Génération de rats hypoparathyroïdiens par parathyroïdectomie assistée par nanoparticules de carbone
14 juillet 2023
Un modèle animal d’hypoparathyroïdie acquise (HypoPT) est crucial pour comprendre comment HypoPT affecte l’homéostasie des ions minéraux et pour vérifier l’efficacité des nouveaux traitements. Ici, une technique est présentée pour générer un modèle d’hypoparathyroïdie acquise (AHypoPT) chez le rat par parathyroïdectomie (PTX) en utilisant des nanoparticules de carbone.
L’objectif global de ce protocole est de générer un modèle d’hypoparathyroïdie acquise chez le rat qui soit facile à établir, de caractère stable et inoffensif pour les glandes thyroïdes. Le principal avantage de ce modèle est l’élimination précise des glandes parathyroïdes à l’aide de nanoparticules de carbone. Nous espérons que le modèle pourra aider à résoudre quelques questions dans le domaine de l’hypoparathyroïdie.
Par exemple, l’utilisation préopératoire de calcium et de vitamine D pour réduire le risque d’hypocalcémie post-thyroïdectomie. Cette méthode peut donner un aperçu de la façon dont le renouvellement osseux est affecté par les analogues de la PTH et comment les analogues de la PTH affectent le corps à long terme. Ceux qui effectuent cette technique pour la première fois peuvent avoir du mal à micro-manipuler sous le stéréomicroscope.
Une certaine pratique sous stéréomicroscope peut être utile. Pour commencer, placez le rat anesthésié en décubitus dorsal et rasez la fourrure de la région du cou ventral. Après avoir pratiqué une incision comme décrit dans le manuscrit, localisez les lobes de la glande thyroïde.
À l’aide d’une seringue de 10 microlitres équipée d’une aiguille conique de calibre 30, injecter un microlitre de la suspension de nanoparticules de carbone dans la partie mésiale de la membrane de la glande thyroïde. Après cinq minutes, irriguer la région avec une solution saline pour nettoyer toute suspension supplémentaire. Assurez-vous que les glandes thyroïdes sont devenues noires et observez la glande parathyroïde non tachée.
Coupez les glandes parathyroïdes non tachées à l’aide d’une paire de pinces microchirurgicales et de ciseaux, puis fermez l’incision avec une suture horizontale interrompue du matelas. Après la chirurgie, placez les rats sur une couverture électrique thermostatique à 37 degrés Celsius pour maintenir leur température corporelle. Après sept jours, prélevez 10 microlitres de sang en utilisant la veine de la queue.
Mesurer le calcium sérique, le phosphore inorganique sérique et l’hormone parathyroïdienne sérique à l’aide de trousses commerciales. Les rats parathyroïdectomisés ont présenté une hypocalcémie et une hyperphosphatémie stables au cours de la période d’observation de quatre semaines. L’hormone parathyroïdienne sérique n’a pas été détectée chez les rats parathyroïdectomie sept jours après l’opération.
L’urée sérique et la créatinine étaient comparables entre les groupes placebo et parathyroïdectomie sept jours après l’opération. Une réduction des ions calcium urinaires et des taux de phosphate inorganique a été observée deux semaines après l’opération. Aucune différence significative de poids corporel n’a été observée entre les groupes parathyroïdectomie et simulacre sur 28 jours.
Le C-télopeptide sérique a diminué de manière significative chez les rats parathyroïdectomie. Il n’y avait pas de différences significatives dans les taux sériques d’ostéocalcine. Cependant, l’injection de suspension de nanoparticules est la chose la plus importante et une injection réussie est essentielle pour l’identification et l’élimination actuelle des glandes parathyroïdes.
D’autres méthodes incluent la chirurgie guidée par fluorescence, l’injection de toxine diphtérique de souris transgéniques PTHcre-iDTR et la parathyroïdectomie stérile qui pourrait aider à répondre aux questions dans le domaine de l’hyperthyroïdie.
Consultez la transcription complète et accédez à des milliers de vidéos scientifiques
Aperçu
Cet article présente un protocole permettant de générer un modèle stable de rat présentant un hypoparathyroïdisme acquis (AHypoPT) par parathyroïdectomie avec des nanoparticules de carbone. Ce modèle vise à améliorer la compréhension de l'homéostasie des ions minéraux et à évaluer de nouveaux traitements pour l'HypoPT.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Endocrinologie
- Modèles animaux
Contexte
- L'hypoparathyroïdie acquise affecte le métabolisme du calcium et du phosphate.
- Comprendre son impact sur l'homéostasie des ions minéraux est essentiel.
- De nouveaux traitements nécessitent des modèles animaux efficaces pour leur évaluation.
- Les nanoparticules de carbone facilitent l'ablation précise des glandes parathyroïdes.
Objectif de l'étude
- Établir un modèle de rat facile à utiliser de l'hypoparathyroïdie acquise.
- Étudier les effets du calcium et de la vitamine D en préopératoire.
