התכונות הוויסקואלסטיות של הריר ממלאות תפקיד קריטי בפינוי הריריות. עם זאת, טכניקות ריאולוגיות מסורתיות של ריר דורשות גישות מורכבות וגוזלות זמן. מחקר זה מספק פרוטוקול מפורט לשימוש ברומטר ספסל שיכול לבצע במהירות ובאמינות מדידות ויסקואלסטיות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אפיון ויסקואלסטי מהיר של ריר דרכי הנשימה באמצעות רומטר בנצ'טופ
במאמר זה
סיכום
תקציר
במחלות ריאה חסימתיות(למשל, אסתמה, מחלת ריאות חסימתית כרונית, סיסטיק פיברוזיס) ומצבים נשימתיים אחרים (למשל, זיהומים נגיפיים/חיידקיים), תכונות ביופיזיות של ריר משתנות על ידי היפר-סקרציה של תאי גביע, התייבשות דרכי הנשימה, עקה חמצונית ונוכחות של דנ"א חוץ-תאי. מחקרים קודמים הראו כי כיח צמיגות נמצא בקורלציה עם תפקוד ריאתי וכי טיפולים המשפיעים על ריאולוגיה של כיח (למשל, רירית) יכולים להביא ליתרונות קליניים יוצאי דופן. באופן כללי, מדידות ריאולוגיות של נוזלים שאינם ניוטוניים משתמשות בגישות משוכללות שגוזלות זמן רב (למשל, רהומטרים מקבילים/לוחות חרוט ו/או מעקב אחר חלקיקי מיקרובאד) הדורשות אימון נרחב כדי לבצע את הבדיקה ולפרש את הנתונים. מחקר זה בחן את האמינות, יכולת השכפול והרגישות של Rheomuco, מכשיר ספסל ידידותי למשתמש שנועד לבצע מדידות מהירות באמצעות תנודה דינמית עם טאטוא זן גזירה כדי לספק מודולי ויסקואלסטיים ליניאריים (G', G", G*, ו-tan δ) ומאפייני נקודת ג'ל (γc ו-σc) עבור דגימות קליניות תוך 5 דקות. ביצועי המכשיר אומתו באמצעות ריכוזים שונים של סימולנט ריר, 8 תחמוצת פוליאתילן MDa (PEO), ובניגוד למדידות ריאולוגיות מסורתיות בתפזורת. מבודד קליני שנקטף מחולה אינטובאט עם סטטוס אסתמטיקוס (SA) הוערך לאחר מכן במדידות משולשות ומקדם השונות בין המדידות הוא <10%. השימוש ב-Ex vivo בחומר חזק להפחתת ריר, TCEP, על ריר SA הביא לירידה של פי חמישה במודולוס האלסטי ולשינוי לכיוון התנהגות "דמוית נוזל" יותר באופן כללי (למשל, δ שיזוף גבוהים יותר). יחד, תוצאות אלה מראות כי מד הספסל שנבדק יכול לבצע מדדים אמינים של צמיגות ריריות במסגרות קליניות ומחקריות. לסיכום, ניתן להשתמש בפרוטוקול המתואר כדי לחקור את ההשפעות של תרופות ריריות (למשל, rhDNase, N-אצטיל ציסטאין) באתר כדי להתאים את הטיפול על בסיס כל מקרה לגופו, או במחקרים פרה-קליניים של תרכובות חדשות.
מבוא
מחלות דרכי הנשימה החוסמות לריריות, כולל אסתמה, מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD), סיסטיק פיברוזיס (CF) ומצבים נשימתיים אחרים, כגון דלקת ריאות נגיפית וחיידקית, הן חששות בריאותיים נפוצים ברחבי העולם. בעוד שהפתופיזיולוגיה משתנה מאוד בין כל מצב, מאפיין מפתח משותף הוא פינוי ריריות לא תקין. בריאות, ריר קושר את אפיתל דרכי הנשימה כדי ללכוד חלקיקים בשאיפה ולספק מחסום פיזי נגד פתוגנים. לאחר ההפרשה, ריר דרכי הנשימה, המורכב מכ-97.5% מים, 0.9% מלח, כ-1.1% חלבונים כדוריים וכ-0.5% מוקינים, מועבר בהדרגה לכיוון הגלוטי על ידי הכאה מתואמת של ריסונים 1,2. מוקינים הם גליקופרוטאינים גדולים המקושרים ל-O, המקיימים אינטראקציה באמצע....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
במחקר הנוכחי, דגימות נאספו במהלך ברונכוסקופיה שצוינה קלינית לאחר קבלת הסכמה מדעת על פי פרוטוקול שאושר על ידי מועצת הביקורת המוסדית של UNC.
