Un modèle de lymphœdème de la queue murine
10 février 2021
Le lymphœdème est un gonflement des extrémités causé par un dysfonctionnement lymphatique. Nous décrivons un modèle chronique de la queue murine du lymphœdème et la nouvelle utilisation de la technologie de nanotransfection tissulaire (TNT) pour l’administration de cargaisons génétiques à la queue.
Le lymphœdème est une maladie chronique sans remède. Il affecte un tiers des patientes qui ont subi une chirurgie des ganglions lymphatiques axillaires et une radiothérapie dans le traitement du cancer du sein. Avoir un modèle animal valide facilite la compréhension du mécanisme et le développement de nouvelles stratégies de traitement.
Le modèle de lymphœdème de la queue de souris est fiable et reproductible avec l’apparition rapide. Il présente des changements histologiques compatibles avec le lymphœdème humain. La démonstration de la procédure sera faite par le Dr Ganesh Mohan, un post-doctorant de mon laboratoire.
Pour commencer, positionnez la souris sous sédateur de huit semaines et préparez la queue avec de l’alcool isopropylique à 70%. Utilisez un étrier pour mesurer le diamètre de la queue par incréments de cinq millimètres à partir de 20 millimètres de la base de la queue. Marquez une excision circonférentielle de trois millimètres sur la queue à 20 millimètres de la base.
Sous grossissement microscopique chirurgical, effectuez une excision méticuleuse de la peau de trois millimètres sur toute l’épaisseur en laissant toute la vascularisation sous-jacente intacte. Inciser la marque circonférentielle supérieure d’abord à travers le derme suivie d’une incision circonférentielle de pleine épaisseur de trois millimètres distale à la première incision. Faites une incision verticale perpendiculaire de pleine épaisseur pour relier les deux incisions, puis utilisez un micro fin denté pour saisir un bord d’attaque et disséquer profondément dans le plan avasculaire au derme et superficiel à l’adventitie veineuse avec des micro-ciseaux.
Injecter 0,1 millilitre de 1% de bleu isosulfan par voie sous-cutanée proximale à l’extrémité de la queue. Identifiez les deux canaux lymphatiques apparaissant bleus en raison de l’injection adjacente aux veines latérales de la queue. Transectez soigneusement les lymphatiques en disséquant un plan entre la veine latérale et le lymphatique avec des ciseaux microchirurgicaux droits.
Passez l’extrémité d’une lame de ciseaux entre le vaisseau lymphatique et la veine latérale et fermez les lames pour transecter le vaisseau lymphatique. Lorsque vous avez terminé, habillez la plaie de la queue avec un adressage clair adhérent stérile. Administrer de l’indocyanine verte 0,1 millilitre par voie sous-cutanée dans la queue distale de la souris près de la pointe.
Atténuez les lumières de la pièce, puis placez l’angiographie laser proche infrarouge dans un réglage tampon et effectuez une imagerie en direct. Après l’administration de bleu isosulfan dans l’extrémité de la queue, les lymphatiques présentaient une couleur bleue. Les lymphatiques ont été perturbés tandis que les veines latérales adjacentes ont été préservées.
L’enflure progressive et le lymphœdème persistant soutenu dans la queue de la souris après l’induction du lymphœdème sont montrés ici. Le volume de la queue de souris, calculé par une équation de cône tronqué, a culminé à la quatrième semaine et a plafonné à la sixième semaine, suivie d’une amélioration progressive qui s’est maintenue jusqu’à la semaine 15. L’imagerie à haute résolution du contraste des mouchetures au laser a été réalisée pour confirmer la perfusion de la queue de souris dans le modèle de queue de lymphœdème montrant des veines latérales blessées et des veines latérales intactes pour l’évaluation de la perméabilité vasculaire de la queue.
La lymphangiographie au laser proche infrarouge a démontré des lymphatiques intacts préopératoires et aucun transit ICG au-delà du site chirurgical postopératoire, confirmant ainsi que l’enflure était causée par un dysfonctionnement lymphatique. L’efficacité de l’administration de cargaisons génétiques à l’aide de la technologie de nanotransfection tissulaire a été démontrée en délivrant de l’ADN marqué à l’amidite de fluorescéine à la queue murine. L’utilisation d’adaptations pour le modèle de lymphœdème de la queue de souris et l’angiographie au laser proche infrarouge ICG est un modèle animal cliniquement traduisible et passionnant avec des implications thérapeutiques.
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Aperçu
Cette étude présente un modèle murin chronique de lymphœdème de la queue, une affection caractérisée par un gonflement des extrémités dû à un dysfonctionnement lymphatique. La recherche met en évidence l'utilisation innovante de la technologie de nanotransfection tissulaire (TNT) pour délivrer du matériel génétique à la queue affectée.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Biologie
- Médecine régénérative
Contexte
- Le lymphœdème est une affection chronique sans guérison possible, touchant de nombreux patients après une chirurgie pour un cancer du sein.
- Un modèle animal fiable est essentiel pour comprendre les mécanismes et développer des stratégies thérapeutiques.
- Le modèle de queue de souris présente des modifications histologiques similaires à celles observées dans le lymphœdème humain.
- Cette étude vise à démontrer la procédure et ses implications pour le traitement.
Objectif de l'étude
- Établir un modèle murin reproductible de lymphœdème.
- Utiliser les TNT pour une livraison efficace de matériel génétique.
- Évaluer le potentiel du modèle pour des applications thérapeutiques futures.
Méthodes utilisées
- Préparation de la queue de la souris et techniques d'excision chirurgicale.
- Injection de bleu isosulfan pour visualiser les voies lymphatiques.