- Explorer l'impact des analogues de la PTH sur le remodelage osseux.
Méthodes utilisées
- Technique de parathyroïdectomie (PTX) utilisant des nanoparticules de carbone.
- Micro-manipulation sous microscope stéréo.
- Évaluation de l'homéostasie des ions minéraux après la chirurgie.
- Évaluation de l'efficacité du traitement par des analogues de la PTH.
Résultats principaux
- Le modèle est stable et n'endommage pas les glandes thyroïdiennes.
- Le calcium et la vitamine D préopératoires réduisent le risque d'hypocalcémie.
- Apporte des connaissances sur les effets à long terme des analogues de la PTH sur l'organisme.
- Facilite la poursuite des recherches sur l'hypoparathyroïdie.
Conclusions
- Le modèle rat développé est un outil précieux pour l'étude de l'hypoparathyroïdie.
- Il peut aider à répondre à des questions essentielles dans la recherche sur l'hypoparathyroïdie.
- Des études futures pourront s'appuyer sur ce modèle pour des progrès thérapeutiques.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Des modèles animaux robustes d'hypoparathyroïdie sont essentiels pour réduire les risques liés aux hypothèses thérapeutiques en phase précoce et valider les cibles associées à l'homéostasie des ions minéraux. Le modèle de rat soumis à une parathyroïdectomie assistée par des nanoparticules de carbone permet une induction précise et reproductible de l'hypoparathyroïdie, renforçant la fiabilité prédictive de l'évaluation préclinique des analogues de la PTH et des interventions connexes. Ce modèle comble un manque critique dans la recherche translationnelle et le triage de portefeuilles dans les programmes de troubles endocriniens et métaboliques.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet l'analyse des mécanismes de la voie de la PTH et de la régulation des ions minéraux en aval.
- Contribue à l'évaluation biologique des risques en modélisant chez le rat des états d'hypoparathyroïdie pertinents pour l'humain.
- Facilite la validation fonctionnelle de cibles pour les analogues de la PTH et les thérapeutiques associés.
- Améliore la fiabilité prédictive pour le développement de candidats ciblant l'équilibre calcium-phosphate.
Développement de criblages et de tests
- Offre un système in vivo validé pour la mesure quantitative des taux sériques de calcium, de phosphore et de PTH.
- Permet la standardisation et la reproductibilité des dosages pour évaluer l'efficacité de composés dans les affections hypoparathyroïdiennes.
- Permet un criblage fiable d'interventions influant sur le remodelage osseux et le métabolisme minéral.
- Constitue une plateforme évolutible pour des études comparatives entre molécules candidates.
Recherche translationnelle et préclinique
- Est aligné sur des critères pertinents pour l'hypoparathyroïdie, notamment l'hypocalcémie et l'hyperphosphatémie.
- Permet une continuité entre la découverte mécanistique et la validation préclinique de stratégies thérapeutiques.
- Permet de prendre des décisions d'orientation fondées sur des données animales solides et pertinentes pour l'humain.
- Facilite l'exploration des effets à long terme des analogues de la PTH et des interventions connexes.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce modèle s'intègre à la continuité découverte-préclinique, comblant l'écart entre les premières études mécanistiques et la validation translationnelle pour les programmes portant sur les troubles endocriniens et métaboliques.
- Découverte en biologie : Permet la vérification d'hypothèses sur la signalisation de la PTH et l'homéostasie des ions minéraux.
- Depistage : Fournit des mesures quantitatives reproductibles du calcium, du phosphore et de la PTH sériques.
- Analyse : Permet la comparaison statistique des effets d'interventions sur le métabolisme minéral et le remodelage osseux.
- Recherche translationnelle : Offre un système pertinent sur le plan pathologique pour l'évaluation préclinique de l'efficacité et de la sécurité thérapeutiques.
- Réutilisation institutionnelle : Établit un modèle réutilisable et évolutif pour les initiatives de recherche sur l'hypoparathyroïdie en cours et futures.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans la validation des cibles.
- Valeur opérationnelle : Standardise la génération de modèles et l'évaluation quantitative afin d'assurer la reproductibilité et l'évolutivité.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions d'aller/arrêt et améliore l'efficacité du capital en réduisant les risques biologiques en phase avancée.
- Impact sur le portefeuille : Soutient la priorisation et l'avancement, ajustés au risque, des actifs ciblant les troubles endocriniens et métaboliques.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en microchirurgie et en manipulation au microscope stéréoscopique pour une ablation précise de la glande.
- Exige un accès à des traceurs nanoparticulaires au carbone et à des kits analytiques validés pour les mesures sériques.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles chirurgicaux et analytiques afin d'assurer la reproductibilité.
- Une adaptation peut être nécessaire selon les souches animales ou les questions de recherche spécifiques au sexe.
- La réussite dépend d'une injection précise des nanoparticules et de l'identification des glandes parathyroïdes non colorées.
