductible, facile à maîtriser, et ne nécessite pas d'équipement spécialisé ou de longs temps de récupération.

Une méthode améliorée pour Rapid intubation de la trachée chez la souris

L'administration intratrachéale (IT) des agents expérimentaux chez les souris a souvent comme conséquence la livraison asymétrique aux poumons distal.  Dans ce rapport, nous décrivons une approche intrabronchique directe (IB) pour cannuler chaque poumon dans les souris vivantes non-opératoirement.  Cette approche peut être utilisée pour administrer sélectivement des agents à un poumon ou peut être adaptée pour améliorer l'administration d'agents symétriques aux deux poumons.

Administration intrabronchique directe pour améliorer le dépôt sélectif d'agent dans le poumon de souris

Cette technique consistant à instiller des médicaments directement dans la trachée des rongeurs néonatals est importante pour étudier l’impact des médicaments ou des produits biologiques administrés localement sur les maladies pulmonaires néonatales. En outre, cette méthode peut également être utilisée pour induire des lésions pulmonaires dans des modèles animaux.

Une méthode mini-invasive pour l’instillation intratrachéale de médicaments chez les rongeurs néonatals pour traiter les maladies pulmonaires

Divers modèles animaux d’hernie diaphragmatique congénitale et d’occlusion trachéale fœtale présentent des avantages et des inconvénients en ce qui concerne les questions éthiques, le coût, la difficulté chirurgicale, la taille, les taux de survie et la disponibilité des outils génétiques. Ce modèle fournit un nouvel outil pour étudier l’impact de l’occlusion trachéale et de la pression luminaire accrue sur le développement pulmonaire.

Modèle transuté d’occlusion trachéale foetale chez la souris

Ce protocole montre comment le positionnement optimal d’une souris et l’insertion transorale d’un otoscope basé sur une caméra permettent de visualiser la glotte, une intubation rapide avec un traumatisme tissulaire minimal et une distribution constante de liquide dans les poumons.

Méthodologie améliorée pour l’administration de liquide dans le poumon de souris : intubation à l’aide d’un otoscope grand public

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