- Utilisation de l'angiographie laser infrarouge proche pour l'imagerie en direct des vaisseaux lymphatiques.
- Évaluation des changements de volume de la queue et de la perméabilité vasculaire au fil du temps.
Résultats principaux
- Le modèle a présenté un gonflement progressif et un lymphœdème persistant.
- L'imagerie haute résolution a confirmé l'intégrité des veines adjacentes.
- Le TNT a permis avec succès la délivrance de matériel génétique à la queue.
- Le modèle montre un potentiel pour une application clinique dans le traitement du lymphœdème.
Conclusions
- Le modèle de queue murine est un outil valable pour l'étude du lymphœdème.
- La TNT offre une approche novatrice pour les interventions génétiques.
- Cette recherche ouvre la voie à de futures stratégies thérapeutiques dans la prise en charge du lymphœdème.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La mise en place de modèles précliniques fiables de dysfonctionnement lymphatique est essentielle pour réduire les risques liés à la validation des cibles thérapeutiques dans l'éléphantiasis, une affection présentant un besoin médical important encore insatisfait. Ce modèle murin chronique d'éléphantiasis de la queue permet une évaluation soutenue du phénotype sur une période de 15 semaines, offrant ainsi la possibilité d'analyser longitudinalement l'efficacité des interventions. L'intégration de l'imagerie fonctionnelle et de la technologie de nanotransfection tissulaire renforce la pertinence translationnelle en facilitant des études mécanistiques et la délivrance ciblée de charges génétiques dans un système conservant l'intégrité vasculaire.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Permet d'étudier des hypothèses thérapeutiques spécifiques au système lymphatique grâce à une induction prolongée de lymphœdème sans compromettre la vascularisation.
- Valeur opérationnelle : Offre une plateforme reproductible pour valider des cibles impliquées dans les voies de lymphangiogenèse, d'homéostasie des fluides et de fibrose.
- Valeur prédictive : Facilite la réduction des risques mécanistiques en modélisant une progression histologique proche de celle observée chez l'humain, incluant l'accumulation adipeuse et la fibrose.
Développement de criblages et de tests
- Valeur scientifique : Facilite le développement de tests quantitatifs de la fonction lymphatique utilisant la lymphangio-graphie au vert d'indocyanine en infrarouge proche pour des lectures en temps réel.
- Valeur opérationnelle : Permet la standardisation de l'évaluation de la perfusion grâce à l'imagerie de contraste par speckle laser haute résolution afin de confirmer l'intégrité artérielle et veineuse.
- Valeur de scalabilité : Soutient l'adaptation à un criblage à haut contenu de composés ou de modificateurs génétiques affectant la réparation lymphatique.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur translationnelle : Préserve la perfusion caudale et un gonflement prolongé pendant 15 semaines, améliorant ainsi la transposabilité clinique par rapport aux modèles aigus.
- Alignement sur les biomarqueurs : Permet de corréler un dysfonctionnement lymphatique évalué par imagerie avec des paramètres volumétriques et histologiques pertinents pour la maladie humaine.
- Continuité thérapeutique : Permet d'évaluer la délivrance par nanotransfection tissulaire comme stratégie d'intervention génétique localisée dans les tissus vascularisés.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Le modèle s'inscrit dans la continuité découverte-préclinique en fournissant un système validé pour les études d'engagement de cible avant l'optimisation du composé candidat et les tests d'efficacité dans des contextes pertinents pour la maladie.
- Biologie du Développement : Soutient la validation fondée sur des hypothèses de cibles spécifiques au système lymphatique par perturbation fonctionnelle et lectures phénotypiques.
- Préparation des Essais : Génère des résultats quantifiables incluant la mesure du volume de la queue, l'imagerie du flux lymphatique et la confirmation de la perméabilité vasculaire.
- Activation des Analyses : Fournit des jeux de données longitudinaux permettant la comparaison statistique des effets des interventions à différents temps, jusqu'à la semaine 15.
- Liaison Translationnelle : Relie les découvertes mécanistiques à la validation préclinique au moyen de modalités d'imagerie cliniquement pertinentes et d'un phénotype durable.
- Réutilisation de la Plateforme : Met en place un protocole chirurgical et d'imagerie standardisé, adaptable dans différents laboratoires, pour une génération cohérente du modèle.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté biologique dans la validation des cibles lymphatiques grâce à un modèle cliniquement pertinent et chirurgicalement précis.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité par le biais de protocoles standardisés d'excision, de ligature lymphatique et de confirmation de la perfusion.
- Valeur stratégique : Renforce la confiance dans les décisions d'aller/arrêt en permettant une évaluation prolongée du phénotype, au-delà des modèles de gonflement transitoires.
- Impact sur le portefeuille : Favorise la priorisation ajustée au risque des candidats ciblant le système lymphatique, en utilisant un modèle dont la stabilité est démontrée sur 15 semaines.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en microchirurgie et un accès à la microscopie chirurgicale pour l'excision précise des tissus et l'identification des vaisseaux lymphatiques.
- Dépend d'une infrastructure d'imagerie comprenant des systèmes d'angiographie par contraste de speckle laser et en proche infrarouge pour la validation fonctionnelle.
- Exige une standardisation des protocoles de soins postopératoires et de surveillance afin d'assurer la viabilité du lambeau et la cohérence du modèle.
- Implique des adaptations à prendre en compte lors de la transposition du modèle à différents fonds génétiques ou à des modèles de comorbidités.
- Est limité par la nécessité d'une formation spécialisée aux techniques de délivrance de nanotransfection tissulaire pour les applications impliquant des charges génétiques.
Foire aux questions en biopharmacie
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