1. איסוף ואחסון של כיח/ריר
- לאסוף ריר דרכי הנשימה באמצעות איסוף כיח או שאיפה ברונכוסקופיה.
- אספו כיח באמצעות ציפייה ספונטנית או גרמו לכיח ב-3% שאיפת מי מלח היפרטונית. לחלופין, לשאוף ישירות ריר מדרכי הנשימה במהלך הליך ברונכוסקופיה.
- אחסנו כיח/ליחה שנאספו בדרכי הנשימה בכוסות דגימה סטריליות. במקרה של כיח, יש להסיר רוק עודף מהדגימה מיד עם האיסוף.
- הניחו את הדגימות על קרח לצורך הובלה. הגבל את זמן ההובלה לפחות מ-4 שעות.
<....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
איור 1 מראה את הדיוק ואת יכולת החזרה של מדידות ריאולוגיות באמצעות עקומות תלויות ריכוז של שליטה ויסקואלסטית, כלומר, תמיסת תחמוצת פוליאתילן (PEO) וסטטוס אסתמטיקוס (SA) ריר. מדידות של מאפיינים ויסקואלסטיים של 8 MDa PEO בחמישה ריכוזים שונים (1%, 1.5%, 2%, 2.5% ו-3%) הושוו ישירות בין ריאמטר הספסל המוערך לבין רומטר בתפזורת מסורתי (טבלת חומרים). בניגוד לליחה SA, תמיסות PEO נשלטו על ידי צמיגות (G" > G') בכל טווח הזנים ולא הציגו קרוסאובר, ולכן הציגו התנהגות דמוית מוצק. בנוסף, מדיד.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
התכונות הויסקואלסטיות הייחודיות של ריר חיוניות לשמירה על דרכי הנשימה הבריאות. גורמים פנימיים וחיצוניים יכולים לשנות את התכונות הביופיזיות של ריר דרכי הנשימה, ולגרום לסיבוכים קליניים האופייניים למחלות חסימתיות ריריות. לפיכך, ניתן לשקול מעקב אחר שינויים בצמיגות הריר במהלך הערכות של מצב המחלה וחקר טיפולים המפחיתים את צמיגות הריר. מחקרים אמפיריים משנות ה-80 של המאה ה-20 הדגימו מתאם חזק בין ריאולוגיה של ריר לבין פינוי דרכי הנשימה באמצעות רומטר חרוזים מגנטי23,24. בשנים.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תודות
מאמר זה נתמך על ידי מענקים מ-Vertex Pharmaceuticals (פרס Ehre RIA) וממחקר EHRE20XX0 הנתמך על ידי CFF.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| טיפים לבוכנות נימיות | Gilson | CP1000 | |
| Discovery Hybrid Rheometer-3 | TA Instruments | DHR-3 ריאומטר בתפזורת מיוצר על ידי TA Instruments בניו קאסל, DE: משמש לביצוע בדיקות ריאולוגיות. | |
| תוכנת גרפים | תוכנת GraphPad Prism | GraphPad (סן דייגו, קליפורניה) המשמשת לניתוח נתונים | |
| צינור מיקרוצנטריפוגה | Costar | 3621 | |
| Peltier | plate TA Instruments | מערכת בקרת טמפרטורה המיוצרת על ידי TA Instruments בניו קאסל, | |
| DE תחמוצת פוליאתילן | סיגמא | 372838 | 8 פולימר MDa המשמש כסימולנט |
| רירפיפטה תזוזה חיובית | גילסון | M1000 | פיפטה המשמשת לטיפול בתמיסות צמיגות |
| ריאומוקו | ריאונובה | ספסל ריאומטר מיוצר על ידי ריאונובה בצרפת: משמש לביצוע בדיקות ריאולוגיות. | |
| גיאומטריות תחתונות מחוספסות | Rheonova | D-1811-007 | קוטר 25 מ"מ |
| גיאומטריות עליונות מחוספסות | Rheonova | U-1811-007 | קוטר 25 מ"מ |
| צלחת מקבילה עליונה חלקה | TA מכשירים | 20 מ"מ קוטר | |
| tris(2-carboxyethyl)פוספין | סיגמא | 646547-10X1ML | TCEP: חומר הפחתה חזק. |
מקורות
- Button, B., et al. A periciliary brush promotes the lung health by separating the mucus layer from airway epithelia. Science. 337 (6097), 937-941 (2012).
- Boucher, R. C. Muco-obstructive lung diseases. New England Journal of Medicine. 380 ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
תגיות
